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直接还原铁在转炉炼钢应用的成本核算与实践
2021/03/17总浏览:122

直接还原铁,一般采用精铁矿为原料,采用天然气、焦碳为能源进行生产,在俄罗斯、伊朗、委内瑞拉、印度等天然气丰富区域生产成本很低,具有较大优势。

废钢价格随市场波动逐步上涨,并有超过铁水之势,在此形势下,直接还原铁的成本优势逐步突显。另外直接还原铁具有清洁、低S、低P、密度大、热能高、尺寸规则等特点,在转炉使用有利于有害元素的控制、提高废钢比、冶炼化渣及环节成本的降低。同时直接还原铁可作为电弧炉的主要原料。

01 成本核算预测

根据直接还原铁组元及成分特点,其相当于以下四部分的混合物:金属铁、渣杂、氧化铁、基本常规元素,其中氧化铁可按返矿进行成本核算。本论文以伊朗进口的2万吨直接还原铁使用(成分见表1中各项目含量)为例,建立成本核算模型并进行分析如下:

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 1.1成分对材料成本的影响

按照直接还原铁不同组分对转炉物料消耗、产量的影响进行成本核算如表1,从表中可以看出,转炉每投入100kg直接还原铁,因自身材料成分的特点,可实现降本9.2元。

1.2有效成本对比与预测

假定还原铁中纯金属铁的收得率为97%,然后将直接还原铁、铁水、不同类型废钢按不含税到厂价和综合收得率进行有效成本核算,核算情况如表2,从表看,直接还原铁有效成本高于钢筋压块,低于其它类型废钢,其中比破碎料低196/t,比普通特优级废钢低121/t

说明: C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\WeChat Files\77ca63dad2b6c864fdc933731a50f30.jpg

  2.1直接还原铁的金属收得率 

根据40炉试验情况,计算平均装入量与出钢量情况,铁水收得率设定为91.2% 反算出钢板边收得率97.18%,普通一级废钢收得率90.16%,直接还原铁收得率86.4%;该试验计算与表2理论计算基本一致。

2.2脱磷率

经计算,试验组、对照组1、对照组2的脱磷率分别为87.9%86.6%85.7%,在终渣碱度相对较低、吹氧终点情况相近的情况下,试验组终点磷较低,脱磷率较高。分析其原因为:

1.为中和直接还原铁带入的SiO2 加入石灰较大,渣量较大,脱磷效果好;2.直接还原铁中P的存在状态为P2O5,在废钢熔化过程即进行渣中,这不同于其它废钢中的P(以单质形状溶于钢中),需借助于脱磷反应进行脱磷;3.直接还原铁中的P含量水平较低,与我单位自产钢板边相当,比外购废钢P含量低约35%4.直接还原铁中含有9%的氧化铁,有利于前期化渣,对脱磷有利。

2.3渣量消耗

为达到相同的脱磷效果,试验组石灰加入量增加约24kg/t,轻烧白云石加入量减少4.2kg/t。根据表1中的终渣及脱磷率总结,可优化石灰及轻烧白云石加入标准为:转炉冶炼按炉计算,每投入1t直接还原铁,石灰消耗增加100~110kg,轻烧白云石减少20kg

2.4冶炼操作

因试验组直接还原铁中含有9%的氧化铁,前吹炼前期,炉渣较活跃,有溢渣现象和喷溅倾向;同时直接还原铁过高比例的使用,会导致吨钢渣量过大,建议按30%~50%的比例替代废钢使用。

03 成本核算调整

根据试验总结,调整直接还原铁有效成本对比成本核算表后:直接还原铁有效成本比普通一级废钢低4/t,比普通特优级低91/t,比破碎料低166/t,比铁水低148/t 

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