钢铁工业长流程和短流程的比较分析

38ANHUI METALLURGY2019年第1期钢铁工业长流程和短流程的比较分析
钢铁行业的生产有三个流程,即高炉一转炉流程、电弧炉流程及特种熔炼。高炉一转炉流程又称为长流程,生产的钢被称为转炉钢,它是以铁矿石和焦炭为主要原料冶炼成铁水,再由转炉冶炼成钢;电弧炉流程被称为短流程,生产的钢称为电炉钢,它以废钢为主要原料冶炼成钢。
0工艺技术的比较分析
转炉流程和电弧炉流程是钢铁冶金行业两个主要生产工艺,其在炼钢方面的主要差别体现在以下几个方面:
1)所用主要钢铁料不同。转炉炼钢主要以铁水为原料,还有15%左右的废钢,近一年多时间,由于废钢价格较低,吨钢利润较高,为转炉炼钢用高比例废钢提供了条件,废钢消耗比例大幅提高,有的甚至高达40%,但存在转炉内热量不足的问题,解决转炉内热量问题是提高废钢比的关键。电弧炉炼钢主要以废钢为原料,还有铁水(生铁)、直接还原铁,脱碳粒铁、碳化铁及复合金属料等废钢替代品。
2)主要能源不同。转炉炼钢主要是铁水的物理热和化学热,电弧炉炼钢主要是电弧的物理热、原料物理热和化学热、辅助化学热及回收的烟气余能。辅助化学热主要指吹氧喷碳粉和燃气烧嘴,烟气余能包括物理热和烟气中的化学热。
3)主要操作目标不同。转炉炼钢是在给定的时间内完成脱碳、脱磷及温度控制的冶金操作,实现成分(碳、磷)及温度的命中;电弧炉炼钢是在全废钢的条件下,在给定的时间内,完成废钢的升温、熔化和过热等,在加铁水等废钢替代品的情况下,也有部分脱碳的要求。另外,电弧炉炼钢可分别控制成分和温度。
4)工艺发展方向不同。转炉炼钢主要是通过包括提高供氧强度的高效吹炼技术、碳及温度命中率的全自动化吹炼技术、不倒炉出钢的快速出钢技术、采用炉外处理和铁水预处理减轻转炉冶金负荷等措施,实现转炉生产高效化,通过接近平衡的冶炼工艺、高效脱磷工艺、出钢挡渣技术,实现产品的洁净化,通过少渣冶炼与炉渣返回,使用合金元素熔融还原(Cr、Mn)矿,干法除尘用水减量化,煤气余热回收等技术,实现低成本及负能炼钢。电弧炉炼钢主要是通过强化供能(包括强化供电和辅助能源),采用“环境友好型”废钢预热系统,预热废钢和加铁水工艺,增加物理热和化学热。采用不开炉盖及出钢时仍能通电的连续冶炼技术,有效减少非通电时间,50%左右或更高的大留钢量平熔池冶炼技术,减少冶炼过程电弧辐射对耐火材料的损害,降低电极消耗。以上技术的应用,缩短了冶炼周期,实现了炼钢高效化生产,降低了吨钢能耗。
5)冶金质量方面的差异。钢中的残余元素(Cu、Ni、Mo、As、Sb、Bi、Sn)不同,电弧炉炼钢由于废钢多次循环使用,造成钢中残余元素含量高;钢中氮含量不同,电弧炉炼钢由于电弧区空气电离增氮及原料中氮含量高,造成钢中氮含量较高。虽然电弧炉采用大留钢量平熔池操作及密封冶炼,有利
于降低氮含量,但还是无法与转炉炼钢利用CO汽泡携带脱氮能力相比。
1炼钢成本比较分析
1.1炼钢工序成本分析
对于冶炼棒线材,转炉+LF、电弧炉+LF和电弧炉(兑30%铁水)+LF工艺炼钢成本构成包括两部分,即差别费用项和相同费用项。差别费用项比较如表1所示,相同费用项如表2所示。
由表1可知,不同炼钢工艺成本中的差别费用,主要表现在钢铁料、电弧炉电能、电极、耐火材料、石灰等辅料、燃气、冷却水等消耗及能源回收方面,特别是钢铁料、电弧炉电能、电极三方面的消耗。转炉+LF、电弧炉+LF和电弧炉(兑30%铁水)+LF工艺炼钢差别成本分别为2216.96元/t、3049.84元/t及2819.30元/t。
高炉
由表2可知,不同炼钢工艺成本中的相同费用为346.77元/t,包括合金消耗、LF精炼成本(电耗、辅料、钢包耐材、冷却水、燃汽)、连铸成本、人员工资

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标签:炼钢   转炉   废钢   电弧炉   冶炼   流程   铁水   技术
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