直接还原铁代替废钢在鞍钢转炉炼钢中的应用实践

2019-09-26 16:24:01 作者:huangj 来源: 浏览次数:0 网友评论 0

直接还原铁代替废钢在鞍钢转炉炼钢中的应用实践

  王文骥,王少立,王太炎

  鞍钢集团

 

 

  长期以来,在我国长流程炼钢工艺中,废钢主要被用于转炉炼钢环节,发挥冷却剂的作用。2017年以来,由于环保限产导致高炉铁水不足,在高利润的刺激下,为了提高转炉炼钢产量,钢厂通过改进废钢添加技术,加大了转炉炼钢的废钢使用量,因此,转炉废钢单耗在近两年有了较为明显的提升。与此同时,由于优质废钢资源短缺导致废钢价格居高不下,也给转炉炼钢生产带来了较大的成本压力。

  直接还原铁(即DRI,也称为海绵铁)作为一种优质的废钢替代品,正在越来越受到世界各国的重视。鞍钢为解决废钢的资源和成本问题,在多年前率先使用直接还原铁代替废钢进行转炉操作,积累了宝贵的经验,值得借鉴和推广,具体应用实践及使用效果,详见下文。

  1 直接还原铁代替废钢的原因及实践

  在上个世纪90年代,鞍钢的废钢奇缺,废钢的价格居高不下,有人提出用直接还原铁代替废钢的建议。为此,鞍钢从马来西亚沙巴煤气厂购进了5万吨直接还原铁热压铁块,在三炼钢的180t转炉上进行了生产试验,试验取得了安全、技术和效益的完全成功,为我国用直接还原铁代替废钢的实践提供了有力的支持。

  鞍钢为践行转炉使用直接还原铁代替废钢的技术方针,在世界各地采购大量的直接还原铁。表1所示为2002~2010年鞍钢采购直接还原铁的明细表。

 

  通过采购明细表不难看出,鞍钢在2002~2010年间采购直接还原铁以南美洲和澳洲市场为主,其中以委内瑞拉为主要采购国。从采购量不难看出,最高的年份为2003年,全年采购了36万吨,全部代替废钢用于转炉炼钢,创造了直接还原铁代替废钢的最高纪录。从热压铁块的采购价格上看,热压铁块的价格(CFR)逐年大幅上涨,从2002年的104.83美元/吨,涨到2010年的324.67美元/吨,直到有价无市,只好停用。

  经过多年的生产应用实践,验证了转炉炼钢采用直接还原铁代替废钢的技术是成熟可靠的,而且取得了合理的经济效益。因此,可以看出我国需要大量的直接还原铁用作废钢资源的替代品,以缓解废钢资源短缺和价格偏高的问题;同时也可倒逼我国的直接还原铁的快速发展,以适应废钢应用市场的需要。

  2 使用效果

  鞍钢经过多年在转炉炼钢中使用直接还原铁代替废钢的生产实践,取得了多方面的应用效果,具体如下。

  (1)用直接还原铁代替废钢,缓解了重型废钢供应不足的问题,保证了转炉操作的正常运行。

  在2000年之前,由于铁水资源的限制,为了提高粗钢产量,必须提高转炉中的废钢比。特别是当鞍钢实现全连铸之后,由于自产重型废钢减少,导致废钢单槽重量下降,废钢比极度降低,进而降低了炼钢产量。用直接还原铁代替废钢后,废钢比(注:废钢比实际为废钢和直接还原铁的总用量)逐年提高,转炉操作及炼钢产量回归正常。

  直接还原铁在转炉中的另一种使用方法,是将直接还原铁加入高位料槽中作为转炉操作中的冷却剂使用。与提温剂(碳化硅)配合使用,缩短了冶炼周期,又降低了铁水单耗,进一步提高了废钢比。

  (2)缩短转炉冶炼周期,增加了粗钢产量。

  由于直接还原铁热压铁块尺寸规格整齐,堆积比重大,单槽重达2.0吨,转炉只需加一槽直接还原铁块,即可满足转炉操作要求,冶炼周期相对平均缩短了1~2min。

  (3)直接还原铁熔化速度快,有利于转炉前期化渣操作。

  由于直接还原铁中含有一定量的FeO和SiO2,因此,转炉吹炼前期化渣比较快,直接还原铁加入量占废钢量的50%时,化渣时间可提前约2min,又叠加的缩短了冶炼周期。

  (4)由于直接还原铁中铁回收率的提高,保证了转炉炼钢金属收得率的提高。

  当转炉不采取留渣作业时,采用先加直接还原铁、后兑铁水的装料方式,转炉出钢时,不会出现直接还原铁“裹”在炉渣中的现象;当转炉采用留渣作业时,采用先兑铁水、后加直接还原铁的加料方式,同样保证了直接还原铁块的全部熔化。经过长期的生产实践,发现转炉出钢时炉渣中的氧化铁含量并未因加入直接还原铁而升高,保证了转炉操作金属收得率的提高。

  3 结论

  鞍钢采用直接还原铁代替废钢用于转炉炼钢的生产实践与实际应用效果,总结如下:

  (1)在转炉炼钢中采用直接还原铁代替废钢的技术是成熟可靠的;

  (2)利用直接还原铁代替废钢,增加了转炉废钢单槽重量,提高了产量;

  (3)利用直接还原铁代替废钢,转炉冶炼周期平均缩短了1~2min;

  (4)直接还原铁熔化速度快,有利于转炉前期化渣操作;

  (5)利用直接还原铁代替废钢,能够保证转炉炼钢金属收得率的提高。

 

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