直接还原铁作为有害杂质少的钢铁原料主要用于氧气转炉炼钢、电炉炼钢和高炉炼铁。
电炉炼钢技术的迅速发展为优质钢生产提供了有效手段,然而日益增加的合金钢生产和应用,使得多次重复回收的废钢中杂质元素得以富集,严重影响了废钢的质量。例如,美国在25年内,碳素钢废钢的Cu含量增加了20%,Ni含量增加了1.2倍,Sn含量增加了2倍。用洁净的直接还原铁代替被污染的废钢,可稀释钢中有害元素、改善冶金钢水的化学成分,生产优质钢和纯净钢。因此,直接还原铁是改善钢材质量、增加钢材品种、发展钢铁冶金紧凑流程不可缺少的原料。
根据天津钢管公司150t电炉6年的实践,使用直接还原铁的冶炼效果可总结如下:
(1)对钢水收得率的影响
根据150t电炉物料平衡实测和计算,采用全废钢冶炼时钢水收得率为88%~90%。使用0至50%的用秘鲁球团矿生产的DRI时,钢水收得率基本未受影响。
(2)对冶炼时间的影响
当150t电炉采用100%废钢冶炼时,一般需4次加料,总的加料时间约14min。配加DRI后可以减少加料次数、缩短加料时间。连续加入DRI使熔池变得更加活跃,脱P效果好,缩短了冶炼时间。统计表明,配加12%~30%的DRI,一般可使一炉钢的冶炼时间缩短3~5min。
(3)对冶炼电耗的影响
实践表明,当DRI金属化率高、脉石含量低时,电炉配加一定比例的DRI不会增加冶炼电耗。表2-2是配加不同重量DRI的274炉钢冶炼电耗的统计结果。使用的DRI中:TFe94.78%,MFe89.01%,金属化率93.91%,脉石含量3.34%,脉石碱度0.36。
每炉DRI用量从20t增加到50t时,冶炼电耗不但没有增加,反而有所下降。当DRI使用量超过30%时,冶炼电耗增加,增加的幅度与DRI金属化率和脉石含量有关。
(4)对电极消耗的影响
DRI用量在0%~50%之间时,电极消耗基本相同;DRI使用比例增加,通电时间会延长,但是,DRI连续加入期间电能输入均衡稳定,减少了因塌料等原因造成的电极折断事故。
(5)对钢中残余有害元素的稀释作用
DRI中几乎不含Ni、Cr、Mo、Cu、Sn等有害元素,P、S、N等元素的含量也比废钢低得多。随着DRI加入量的增加,对这些有害元素有明显的稀释作用。
(6)对铸坯及钢管质量的影响
有些钢种连铸时易产生纵裂纹,经分析,其中原因之一是钢中有害元素含量较高。在提高了DRI的使用比例后,这种裂纹明显减少。钢管的某些性能指标(如AK)随着DRI用量的增加明显提高。 |