直接還原鐵代替廢鋼在鞍鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼中的應(yīng)用實(shí)踐
2019-09-26 作者:佚名 網(wǎng)友評論 0 條
王文驥,王少立,王太炎
鞍鋼集團(tuán)
長期以來,在我國長流程煉鋼工藝中,廢鋼主要被用于轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)節(jié),發(fā)揮冷卻劑的作用。2017年以來,由于環(huán)保限產(chǎn)導(dǎo)致高爐鐵水不足,在高利潤的刺激下,為了提高轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)量,鋼廠通過改進(jìn)廢鋼添加技術(shù),加大了轉(zhuǎn)爐煉鋼的廢鋼使用量,因此,轉(zhuǎn)爐廢鋼單耗在近兩年有了較為明顯的提升。與此同時,由于優(yōu)質(zhì)廢鋼資源短缺導(dǎo)致廢鋼價格居高不下,也給轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)帶來了較大的成本壓力。
直接還原鐵(即DRI,也稱為海綿鐵)作為一種優(yōu)質(zhì)的廢鋼替代品,正在越來越受到世界各國的重視。鞍鋼為解決廢鋼的資源和成本問題,在多年前率先使用直接還原鐵代替廢鋼進(jìn)行轉(zhuǎn)爐操作,積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn),值得借鑒和推廣,具體應(yīng)用實(shí)踐及使用效果,詳見下文。
1 直接還原鐵代替廢鋼的原因及實(shí)踐
在上個世紀(jì)90年代,鞍鋼的廢鋼奇缺,廢鋼的價格居高不下,有人提出用直接還原鐵代替廢鋼的建議。為此,鞍鋼從馬來西亞沙巴煤氣廠購進(jìn)了5萬噸直接還原鐵熱壓鐵塊,在三煉鋼的180t轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行了生產(chǎn)試驗(yàn),試驗(yàn)取得了安全、技術(shù)和效益的完全成功,為我國用直接還原鐵代替廢鋼的實(shí)踐提供了有力的支持。
鞍鋼為踐行轉(zhuǎn)爐使用直接還原鐵代替廢鋼的技術(shù)方針,在世界各地采購大量的直接還原鐵。表1所示為2002~2010年鞍鋼采購直接還原鐵的明細(xì)表。
通過采購明細(xì)表不難看出,鞍鋼在2002~2010年間采購直接還原鐵以南美洲和澳洲市場為主,其中以委內(nèi)瑞拉為主要采購國。從采購量不難看出,最高的年份為2003年,全年采購了36萬噸,全部代替廢鋼用于轉(zhuǎn)爐煉鋼,創(chuàng)造了直接還原鐵代替廢鋼的最高紀(jì)錄。從熱壓鐵塊的采購價格上看,熱壓鐵塊的價格(CFR)逐年大幅上漲,從2002年的104.83美元/噸,漲到2010年的324.67美元/噸,直到有價無市,只好停用。
經(jīng)過多年的生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐,驗(yàn)證了轉(zhuǎn)爐煉鋼采用直接還原鐵代替廢鋼的技術(shù)是成熟可靠的,而且取得了合理的經(jīng)濟(jì)效益。因此,可以看出我國需要大量的直接還原鐵用作廢鋼資源的替代品,以緩解廢鋼資源短缺和價格偏高的問題;同時也可倒逼我國的直接還原鐵的快速發(fā)展,以適應(yīng)廢鋼應(yīng)用市場的需要。
2 使用效果
鞍鋼經(jīng)過多年在轉(zhuǎn)爐煉鋼中使用直接還原鐵代替廢鋼的生產(chǎn)實(shí)踐,取得了多方面的應(yīng)用效果,具體如下。
(1)用直接還原鐵代替廢鋼,緩解了重型廢鋼供應(yīng)不足的問題,保證了轉(zhuǎn)爐操作的正常運(yùn)行。
在2000年之前,由于鐵水資源的限制,為了提高粗鋼產(chǎn)量,必須提高轉(zhuǎn)爐中的廢鋼比。特別是當(dāng)鞍鋼實(shí)現(xiàn)全連鑄之后,由于自產(chǎn)重型廢鋼減少,導(dǎo)致廢鋼單槽重量下降,廢鋼比極度降低,進(jìn)而降低了煉鋼產(chǎn)量。用直接還原鐵代替廢鋼后,廢鋼比(注:廢鋼比實(shí)際為廢鋼和直接還原鐵的總用量)逐年提高,轉(zhuǎn)爐操作及煉鋼產(chǎn)量回歸正常。
直接還原鐵在轉(zhuǎn)爐中的另一種使用方法,是將直接還原鐵加入高位料槽中作為轉(zhuǎn)爐操作中的冷卻劑使用。與提溫劑(碳化硅)配合使用,縮短了冶煉周期,又降低了鐵水單耗,進(jìn)一步提高了廢鋼比。
(2)縮短轉(zhuǎn)爐冶煉周期,增加了粗鋼產(chǎn)量。
由于直接還原鐵熱壓鐵塊尺寸規(guī)格整齊,堆積比重大,單槽重達(dá)2.0噸,轉(zhuǎn)爐只需加一槽直接還原鐵塊,即可滿足轉(zhuǎn)爐操作要求,冶煉周期相對平均縮短了1~2min。
(3)直接還原鐵熔化速度快,有利于轉(zhuǎn)爐前期化渣操作。
由于直接還原鐵中含有一定量的FeO和SiO2,因此,轉(zhuǎn)爐吹煉前期化渣比較快,直接還原鐵加入量占廢鋼量的50%時,化渣時間可提前約2min,又疊加的縮短了冶煉周期。
(4)由于直接還原鐵中鐵回收率的提高,保證了轉(zhuǎn)爐煉鋼金屬收得率的提高。
當(dāng)轉(zhuǎn)爐不采取留渣作業(yè)時,采用先加直接還原鐵、后兌鐵水的裝料方式,轉(zhuǎn)爐出鋼時,不會出現(xiàn)直接還原鐵“裹”在爐渣中的現(xiàn)象;當(dāng)轉(zhuǎn)爐采用留渣作業(yè)時,采用先兌鐵水、后加直接還原鐵的加料方式,同樣保證了直接還原鐵塊的全部熔化。經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐出鋼時爐渣中的氧化鐵含量并未因加入直接還原鐵而升高,保證了轉(zhuǎn)爐操作金屬收得率的提高。
3 結(jié)論
鞍鋼采用直接還原鐵代替廢鋼用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)實(shí)踐與實(shí)際應(yīng)用效果,總結(jié)如下:
(1)在轉(zhuǎn)爐煉鋼中采用直接還原鐵代替廢鋼的技術(shù)是成熟可靠的;
(2)利用直接還原鐵代替廢鋼,增加了轉(zhuǎn)爐廢鋼單槽重量,提高了產(chǎn)量;
(3)利用直接還原鐵代替廢鋼,轉(zhuǎn)爐冶煉周期平均縮短了1~2min;
(4)直接還原鐵熔化速度快,有利于轉(zhuǎn)爐前期化渣操作;
(5)利用直接還原鐵代替廢鋼,能夠保證轉(zhuǎn)爐煉鋼金屬收得率的提高。
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