厉害了!这种废钢预热的方法,吨钢可增效33.1元!
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近十年来(2007-2017年),全球废钢比维持在35-40%的水平,平均在37%左右。发达国家中,美国的废钢比最高,在75%上下,波动较大。欧盟也较高,大体在55-60%的水平,此外韩国平均也能达到50%左右。值得注意的是,日本由于以转炉炼钢为主,废钢比在35%左右的水平。
国内产业要求《废钢铁产业“十三五”发展规划》提出,到“十三五”末,要将废钢比从“十二五”时期的10%提高到20%,争取翻一番。其中,转炉废钢比要达到15%,电炉钢比要恢复到“十一五”末期12%的水平(逐步摆脱电炉转炉化)。
无论从国外还是国家行业要求来看,提高废钢比都是必然趋势。 从社会效益角度看,废钢炼钢也具有更多优势。每利用1吨废钢,可带来的社会效益,具体见下表:
2016年我国废钢资源量在1.7亿吨左右,国内地条钢产能退出后,废钢市场短时间内需求下滑,造成了价格在年中出现大幅回落,废钢相对于铁水就有了一个成本上的优势。同时,因为这个是没有烧结、炼铁这道工序,节省了许多的原料。
无论短期经济利益看,还是从长期经济效益和社会效益看,提高废钢比都是历史发展的必然,同时也是钢铁企业发展的最佳选择。
废钢加热的方法:
1.兑铁前转炉内废钢加热:方法简单,不需要专门设备;但延长了冶炼时间,由于氧化铁的侵蚀而降低了炉衬的使用寿命。
2.炉外废钢加热:用铁水包加热废钢,投资少见效快,可以缩短冶炼时间,提高炉衬的使用寿命,是一种简易的废钢加热好方法。
洛阳豫新工程技术股份有限公司推出提高转炉废钢比整体解决方案。
铁包兑铁后→加入废钢→加盖保温至预热站→废钢预热到800℃→高炉接铁水→加盖保温至炼钢厂→转炉兑铁
铁水包向混铁炉(转炉)兑完铁水后加入轻薄料废钢,将废钢预热到600℃后,沿途加盖保温去高炉接铁水。返回混铁炉(转炉)兑铁水途中,废钢已全部熔化。这种方法投资小,操作简单。
炉外废钢预热的四种方法:
1、铁包废钢预热装置
铁包兑铁后→加入废钢→铁包加盖保温至预热站→废钢预热至600℃→高炉接铁水→加盖保温至炼钢→转炉兑铁
优点:装料(轻薄料)简单,预热速度快,可在铁路沿线直接布置废钢预热装置,完成后直接去高炉接铁水。
缺点:废钢一般为加工过的轻薄料,装入量有限,原则上不超过铁包容积的一半,预热不均匀。增加了铁水运输线上的负担(工序)。
2、废钢料槽预热装置:
轻薄废钢散料→加入废钢料槽→废钢预热装置→预热到500-600℃→废钢卸入铁包(或直接兑入转炉)→加盖保温至高炉→高炉接铁水→加盖保温至炼钢
优点:适用于各种废钢预热,预热的废钢量大,且预热迅速相对均匀。一次可预热一个铁(钢)包所需的废钢量。适用各种吨位铁包的废钢预热。设备占地面积小,设备投资及维护费用低。只需对原废钢料槽稍做改造,投资产出效益高,强烈推荐。
缺点:过程为加料——废钢预热—-出料-——加料(铁水包中),比在铁包中预热过程复杂。
3、废钢压块预热装置:
废钢块预热装置→预热到500-600℃→废钢加入铁→加盖保温至高炉→高炉接铁水→加盖保温至炼钢→转炉兑铁
优点:一次预热的废钢块量大,且预热均匀,升温快,热效率高。
缺点:预热炉占地面积大,工序多,设备投资及维护费用高。
4、转炉炉后在线废钢预热(电加热)装置:
钢包在转炉跨接钢水→运行至合金加料段→通过溜槽加入已预热的废钢→吹氩站吹氩→进入到精炼炉精炼
优点:无烟尘和废气排泄,对环境无污染,适合布置在转炉平台上,安装简单,操作方便,热效率高、预热时间短、预热均匀、废钢烧损少,能精确控制废钢的温度等优点。
缺点:对废钢种类要求高(短棒料、圆钢及短小型钢,流动性好的废钢),电力功率高,投资强度大。
100吨铁水包废钢预热费用的核算:
初始条件:
燃气热值:1500kcal/Nm3,
废钢初始温度:20℃,
废钢预热温度:800℃,
煤气价格:0.2元/立方米,
废钢堆积密度:0.7t/m3
废钢预热费用计算依据如下:(按加入5吨废钢计算)
1、 废钢初始温度:20℃;废钢预热温度:800℃;
2、 热效率:60%;
3、 废钢吸热:2726100kJ;
4、 固态平均热熔:0.699KJ/Kg.K;
5、 废气量:1500Nm3;
废气带走热量:1501164KJ;
6、 铁包热损系数:7%;
铁包热损:318045KJ;
7、 需要总输入热量:4543500KJ;
8、 煤气总消耗量:724Nm3;
9、 每吨废钢耗煤气:150Nm3/t
10、 每吨废钢加热费用:29元/吨:
如按坯废价差395元/吨计算,一家年产300万吨的钢铁企业,每年可增加效益 1.45亿元。 按坯废合理价差270元/吨计算,每年可增加效益9930万元。
河北钢铁集团现场加盖铁水包和无盖铁水包的温度测试数据:
统计铁水包(加盖)和铁水包(无盖)在重包运输下的平均温度数据,经现场测试数据如下表所示:
出铁温度 ℃ | 兑铁前温度 ℃ | 出铁与到兑铁温差℃ | |
未加盖 | 1455.0 | 1347.0 | 108 |
1447.2 | 1336.9 | 110.3 | |
1435.8 | 1327.4 | 108.4 | |
1446.2 | 1329.1 | 117.1 | |
1451.3 | 1336.7 | 114.6 | |
平均 | 1449.1 | 1337.4 | 111.6 |
加盖 | 1457.8 | 1366.6 | 91.2 |
1443.0 | 1354.2 | 88.8 | |
1438.3 | 1347.4 | 90.9 | |
1452.5 | 1356.8 | 95.7 | |
1446.7 | 1354.2 | 92.5 | |
平均 | 1447.6 | 1355.8 | 91.8 |
加盖与未加盖对比 | 19.7 |
以河北钢铁集团100T铁水包为例,每次实际承运铁水约91T,出铁温度约1450°C,通过对废钢预热及沿途加盖保温,到炼钢厂的温度为1350°C (我国炼钢规范规定入炉铁水温度应大于1250°C),通过热平衡计算Q=CM(t-t'),同时考虑到沿途热损失,可消化废钢量约13.02吨,仅此一项可提高转炉废钢比12.26%。
无论从横向——国外各国,还是从纵向——国家行业要求来看,提高废钢比都是必然趋势。目前,中国处于工业化后期,势必会降低钢铁产品需求。废钢可用量终将大于粗钢产量,无论短期经济利益看,还是从长期经济效益和社会效益看,提高废钢比都是历史发展的必然,也是钢铁企业发展的最佳选择。
供稿:洛阳豫新工程技术股份有限公司,泰科钢铁整理编辑
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