中廢協(xié)直接還原鐵工作委員會 副秘書長
前言
直接還原鐵（DRI）因其產(chǎn)品S、P、Cu、Zn等有害元素含量低、鐵的純度高，是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼、特殊鋼的純凈鐵料，也是高端鑄造、鐵合金、粉末冶金等工業(yè)主要的原料。國內(nèi)不少特鋼企業(yè)都針對DRI不同配入量對電爐煉鋼的冶煉時間、噸鋼電耗、鋼水收得率及殘余元素的影響進行試驗研究，以便實現(xiàn)對DRI的合理添加比例和方式，達到最佳效果。
1 DRI在特鋼廠中使用情況介紹
2014年7-9月，直還委組織進行了直接還原鐵在鋼廠用戶中的使用情況的調(diào)研活動，涉及中國一重、中原特鋼、天津鋼管等多家特殊鋼鋼廠，我們發(fā)現(xiàn)鋼廠或多或少用過直接還原鐵產(chǎn)品，對產(chǎn)品有基本的了解。
調(diào)查的鋼廠用戶中，天津鋼管采用高料倉連續(xù)加料裝置，還原鐵通過電爐高位料倉，經(jīng)爐蓋第五孔，連續(xù)加入爐內(nèi)，縮短了冶煉周期。其他鋼廠均無連續(xù)加料方式、主要通過料籃加入的方式加入。考慮到還原鐵比重較輕、導(dǎo)磁性差，放在最底部不宜熔化，一般加入到電爐的中下部。布料順序從底部到上部依次為生鐵/鐵水-還原鐵-重鋼-輕鋼-鋼屑。
天津鋼管是目前國內(nèi)規(guī)模最大的石油套管生產(chǎn)基地，其對煉鋼生產(chǎn)中添加還原鐵做了長期的系統(tǒng)的試驗跟蹤，試驗數(shù)據(jù)較全，為其他鋼廠合理使用還原鐵提供了參照。
1.1直接還原鐵最優(yōu)加入量的確定
2004年天津鋼管煉鋼廠具備了廢鋼、鐵水、還原鐵三大料型進行配料的條件，為了取得高效的產(chǎn)能和低廉的制造成本，煉鋼廠以優(yōu)化配料作為切入點，降低冶煉成本。在鐵水固定（單罐重～40噸）的情況下，通過加入不同量的還原鐵進行冶煉過程指標測算，以低電耗、短周期為最終確定最優(yōu)還原鐵加入量。
方案1 廢鋼+鐵水+還原鐵（1870爐數(shù)據(jù)統(tǒng)計）
1.2配料方案確定
通過上面的對比，以最優(yōu)節(jié)電和最短周期為指標，認為還原鐵加入量控制在30 ～35噸/爐為最優(yōu)。為應(yīng)對鐵水或還原鐵供應(yīng)不及時造成斷料的現(xiàn)象，特制定三大類配料方案，其中一種為全廢鋼配料，另兩種為使用還原鐵配料（“廢鋼+還原鐵”和“廢鋼+鐵水+還原鐵”）。
1.3還原鐵對冶煉過程指標的影響
煉鋼廠使用的還原鐵是回轉(zhuǎn)窯工藝生產(chǎn)，金屬化率高，殘余雜質(zhì)含量低，能夠有效稀釋鋼中殘余元素和有害物質(zhì)。下表為煉鋼廠使用還原鐵指標。
注：㈠通過上圖，每種配料方案的五害在總體上控制比較平穩(wěn)，廢鋼+鐵水+還原鐵方案波動較大，主要因鐵水量時有波動。
?、嫒珡U鋼五害殘余最高，廢鋼+還原鐵五害殘余次之，廢鋼+鐵水+還原鐵五害殘余最低。
?、缰饕蜩F水、還原鐵殘余雜質(zhì)低，有效稀釋鋼中殘余元素。
目前煉鋼廠對于“五害”元素的分析主要考慮砷（As）和錫（Sn），由于鐵水和生鐵的五害元素含量比較穩(wěn)定。下面我們將還原鐵不同的加入量對于砷（As）和錫（Sn）平均含量的影響進行比較，見下表。
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