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鋼鐵冶煉工藝長流程與短流程

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鋼鐵冶煉工藝長流程與短流程

長流程和短流程是兩種典型的鋼鐵冶煉工藝,其中高爐+轉爐、電弧爐分別是長流程和短流程的核心設備。原料上,長流程採用鐵礦石和冶金焦冶煉鐵水短流程採用廢鋼為主要原料。在經濟成本上,電弧爐的建設成本較低,噸鋼生產的邊際成本較高。

1、 長流程、短流程具體工藝介紹

長流程鍊鋼工藝的源頭從鐵礦石、原煤開始,高爐和轉爐是關鍵的設備。主要爐料有:原煤、鐵礦石、生石灰、廢鋼、螢石(CaF2)。原煤經過洗煤、配煤後高温乾餾,釋放出揮發成分後得到冶金焦炭鐵礦石通過研磨磁選成鐵精粉,然後以生石灰為溶劑燒結成燒結礦或者加工成球團礦(二者酸鹼性不同,按比例使用中和爐內酸鹼性)。以上原料加入高爐後冶煉得到碳含量4%以上的液態鐵水。高爐鐵水經過氧氣轉爐吹煉配以精煉爐得到合格鋼水。鋼水經過澆鑄連續澆鑄或模鑄成為鋼坯或鋼錠,再經過軋製工序最後成為鋼材。

短流程鍊鋼工藝的源頭主要是廢鋼和少量鐵水。廢鋼經簡單加工破碎或剪切、打包後裝入電弧爐中(避免廢鋼中有密閉空間引起爆炸),利用石墨電極與廢鋼之間產生電弧所發生的熱量來熔鍊廢鋼,並配以精煉爐完成脱氣、調成份、調温度、去夾雜等功能,得到合格鋼水,後續軋製工序與長流程基本相同。

2、 長流程、短流程優劣對比

電弧爐鍊鋼的優點:(1)爐內電弧區温度能精準調控,最高達到3000℃以上,可以冶煉難熔合金原料。(2)爐體維護成本較低,容積較小,可以滿足小批量特種鋼的生產需要。(3)主要採用廢鋼為原料,電力為能源,對於廠區所在的環境較為友好。

電弧爐鍊鋼的缺點:(1)冶煉週期較長,平均出鋼時間為50分鐘以上。爐體容積較小,不利於大規模批量生產。(2)鐵水質量受廢鋼質量的影響較大。(3)目前國內發電的主要來源是火力。電爐的大規模使用間接對環境造成影響,並且給當地供電造成較大負擔。

高爐+轉爐鍊鋼的優點:(1)高爐原料主要採用鐵礦石。鐵水通過轉爐後鐵水的純度較高。(2)高爐容積較大,平均出鋼為20分鐘左右,適合大批量生產。(3)高爐內的熱源主要依靠原料反應放熱,無需外部能源接入。

高爐+轉爐鍊鋼的缺點:(1)高爐最高温度只能達到2000℃左右,無法冶煉難熔合金原料。(2)爐體面積大,運營維護成本高,不利於小批量特種鋼材的生產。