在鋼鐵行業(yè)環(huán)保日益嚴苛的當下，非高爐冶煉技術(shù)因其節(jié)能減排、低碳環(huán)保的優(yōu)點得到了越來越多的關(guān)注，海綿鐵產(chǎn)品(DRI)的應(yīng)用也成為當下行業(yè)關(guān)注的熱點。為此我們針對海綿鐵在電弧爐、感應(yīng)爐和化鐵爐中的應(yīng)用情況進行總結(jié)，以便海綿鐵在國內(nèi)冶金行業(yè)推廣使用。

　　1 海綿鐵的種類

　　海綿鐵主要分為冷DRI、熱壓塊(HBI)、熱DRI;不同種類的DRI質(zhì)量特點及適用領(lǐng)域如表1所示： 

　　表1 海綿鐵的種類

　　由于海綿鐵采用優(yōu)質(zhì)鐵礦石原料生產(chǎn)，其化學(xué)成分穩(wěn)定，有害雜質(zhì)元素少，S、P、N 含量低，可以很好地稀釋鋼水中有害元素，有利于生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，是一種優(yōu)質(zhì)原料。海綿鐵是與廢鋼、生鐵一樣，是國際商品市場廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品。其中，熱DRI是生產(chǎn)過程中用于熱送進入電爐熔煉操作的中間產(chǎn)品，因此不用作商用產(chǎn)品，商用海綿鐵主要指冷DRI和熱壓塊。

　　2 海綿鐵在電爐中的使用

　　電弧爐常用的原料是廢鋼，因為廢鋼便宜且相對容易得到，但是社會廢鋼往往含有不需要的雜質(zhì)元素，為了降低廢鋼中的有害雜質(zhì)時，必須添加一定量的生鐵或海綿鐵，來稀釋廢鋼的殘留金屬元素，可使最終鐵水或鋼水里的殘余元素含量保持在可以接受的水平。在電弧爐冶煉中，低硫的海綿鐵其優(yōu)越性尤為明顯，因為在熔爐中不必進行脫硫，可以節(jié)省大量的時間。

　　電弧爐傳統(tǒng)的加料是揭開整個爐蓋，用吊入爐頂?shù)牧匣@將爐料裝入爐膛里，采用這種傳統(tǒng)的加料方法，不僅延長了裝料時間，而且損失了大量的熱。而海綿鐵則可經(jīng)小孔裝入爐內(nèi)，所以開始裝入的的料熔化之后不必再次揭開整個爐蓋。再者，不要求大批爐料一次裝入爐內(nèi)，海綿鐵可以按其熔化的相同速度連續(xù)向電爐內(nèi)加料，所以能夠達到較高的熔煉效率。

　　圖1所示為有兩座電爐的車間連續(xù)加料系統(tǒng)布局草圖，進來的海綿鐵由皮帶運輸機(1)輸送到貯料倉(2)。計量器(3)按需要將海綿鐵放在傳送帶上，由此輸送到電爐(4)。一根給料管經(jīng)爐頂進入爐內(nèi)，并引導(dǎo)爐料進入電極之間的區(qū)域。由于熔池的攪動，海綿鐵立刻與液態(tài)金屬和爐渣接觸，液體金屬上面的大量泡沫渣在保護爐襯耐火材料免受電弧直接輻射方面起了良好作用。在出鋼之前，使電爐向后傾斜即可將渣排出。

 

　　對許多鑄鋼和鑄鐵件來說，殘留合金含量很低是十分重要的，因為它對產(chǎn)品的機械性能會產(chǎn)生不良的影響。為達到此目的，必須通過以下兩方面的工作清除爐料：
一是采用機械分離法除去不合要求的廢鋼，這個辦法困難既大，花錢又多;另一是在廢鋼爐料中加海綿鐵，通過稀釋作用降低殘留合金的含量。由于海綿鐵化學(xué)成份穩(wěn)定、純度又高，稀釋爐料中殘留合金含量有著重要的作用。

　　圖2所示則為提高海綿鐵的比例對典型爐料中Cu、Sn、Cr、Ni的影響。用這種添加海綿鐵的方法就能利用價格比較低廉的低級廢鋼代替某些高級廢鋼。

 

　　全廢鋼爐料產(chǎn)出的鋼水中含氮量往往比較高，其結(jié)果脆性增加，韌性降低，時效提高，鑄件針孔過多。如圖3所示，提高電弧爐爐料中海綿鐵的百分數(shù)，往往可引起沸騰作用，足以降低熔體的含氮量。

　　由于海綿鐵與廢鋼存在固有差別，使用海綿鐵時以下四項需增加能耗：

　　1)熔化由于海綿鐵脈石含量較高增而加的渣量;

　　2)為熔化脈石而添加石灰;

　　3)殘留氧化鐵的吸熱還原;

　　4)由于氧化鐵還原所產(chǎn)生的一氧化碳氣體的熱損失。

　　從以上列舉的前三項可以看出，要使能量消耗降低到最低水平，就要求脈石含量盡可能低，金屬化率盡可能高。圖4所示為金屬化率對計算需能數(shù)量的影響。然而如果海綿鐵脈石含量低(在2%似下)，金屬化率高( 95%或95%以上)，就能縮短總的冶煉時間，把傳熱和輻射造成的損失降至最低程度，使能耗增加的數(shù)量要比計算的少。

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