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国外高炉加废钢的实践:最高超过200kg/t;吨铁加100kg废钢,降低焦比30kg/t,提高产量4%~6%

国外高炉加废钢的实践:最高超过200kg/t;吨铁加100kg废钢,降低焦比30kg/t,提高产量4%~6% 不止是钢货
2018-08-16
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三个角度比较高炉加废钢和电炉钢,究竟谁更好?(有部分节选)

 

中国钢铁新闻网  沙永志  813


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与使用铁矿石的高炉—转炉长流程相比,废钢电炉短流程具有节能和环保的绝对优势。多用废钢炼钢是钢铁工业发展的必然趋势。


然而,当考虑高炉也能够使用部分废钢替代铁矿石炼铁时,废钢电炉流程能否依然保持在节能和环保方面的优势?换言之,高炉加废钢比电炉用废钢能否更节能和更环保?此外,在目前废钢电炉短流程的吨钢成本并没有优势的情况下,将废钢加到高炉里,是否能更好地体现废钢的经济价值?


高炉加废钢的节能效果

 

首先,废钢作为一种金属铁料,是完全可以部分替代其他含铁炉料在高炉中使用的。这一点在理论上和国内外实践上,均得到充分证明。欧洲北美的许多高炉炉料中,都有数量不等的废钢等金属料,最高超过200kg/t

 

废钢替代铁矿石的节能效果,体现在有效地降低高炉燃料比和提高高炉产量上。国外的某经验数据是,吨铁加100kg废钢,降低焦比30kg/t,提高产量4%~6%。这是因为,废钢在高炉内只是一个加热熔化过程,无需巨大的还原耗热和较长的冶炼时间

 

每吨废钢在高炉内的熔化热量折算标煤约为34kg。高炉的能量利用率按85%计算,则高炉增加能耗40kgce/t废钢。此外,废钢加入高炉熔化后,会发生渗碳反应和还原硅的融入,生成含碳4.5%和含硅0.4%的铁水,由此多消耗一些焦炭。估算使用废钢的高炉工序能耗约为104kgce/t铁水。此铁水在转炉炼钢过程中,因含碳含硅,提供了冶炼过程所需的部分能量,总的能耗基本没有增加,甚至会是“负能”炼钢。最终在高炉—转炉流程中使用废钢的工序能耗估算为115kgce/t钢。


高炉加废钢的CO2减排效果

 

废钢用于高炉—转炉流程的CO2排放来自高炉消耗的焦炭,以及含碳铁水在转炉炼钢的脱碳反应。将以煤气方式带走的碳考虑在内,全部的CO2排放量估算约为380kg/t钢。这仅为使用铁矿石的高炉—转炉流程CO2排放总量的1/5。

 

当不考虑电的间接CO2排放时,废钢电炉流程的直接CO2排放量是非常低的,仅约150kg/t钢,不仅大大低于传统的铁矿石高炉—转炉流程,也比废钢用于高炉—转炉流程减少一半以上,环保优势十分突出。

 

然而,如果电炉使用的电能是来自煤炭火力发电时,将火电的CO2排放量计算在内,则废钢电炉流程的CO2排放总量要达到630kg/t钢左右,比废钢用于高炉—转炉流程多250kg/t钢。


我国是以煤炭火力发电为主的国家,火电比例占70%以上。因此,在大多数情况下,废钢用于电炉的最终CO2总排放量,将高于用于高炉—转炉流程。简言之,将废钢用于高炉会更环保。


高炉加废钢的经济性


在当前的钢铁原燃料价格体系背景下,高炉加废钢替代铁矿石会使铁水成本上升,进而带来最终钢水成本的增加。但与全废钢电炉流程相比,高炉加废钢会表现出更好的经济性。


二者比较的区别首先在于,在相同的废钢价格下,高炉加废钢的成本增加主要是消耗的高炉固体燃料(焦炭﹢煤粉)费用。估算吨钢消耗为80kg焦炭﹢40kg煤粉,成本约200元/吨。而全废钢电炉的电耗费用将达350元/吨左右,二者相差明显。即使同时考虑高炉—转炉流程和电炉流程的其他费用差距,一般也难以弥补上述差距,甚至可能会扩大。


高炉加废钢的另一个经济优势是,可以有效使用低级或劣质废钢。由于高炉有强大的还原能力和熔炼能力,以及非常高的能量利用率,可以用最小的能耗代价和成本代价,来消纳氧化铁和非金属杂质含量高的多种低级或劣质社会废钢。


在应用废钢的便利程度方面,高炉也体现出其优势。废钢只须要被加工成满足高炉需要的一定粒度,即可利用高炉现有的料仓及上料和布料系统,装入高炉使用,实现节能减排和降低成本的生产效果。而且由于高炉产能巨大,炉料中仅配少量的比例,就能消耗总量巨大的废钢。如炉料中配加5%,一座2000m3高炉每天可消耗370t废钢,推算到全国高炉生产,则每年可消耗5400万吨废钢。


综合评价,以煤炭火力发电为基础,在当前条件下,高炉加废钢会比电炉使用废钢更节能、环保和经济。


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