淘废钢

贵阳废钢替代品主要有哪些

目前,主要的废钢替代品有:铁水(生铁)、直接还原铁(DRI)、脱碳粒铁、碳化铁、复合金属料等。


01铁水(生铁)


现代电弧炉广泛采用碳氧枪、二次燃烧、氧燃烧嘴技术、炉气二次燃烧技术等,吸收融合了转炉强化冶炼技术,特别是供氧强度大大提高,用氧量高达30Nm3/t左右,有的甚至超过40Nm3/t,接近转炉用氧量。与之相应的是配碳量提高,加铁水(生铁)是最有效的配碳方法。当铁水加入量较大时,由于氧化钢液中的元素(主要是碳),产生大量的化学热,冶炼时可有一段时间不供电,即电炉转炉化冶炼,我国甚至出现了全铁水电炉转炉化冶炼方式。长流程钢铁企业有电弧炉的基本都采用加铁水工艺,而且部分电弧炉流程钢厂新建高炉提供铁水,以解决废钢资源短缺及电炉流程生产成本高的问题。新建高炉为电弧炉供给铁水的方法,从目前及今后的发展来说不可取。


电弧炉炼钢加铁水技术具有以下优点:1)对非平熔池冶炼炉型,可以优化供电,提前形成熔池,增加大功率供电时间,缩短冶炼周期;2)增加物理热和化学热,提高热效率;3)可以稀释钢液中的有害金属杂质元素含量。

加铁水量不是越多越好,将铁水比控制在30%-50%是较为合适。当供氧强度较低时,最佳铁水比约为30%左右;供氧强度大时,铁水比可达50%。德国普锐特公司开发的Quantum电弧炉,为了获得足够好的预热效益,提出废钢至少应当使用50%。全铁水电炉转炉化冶炼方式,已使电弧炉失去了在可持续发展方面的优越性。生铁主要是将铁水(液态铁)铸造成铸锭,全球生铁在电弧炉中的平均使用量为金属总量的5%-10%。

02直接还原铁

目前,95%的直接还原铁用于电弧炉生产。直接还原是指铁矿石和含铁氧化物,在低于熔化温度之下,还原成金属产品的炼铁过程,一般在竖炉或回转窑中进行。根据产品不同,分为海绵铁、金属化球团及热压块铁三类。生产方法有气基直接还原法和煤基直接还原法。

电弧炉炼钢使用直接还原铁的优点:1)化学成分稳定,有害杂质少,特别是P、S、N含量,有利于生产高附加值产品;2)质量稳定和低残余类元素(如铜小于0.002%),可以很好地稀释废钢中有害元素,增加废钢供应的选择空间;3)海绵铁和热压块铁可以连续地装入炉内,断电时间少、热损失小,有利于节电,也有利于缩短电炉的冶炼时间,提高产量;4)有利于造泡沫渣,延长炉内耐材和电极使用寿命。

目前在国外DRI在电弧炉中的使用量基本上都超过了50%,甚至有的使用了100%DRI。

03脱碳粒铁

脱碳粒铁的全称为脱碳粒化生铁,是在高炉出铁时,经过高压水淬火,制取不同粒度的粒化生铁(3-10mm)。然后将其装入回转窑,通入一定量的混合气体,加热至一定温度,进行生铁脱碳,得到可供电弧炉炼钢所用的原料。

电弧炉使用脱碳粒铁具有以下优点:1)脉石含量较直接还原铁低1%-3%,可降低电耗约10%;2)S、P含量低,杂质元素也较直接还原铁低;3)粒铁表面少量的FeO,有利于电弧炉造泡沫渣。

04碳化铁生产


碳化铁的基本原理是将铁矿石送进具有一定温度、压力的流化床反应器中,通入预热的工业气体(CO、CO2、CH4、H2、H2O蒸汽)与其发生反应生成碳化铁,其反应式为:3Fe2O3+H2+CH4=2Fe3C+9H2O


碳化铁优点:1)有利于电炉低氮钢的生产,电弧炉喷吹碳化铁炼钢时,钢中的氮含量从0.007%降低到0.003%-0.004%;2)有利于造泡沫渣,使用碳化铁作原料时,即使不向熔池喷吹碳粉,也能很好地造泡沫渣;3)有利于降低脱硫成本。碳化铁洁净,硫、磷含量低,一些扁平材生产厂使用部分碳化铁取代炉料中铁水,很容易降低吨钢脱硫成本;4)有利于节能。


碳化铁可在电弧炉炉顶加入,无需开启炉盖,减少了温度损失。


05复合金属料


复合金属料是俄罗斯研制成功的一种用于替代炼钢生铁、球团矿、合格炉料坯及废钢的新型炉料。它是通过铸铁机,利用熔融的铁水和一定的配加工艺,填加15%-25%的填加料(烧结矿或球团矿),经冷却固结后而形成的。主要由炼钢生铁和内封的氧化铁组成。在电弧炉上应用时,较低温度下(1150-1200℃)即可形成泡沫渣。复合金属料块熔化时,“封存”于其中的填加料铁氧化物温度高于1100℃时,即开始与铁中的杂质进行化学反应,并形成渣相和CO;温度高于1200℃的情况下(低于废钢的熔化温度),电弧炉内就已经形成了可流动的起泡液体渣,连续地释放出一氧化碳气泡。实践表明:应用复合金属料,减少了氧气的消耗量,降低了电耗,缩短了冶炼时间。


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