长流程和短流程炼钢区别
(2020-02-18 09:50:24)分类: 检验认证实用资料 |
高——转炉流程
炼焦(焦炭)→高炉;烧结(铁矿石)→高炉→铁水→转炉→出钢浇筑
高炉炼铁的原料有铁矿石和焦炭,但铁矿石和焦炭在进入高炉前还会有一步处理流程,分别是铁矿石烧结、焦煤炼焦。
解决完原料后原料即会被投入高炉,这些原料会在高炉内还原成含碳的铁水。高炉主要的目的是为了除去原料中大量的硫,另外炼焦和烧结都能去除部分对钢铁有害的杂质。
得到的铁水会被转入转炉去除多余的碳、氧、磷和剩余的硫。具体流程有铁水预处理、转炉吹炼(脱磷和脱碳)、精炼(脱硫、脱氧和合金化)、连铸,最后得到成品钢。
电炉流程
补炉→装料→熔化期→氧化期→还原期→出钢(浇筑钢锭或者钢坯)
补炉:对完成炼钢的炉体进行修复,以好准备下一次炼钢流程。
装料:由轻薄料作为基底,再按照大型废钢在下,轻料在上填铺,最后由轻薄料填充空隙。
融化:融化分为点弧、穿井、主融化以及熔末升温。一般点弧期采用较低电压、较低电流;穿井期采用较大的二次电压、较大电流,注意保护炉底;主融化期采用最高电压、最大电流,主融化期的时间占比超过整个流程70%以上;熔末升温期采用低电压、较大电流,借以保护炉壁。
氧化:当完全融化后,磷脱除70%~80%以上进入氧化期(通常高于钢熔点80),氧化期的主要任务是除去钢液中的磷和碳;气体、夹杂物质。并且提高高钢液温度。
还原:还原期的主要任务是脱氧、脱硫、合金化、调温。
出钢:出钢过程可以进一步脱氧和脱硫。
长短流程炼钢优缺点
长流程炼钢优缺点
优点:出钢时间相对较短,可以大批量产钢;单位出钢成本比电炉更低,大约每吨能节省400~500人民币(2019年4月),长时间来看长流程炼钢更能节省成本。
缺点:基础建设多,前期投入资金较大;不能间断原料供应,以保证最大热效率;烧结、焦化、高炉炼铁均会造成严重的环境污染。
短流程炼钢优缺点
优点:温度高且容易控制,相较转炉可以获得更多类型的钢种;可以制造还原气氛,利于去硫;热效率高,可达65%以上;直接以废钢为主要固体料,不需要庞大的炼铁和炼焦系统,冶炼设备投资少;用电作为能源,适合短时间、间歇式生产。
缺点:耗电大,500~700kwh/t,生产效率相较转炉低;成品钢中H、N含量偏高;碳质电极可能会增加钢液中的含碳量。
炼钢用原料
高转炉
烧结料:铁矿石通过烧结后的产物,提高了原料的含铁占比,减少热值消耗
焦炭:煤炭通过炼焦工艺获得焦炭,去除煤炭中过多的硫以及其他有害物质。
电炉
钢铁料:废钢;生铁(用于提高炉料的配碳量或者代替一部分废钢,一般为总量的10%~20%);还原铁。
氧化剂:铁矿石;氧化铁皮;氧气。
脱氧剂:一般是锰铁、硅铁,要注意有用的元素尽量要高,减少对钢液的影响。
造渣材料:石灰;萤石;黏土砖块。
增碳剂:碳粉;电极粉。
电极:合金电极(自耗性),碳质电极。
覆盖率以及原因(环保政策、利润、效率)
在我国电炉炼钢并不是主流炼钢方式,和长流程炼钢相比相差8倍左右。所以在我国,电炉通常用来融炼转炉无法制造的特种钢。
从环保政策来说
电炉炼钢有着绝对的优势。由于高转炉炼钢的流程有铁前流程,煤炭需要蒸馏焦化,铁矿石需要烧结结团。而这两个过程均会对环境造成较大的影响;同时在高炉炼铁的时候,焦炭燃烧产出的烟尘、CO2、和SO2均会污染大气。
从利润来说
电炉需要的原材料成本有电费、电极、电炉维护、废钢成本等,其中电极、电费的成本居高不下。废钢的成本近年来也随着成材价格增加而攀升,加之社会废钢产量较低,钢厂获取废钢的成本增加。钢厂使用电炉可获得利润在300元/吨
高转炉的炼钢成本有焦炭、矿石、维护成本等,长流程炼钢有着一套完整的产业链,钢厂获得焦炭、铁矿石相对废钢更加容易,钢厂可以从长流程炼钢中获得700~800元/吨的利润。
从效率来说
电炉的炉体相较转炉体积更小,且每次装料—出钢的时间更长,不利于大批量生产钢铁。单位时间产出钢铁更低,这也是钢厂更愿意使用长流程炼钢的原因。
未来前景
中国现在处于高速发展的阶段,对钢铁产能的需求不同以往。当前电炉的技术无法支持钢铁需求,所以能够大批量生产且能获得更多利润的长流程炼钢更适合现在对钢铁的需求。
从可持续性发展角度来讲,未来对于环境污染的整治将会更加严格,当污染罚款大于高转炉炼钢利润时,长流程钢厂就会建造更多的污染处理设备来保证绿色生产。处于长流程钢厂上游的焦企、矿山也会增加相应的污染处理设备。这必然将大幅增加长流程炼钢的成本。当长流程炼钢的成本因为环保上升超过短流程炼钢时,电炉炼钢就能反超高转炉成为主流炼钢方式。