当前位置:网站首页 - 新闻中心

直接还原铁在炼钢中的应用

2022-01-18 13:39:49 434

1、前言

在全球范围内炼钢都存在废钢短缺的问题,由于中国国内废钢自给量较少,可得到的废钢质量也不稳定,因此有必要寻找废钢的替代品。

直接还原铁(DRI)作为一种炼钢原料已经有多年历史,在国内正逐渐得到应用。

2、DRI的性能

作为炼钢原料,DRI与废钢相比主要性能如下所示:


DRI 废钢
成分稳定性 稳定
波动
杂质含量 非常低
脉石含量 含有 很少
碳含量
气孔率 多孔


      可以看出DRI是一种优质的炼钢原料,只有脉石含量高会导致能耗较高,此外,炼钢炉必须适合处理大渣量,由于导热性差DRI理想的熔炼工艺应具有高温热源,如电弧炉和转炉,以使在DRI及其周围区域保持高温。

DRI可以是球状,团状(海绵铁)或块状(CDRI或HBI),通常其物理性质如下:


球团
海绵铁
CDRI
HBI
粒度(mm)
8-16
6-40
37x45x24
30x55x106
气孔率(%)
52 49 24 24
体积密度(t/m³)
1.8 2.0 2.6 2.8

       DRI的化学成分对冶炼过程非常重要,应尽可能接近废钢,DRI的化学成分如下,该成分可能因不同的原料和生产工艺而不同。

      全铁 (TFe)  92%

      金属铁           83%

      碳含量           0.25~1.0%

      硫含量           0.025%max

      磷含量            0.06%max

      SiO2              2-3%

      适合炼钢的高质量DRI性能应是:

    (1)尽可能高的金属化率(大于85%);

    (2)二氧化硅含量应尽可能低:

    (3)DRI比重应大于3.5t/ m³,在5.5 t/ m³左右,体积密度影大于1.8 t/ m³,由于粒度小于3mm的小颗粒易悬浮在渣中,难以熔化,因此含量越少越好。

     1、DRI在电炉炼钢中的应用

采用DRI作为炼钢原料具有如下优点:

(1)成分稳定、杂质含量低,特别是硫含量低

(2)熔化迅速;

(3)便于管理,运输方便;

(4)可以实现连续加料

 在理论上,DRI替代废钢比例可以达到100%,加入量少时可以由废钢料斗进料,加入量大时采用连续加料系统非常便利,目前电炉

钢应用DRI已取得如下进展:

(1)提高了电炉生产率,由于DRI中硫、磷含量低,减少了电炉精炼时间。此外,由于能实现连续进料,减少了加料时间,熔化速度加快.

  (2)能生产优质钢,因为废钢中杂质很多,在电炉中采用100%废钢生产优质钢是困难的,但DRI中杂质含量很低,可以在电炉中生产出像深冲、超深冲等钢号的钢材。

(3)由于DRI成分稳定,可减小钢成份出格的炉次,特别是生产低碳钢时。

(4)减少电极断裂,降低了电极消耗。

       然而,与熔化废钢相比,在电炉中熔化DRI电耗有所增加。增加的电耗消耗于还原残留的氧化铁和DRI中的脉石熔化及成渣,与铁分离。观察还发现,当原料中DRI比例超过20%时,增加的电耗将维持不变。应用DRI还将增加石灰的消耗和渣量,当采用为熔化废钢而设计的电炉熔化DRI时,炉衬耐材寿命将有所降低,为解决上述问题,应设计一种新型、连续加DRI炉料的电炉,该电炉具有如下特征:

        (1)增加炉壳直径;

        (2)减小电极极心园直径,或采用倾斜电极柱方法:

        (3)使用水冷炉壁代替耐火材料;

        (4)在熔化期,采用低功率因数,短弧操作方式,以及与此对应、变压器合适的输出电流,母线导管,挠性电缆以及电极;

        (5)为炉子选择备用的低电抗;

        (6)在泡沫渣下熔炼,覆盖电弧。

      生产实践表明,在电炉炉料中可配加高达30%的海绵铁而没有任何操作问题,但配料比例更高时,可能导致炉内结瘤。这表明DRI100%代替废钢还有困难。

 2、DRI在氧气转炉炼钢中的应用

     在氧气转炉炼钢中废钢是做为冷却剂,随着返回废钢量的减少,需要寻找其它类型冷却剂以替代废钢,通常有两种选择方案:

        (1)使用铁矿石或石灰

        (2)使用DRI

    采用DRI作为冷却剂具有以下优点:

        (1)相对纯净,杂质较少

        (2)价格稳定

        (3)与使用铁矿石和石灰石相比,钢液的回收率较高。

       从理论上讲,氧气转炉炼钢中连续加入DRI是很适合的,因为氧气转炉能提供熔化DRI所需要的非常集中的热量,因此DRI熔化迅速,在炉内氧化性气氛中停留时间很短,在氧气转炉中应用DRI已经取得如下进展。

      (1)可生产低硫牌号钢,如电工用钢

      (2)因降低了炉渣温度以及消除了加重废钢对炉衬的机械冲击,而提高了炉衬使用寿命

      (3)当加入DRI比例高时,缩短了通过料斗的加料时间,从而减少了每炉钢冶炼时间

      氧气转炉中DRI进料方式可以通过废钢料斗(分批进料),也可通过高位料仓连续加料,采用后者具有如下优点:

     (1)由于可以在吹炼过程中进料,因此DRI熔化速度更快

     (2)通过调整进料速度,吹炼过程可随时达到热平衡,因此炉内温度更容易控制。

     (3)降低了渣中FeO含量,因而吹炼时喷溅减少,钢液回收率提高

     与海绵铁相比,HBI或CDRI具有明显的优点。某钢厂试验结果如下:

        (1)钢水回收率降低1%

        (2)铁水单耗增加11kg/t

        (3)石灰单耗增加6kg/t

        (4)作为废钢替代物,HBI用量可达到废钢量的32%,并不存在任何操作问题

      根据试验结果,可以估计在不影响转炉操作的前提下,可用DRI来替代30%的废钢,如想使用更高比例的DRI必须采取如下措施:

        (1)DRI具有更高的金属化率

        (2)采用DRI连续加料系统

        (3)增加川路的吨钢体积比

        (4)增加渣处理设备

  

Copyright©2018 洛阳凯正环保工艺设备有限公司 版权所有 .All Right Reserved

卧式混合机 备案号: 豫ICP备15026188号-1  豫公网安备 41032302000152号

技术支持:尚贤科技 网站XML

凯正卧式混合机厂家微信
扫一扫,关注我们