海绵铁在转炉炼钢企业中的应用调查（1）--太钢
炼钢生产中配入直接还原铁（海绵铁）对钢液中有害金属元素可起明显的稀释作用，使用直接还原铁可缓解废钢的供应紧张，代替部分优质废钢，生产高质量的钢种团。废钢的替代品一DRI（直接还原铁）在转炉炼钢中应用情况的研宄得到了普遍重视。太原钢铁第二炼钢厂（以下简称太钢二炼钢）在生产低硫品种钢时，由于低硫专用废钢短缺，在80t转炉上进行了直接还原铁代替部分专用废钢的应用试验，以了解采用直接还原铁后对转炉冶炼及钢质的影响。
1 试验情况
1.1 试验条件
试验过程中采用了两种不同比重的直接还原铁，一种为海绵铁，为筒状，比重较小；另一种为金属化球团，为球状，比重较大，其理化指标见表 1 。
1.2 试验钢种及工艺
试验钢种为 HP295、 SPHC 、 T510L 、 T330CL 等低硫品种钢。试验过程，直接还原铁的加入方法采用同废钢一起放入废钢料槽，一同加入炉内。加入量每炉为 2．7 一 7．5t, 平均为 4．95 t。冶炼过程中根据转炉情况调整枪位，根据直接还原铁的加入量调整石灰量，其余与正常生产时相同。
1.3 直接还原铁代替废钢的比例
据文献介绍：转炉使用直接还原铁代替30% 废钢不会对炼钢过程带来太大影响。只要控制好直接还原铁中 Si02含量和 T.Fe,转炉使用 100 ％直接还原铁代替废钢在技术上是可行的。实际试验过程中，转炉入炉铁水 w(Si) 大于0．5% ，直接还原铁代替废钢比例大于 60 %时，会出现前期溢渣喷溅的现象。直接还原铁代替废钢比例控制在 50 % 以下时，转炉冶炼过程平稳，终渣黏度、流动性适中，对转炉冶炼影响较小。经过试验，确定直接还原铁合理的装入量为：占废钢总量的 35 ％一 50 ％。
2 试验结果及分析
2．1 对转炉脱硫的影响
试验过程中统计使用直接还原铁转炉冶炼原料及钢水 w （ S ）情况见图 1。
转炉炼钢脱硫效果有限，这是由于转炉中的氧化环境使硫的分配系数很低。直接还原铁W（S）较低，平均为0.008%，低于专用低硫废钢（ w（S）＜0.020%），因此直接还原铁可以方便的用于低硫钢的生产。实际生产中，采用直接还原铁代替部分专用废钢，转炉终点及成品硫含量较低，能够满足品种钢低硫含量的要求。统计直接还原铁代替废钢比例与转炉终点硫含量的关系如
由图 2 可以看出随着直接还原铁代替废钢的比例增加，转炉终点硫含量呈下降趋势。
2．2 对转炉脱磷的影响
统计转炉加入直接还原铁与使用全废钢冶炼品种钢转炉脱磷率情况如图 3 。
转炉采用直接还原铁有利于转炉脱磷，其原因一是直接还原铁中含有一定 FeO ，直接还原铁熔点低，能够在冶炼前期快速熔化，快速形成高FeO 的前期渣，促进转炉前期脱磷；二是废钢和铁水中的磷以单质元素状态存在，因此在进入渣相前，需先氧化，直接还原铁中磷呈氧化物存在，故在直接还原铁熔化时，磷自然成为渣而被去除，因此使用直接还原铁从入炉磷的总量上看是减少的，从而有利于转炉的脱磷。统计实际生产过程使用直接还原铁炉次转炉平均脱磷率为 87．9% ，全废钢冶炼转炉平均脱磷率为 85．5% ，使用直接还原铁转炉平均脱磷率提高了 2．4% 。
2.3 对转炉造渣的影响
直接还原铁中含有质量分数为 4．42% 一6．73% 的 SiO2 在转炉冶炼过程中进入渣中，降低炉渣碱度，为了保证转炉脱磷脱硫效果，应控制稳定的渣碱度，转炉石灰加入量增加，渣量增加。实
际生产过程中在太钢二炼钢 80 t 转炉上使用直接还原铁每炉加入量为 5 t ，根据直接还原铁中Si02 的含量每炉相应增加石灰 700 ~900 kg ，每吨钢石灰加入量增加 9．3 kg/t。取转炉终点渣样进行分析、使用直接还原铁与全废钢冶炼的转炉点渣中 w（ T．0 ）和碱度分别为 13．52% 、13．37% 和 3 ． 6 、 3 ． 5 。可见对转炉终点影响甚微。
2．4 钢中残余元素及有害元素
统计使用直接还原铁炉次成品成分中的残余元素铬、镍、铜含量与全部使用专用废钢基本相同。分别随机抽取 10 炉加直接还原铁和全废钢的钢样分析钢中的有害元素，如表 2 所示。
由表 2 可知使用直接还原铁代替部分专用低硫废钢和采用全废钢冶炼，钢中有害元素含量都比较低，不会对钢质量造成影响。
3 直接还原铁使用情况
通过太钢二炼钢 80 t 转炉试验，使用直接还原铁代替部分专用低硫废钢冶炼品种钢，转炉冶炼过程正常，钢中磷、硫含量较低，钢中残余元素及有害元素较低，完全能够满足品种钢要求。
2007 年 1 月太钢二炼钢在专用低硫废钢不足的情况下，转炉开始使用直接还原铁代替部分专用低硫废钢生产品种钢，使用直接还原铁的炉次每炉配加直接还原铁 5 t。 2007 年全年共使用直接还原铁1.57 万 t ，生产低硫品种钢 25 万 t ，统计使用直接还原铁生产的品种钢，质量完全能满足钢种要求，与全部采用专用低硫废钢生产的品种钢的钢质相当。
4 效益情况
按 2007 年太钢原材料的内部计划价格，专用废钢 1 900 元/ t ，直接还原铁 1550 元/t ，石灰 600 元/t ，直接还原铁 w（T．O ）为 88．75％，转炉每炉配加 5 t 直接还原铁，石灰消耗增加 9．3 kg/t ，渣量增加 14．88 kg/t ，通过计算每使用 1 t 直接还原铁可带来经济效益 9．82 元。
5 结论
(1) 转炉使用直接还原铁代替专用废钢冶炼品种钢工艺可行，直接还原铁代替专用废钢合理的比例为 35 ％一 50 ％。
（2）使用直接还原铁转炉脱磷能力增加，脱磷率提高 2 ． 4 ％； 80 t 转炉每炉配加 5 t 直接还原铁，吨钢石灰消耗增加 9．3 kg/t。
（3）使用直接还原铁代替部分专用废钢，钢中残余元素及有害元素含量都很低，对钢质没有影响。
（本文转自相关文献！）
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