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印度感應(yīng)電爐煉鋼的利與弊
作者:admin    發(fā)布于:2016-7-19 7:23 Tuesday
筆者了解到,印度應(yīng)用其獨(dú)特的感應(yīng)電爐融化廢料和直接還原鐵混合料的小規(guī)模煉鋼技術(shù),滿足了當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的需要,特別是滿足了農(nóng)村地區(qū)的需要。但與此同時(shí),感應(yīng)電爐生產(chǎn)的鋼種質(zhì)量還存在一些問題,這種感應(yīng)電爐煉鋼技術(shù)的利與弊值得我們思考。

從傳統(tǒng)上講,現(xiàn)代煉鋼的工藝路線主要有兩種:一種是傳統(tǒng)的高爐加上堿性氧氣轉(zhuǎn)爐(BF/BOR)的一體化工藝路線,采用礦石加上20%廢料來生產(chǎn)“原生”鐵(VirginIron);第二種是電弧爐(EAF)工藝路線,重熔廢料,或用直接還原生鐵,即高爐生鐵或直接還原鐵(DRI)來改善質(zhì)量。但是在印度還存在第三種工藝路線,即感應(yīng)電爐(IF)煉鋼。在印度,感應(yīng)電爐的貢獻(xiàn)較為突出,在2010~2011財(cái)政年,感應(yīng)電爐粗鋼產(chǎn)量占到印度粗鋼總產(chǎn)量的33%。

印度不銹鋼碳素鋼復(fù)合管業(yè)的“功臣”

20世紀(jì)70年代末,印度用進(jìn)口小型感應(yīng)電爐來熔化不銹鋼廢料生產(chǎn)廚具級(jí)材料。逐漸的,企業(yè)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)用來生產(chǎn)軟鋼條錠的方法,遵循同樣的原理,他們成功地安裝了2噸爐容的感應(yīng)電爐來熔化碳素鋼廢料。隨著采用感應(yīng)電爐生產(chǎn)條錠方法的擴(kuò)展,重軋工業(yè)開始在20世紀(jì)80年代中期進(jìn)入感應(yīng)熔煉市場(chǎng),感應(yīng)電爐的爐容也開始增加。如今,12~15噸爐容的感應(yīng)電爐在印度相當(dāng)普遍,最近印度國(guó)內(nèi)40噸爐容的感應(yīng)電爐已經(jīng)建成。現(xiàn)在整個(gè)印度約有1100家公司運(yùn)營(yíng)著各種規(guī)格的感應(yīng)電爐。感應(yīng)電爐的煉鋼總產(chǎn)能在印度估計(jì)達(dá)到3000萬噸/年,產(chǎn)能利用率約為75%。

感應(yīng)電爐煉鋼工藝的采用,使得廢鋼成為印度不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠家主要的入爐料,然而,印度能開發(fā)的廢鋼資源有限,這造成廢不銹鋼碳素鋼復(fù)合管價(jià)格格大幅上漲。為解決廢鋼短缺的問題,印度將直接還原鐵作為感應(yīng)電爐的入爐料,且使用量在不斷增加。2010年,印度直接還原鐵產(chǎn)量為2630萬噸,成為全球最大的直接還原鐵生產(chǎn)國(guó)。印度的直接還原鐵,約3/4是以煤為燃料在回轉(zhuǎn)爐中生產(chǎn)的,而不是以天然氣為燃料在傳統(tǒng)豎式爐中生產(chǎn)。現(xiàn)在,印度許多直接還原鐵廠感應(yīng)電爐工業(yè)消耗直接還原鐵占到爐料的60%~80%。根據(jù)專家的說法,印度直接還原領(lǐng)域的創(chuàng)新是在小產(chǎn)能感應(yīng)電爐上采用了直接還原鐵粉料來煉鋼,這使得印度的不銹鋼碳素鋼復(fù)合管工業(yè)分布到全國(guó)各地。

前塔塔不銹鋼碳素鋼復(fù)合管公司技術(shù)顧問認(rèn)為,“在世界其他地方直接還原鐵只用于電弧爐時(shí),印度的直接還原鐵,特別是直接還原鐵粉顆粒度小于3毫米,不經(jīng)過團(tuán)礦裝入感應(yīng)電爐。實(shí)際上印度是全球唯一采用感應(yīng)電爐大規(guī)模煉鋼的國(guó)家,在20世紀(jì)80年代,印度許多小型軋不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠家關(guān)閉了電弧爐,采用5噸~10噸爐容的感應(yīng)電爐取而代之,因?yàn)楹笳呱a(chǎn)成本較低。”

印度感應(yīng)電爐的優(yōu)秀性能在海灣地區(qū)、沙特阿拉伯、伊拉克、伊朗、土耳其和非洲等國(guó)家和地區(qū)受到用戶的關(guān)注。這些地區(qū)和國(guó)家的小型不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠家從印度引進(jìn)感應(yīng)電爐、小方坯連鑄機(jī)、電動(dòng)天車和材料處理設(shè)備等。

生產(chǎn)工藝有一定限制

感應(yīng)電爐生產(chǎn)鋼水的化學(xué)成分不容易控制,且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)粗鋼的化學(xué)精煉,鋼中磷和硫含量的超標(biāo)會(huì)影響鋼的質(zhì)量,如韌性和強(qiáng)度。因此用來生產(chǎn)直接還原鐵所用鐵礦石的磷和硫含量要低,所用煤的磷和硫含量也要低。感應(yīng)電爐鋼水的質(zhì)量很大程度上依靠控制入爐原材料的質(zhì)量,通過保持正確的比例、添加如白云石溶劑以及保證耐火材料的質(zhì)量可以避免爐襯對(duì)鋼水造成的污染。

直接還原鐵的金屬化率一般在88%~90%,碳含量為0.2%~0.3%。碳含量比采用煤氣工藝生產(chǎn)的直接還原鐵要低得多,煤氣工藝生產(chǎn)的直接還原鐵碳含量通常超過1%,因此不能投入感應(yīng)電爐來生產(chǎn)低碳鋼,取而代之的是把其裝入電弧爐,由于最終溫度上升增加的熱量可以使碳被氧化,從而降低了電耗,約10%~16%的FeO以及5%~8%的脈石留在產(chǎn)品里。

感應(yīng)電爐廠的正常運(yùn)營(yíng)必須保證不間斷提供低成本電源,因?yàn)槠?0%左右的生產(chǎn)成本來自電力消耗。一些感應(yīng)電爐廠建起了火力發(fā)電廠和直接還原鐵廠一起合作來發(fā)電,這樣才能比較容易地控制成本。

遭遇鋼質(zhì)提升新挑戰(zhàn)

為改進(jìn)感應(yīng)電爐廠煉鋼的能源效率和進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量,有必要通過不斷的實(shí)驗(yàn)研究來保證技術(shù)不斷更新。但是,感應(yīng)電爐工業(yè)主要由中小企業(yè)組成,他們很少有能力和資金來實(shí)施研發(fā)項(xiàng)目。

全球不銹鋼碳素鋼復(fù)合管動(dòng)態(tài)組織(WorldSteelDynamics)注意到,印度的煤基直接還原鐵和30噸感應(yīng)電爐的產(chǎn)量在逐漸下降,這歸因于原材料成本的上漲和日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力,其中一些不銹鋼碳素鋼復(fù)合管廠家不能再購買非法礦山的鐵礦石。

印度標(biāo)準(zhǔn)局于2012年9月份引入標(biāo)準(zhǔn)以改進(jìn)建筑、橋梁和道路用鋼的質(zhì)量,印度不銹鋼碳素鋼復(fù)合管工業(yè)部聯(lián)合工廠委員會(huì)常務(wù)秘書G.K.Basak表示,政府計(jì)劃改進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施用鋼質(zhì)量。

新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)將影響到印度1100萬噸低質(zhì)量鋼產(chǎn)能。印度鋼產(chǎn)能為8800萬噸/年,約23%是感應(yīng)電爐用煤基直接還原鐵生產(chǎn)的。這類爐子不能去除鋼中磷和其他雜質(zhì),而采用氣基直接還原鐵來煉鋼可改進(jìn)鋼的質(zhì)量。生產(chǎn)商需要資金、時(shí)間和技術(shù)來轉(zhuǎn)換到這一新工藝。WelspunMaxsteel有限公司常務(wù)副總裁R.S.Borwankar表示,該公司采用煤氣豎爐生產(chǎn)直接還原鐵。“目前,印度標(biāo)準(zhǔn)局對(duì)鋼產(chǎn)品的認(rèn)證是供選擇的方案,但到9月份就會(huì)成為了強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),大型不銹鋼碳素鋼復(fù)合管公司例如塔塔、JSW和國(guó)有的印度不銹鋼碳素鋼復(fù)合管局有限公司所認(rèn)證的產(chǎn)品將受益,感應(yīng)電爐所生產(chǎn)的鋼將需要通過經(jīng)過進(jìn)一步精煉才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。”R.S.Borwonkar這樣表示。

但同時(shí)也應(yīng)該看到,印度政府正致力于加快印度不銹鋼碳素鋼復(fù)合管工業(yè)的發(fā)展。特別是對(duì)于農(nóng)村地區(qū),其人均鋼消費(fèi)水平約10千克,政府將努力利用低成本小規(guī)模手段生產(chǎn)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管以作為增加農(nóng)村地區(qū)不銹鋼碳素鋼復(fù)合管消費(fèi)的一個(gè)途徑,例如鋼筋產(chǎn)品。在此方面感應(yīng)電爐可以發(fā)揮出它的作用,如果感應(yīng)電爐工業(yè)面對(duì)挑戰(zhàn),印度政府將采取支持措施
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