基于冶金工藝的高爐廢鋼原料應(yīng)用研究

魏鵬飛

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司，山西 太原 030003）

高爐廢鋼原料屬于再生資源，隨著中頻爐的利用率逐漸降低，廢鋼原料的存儲量逐漸增加，在冶金工藝中的應(yīng)用也更加廣泛。在傳統(tǒng)的冶金工藝當(dāng)中，廢鋼原料的添加是在轉(zhuǎn)爐中和電爐中進(jìn)行[1]。且存在的問題在于增加了電耗費(fèi)用，進(jìn)而增加了冶金工藝的生產(chǎn)成本。而高爐擁有強(qiáng)大的還原能力以及熔煉能力，并且對于能源的利用程度更高，因此將廢鋼原料添加在高爐當(dāng)中可以有效降低能源的消耗，降低成本[2]。同時(shí)，在高爐中添加裴鋼原料可以有效降低冶金材料對外界的依存度，緩解高爐資源的緊張局面，在資源配置的源頭上規(guī)避碳排放，具有較高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。因此，在環(huán)保方面也具有更加顯著的效果[3]。本文通過將新的冶金工藝與傳統(tǒng)冶金工藝進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證在高爐當(dāng)中添加廢鋼原料能夠有利于提高高爐的燃料比，提高廢鋼原料的利用率，有利于保護(hù)資源又能節(jié)約能源，減少環(huán)境的污染。

1 應(yīng)用概況

1.1 技術(shù)要求

以冶金工藝中的廢鋼作為基礎(chǔ)原料，將其通過破碎機(jī)進(jìn)行捶打、擠壓等加工工序或得到大小、形狀以及附著物均相同的廢鋼原料。保證廢鋼原料的粒級在 20mm ～ 90mm 之間，且小于20mm 以及大于 90mm 的粒級粒度比例應(yīng)不超過 5%，保證廢鋼原料的整齊，且在廢鋼原料中不得出現(xiàn)帶有尖銳裝的條狀或塊狀物體。假設(shè)在高爐中添加廢鋼原料的冶金工藝為實(shí)驗(yàn)組 ；假設(shè)傳統(tǒng)方法中的在電爐中添加廢鋼原料的冶金工藝為對照組。對照組中的廢鋼原料只需符合上述技術(shù)要求即可，而實(shí)驗(yàn)組中的廢鋼原料要選用沒有被氧化銹濁嚴(yán)重的廢鋼，且原料中不能含有氧化鐵皮、未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的鋼球以及易燃易爆炸的物品等。

1.2 制度要求

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，首先要對定倉、篩分、磁性等進(jìn)行統(tǒng)一的管理，其目的是為了更好的對每一批冶金材料配備適合的廢鋼原料量，將其均勻的配備有利于后續(xù)工藝中負(fù)荷的調(diào)節(jié)以及對冶金生產(chǎn)量的計(jì)算[4]。表 1 為冶金工藝原料制度管理的各項(xiàng)參數(shù)。

由于冶金工藝中的原料形狀、大小不同，因此在進(jìn)行篩分的過程中，未能達(dá)到標(biāo)磚會造成鋒利的原料通過稱量環(huán)節(jié)中的篩網(wǎng)掉落在設(shè)備的皮帶上，造成皮帶的破壞，影響工藝流程，更嚴(yán)重會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生[5]。由于冶金工藝的原料具有一定的磁性，因此在上料的皮帶上設(shè)立除磁器，并且在機(jī)型廢鋼原料的添加時(shí)要及時(shí)停止該設(shè)備的運(yùn)行。圖 1 為主皮帶上的原料分布示意圖。

綜合考慮對照組與實(shí)驗(yàn)組的爐況接受程度以及裝料罐的容積上限等因素的限制，在添加廢鋼原料時(shí)應(yīng)保證添加的批重不變。同時(shí)，考慮到添加的廢鋼原料為顆粒狀，因此在實(shí)驗(yàn)的過程中可能會對結(jié)果造成一定的影響，因此，實(shí)驗(yàn)組與對照組依然沿用原有的布料方式進(jìn)行。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過對兩組冶金工藝的冶煉效果進(jìn)行分析，表 2 為兩種方法的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比。通過實(shí)驗(yàn)過程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的具體數(shù)值計(jì)算出兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果的燃料比，且在實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)組的順行情況較好，且富氧率、產(chǎn)生的熱風(fēng)溫度以及對于廢鋼原料的利用率均好于對照組。為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在最終對比結(jié)果前要首先根據(jù)兩組實(shí)驗(yàn)對于燃料的消耗以及冶煉才輸?shù)米兓闆r，對電爐及高爐的燃料消耗量進(jìn)行校正計(jì)算，理論上實(shí)驗(yàn)過程中的焦比應(yīng)由表2中的實(shí)驗(yàn)組481kg/t降低到476kg/t，對照組479kg/t降低到 474kg/t，較理論預(yù)期值偏高 5kg/t。其主要原因是由于，早操作的過程中，為了保證高爐的穩(wěn)定運(yùn)行，操作時(shí)過于保守，使得焦炭的負(fù)荷量較輕，但隨著冶金工藝外界條件的干山，高爐中的廢鋼原料得到充分的利用，使得焦比仍然可以維持在 474kg/t的較高水平上。

表2 實(shí)驗(yàn)組與對照組冶煉后的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

通過上述實(shí)驗(yàn)證明，在高爐中添加廢鋼原料可以有效提高冶金工藝的燃料比，使廢鋼原料的利用率大幅度提高，在保證了冶金工藝質(zhì)量的同時(shí)，減少了資源的浪費(fèi)。通過對高爐中添加廢鋼原料的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行研究，經(jīng)濟(jì)效益與廢鋼原料的價(jià)格、礦石價(jià)格以及燃料的價(jià)格有著直接的關(guān)系，當(dāng)保證其它影響因素不變的情況下，隨著礦石成本的降低，高爐中廢鋼原料的效益也隨之降低，但通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在高爐當(dāng)中添加廢鋼原料不會造成冶金工藝的成本降低，只能起到提高冶金工藝質(zhì)量的作用。

4 結(jié)語

通過本文的實(shí)驗(yàn)研究分析可知，在高爐中添加廢鋼原料的冶金工藝方法與傳統(tǒng)的在電爐或轉(zhuǎn)爐中添加廢鋼原料能夠有效提高高爐的燃料比，從而提高冶金工藝的產(chǎn)量。但在目前價(jià)格限制條件下，高爐中添加廢鋼原料不能有效降低冶金工藝的生產(chǎn)成本，只能對生產(chǎn)工藝起到增加產(chǎn)量的作用。