山東飛龍金屬材料有限公司
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印度感應電爐煉鋼的利與弊
作者：admin 發(fā)布于：2017-3-28 2:30 Tuesday
筆者了解到，印度應用其獨特的感應電爐融化廢料和直接還原鐵混合料的小規(guī)模煉鋼技術，滿足了當?shù)厥袌龅男枰?，特別是滿足了農(nóng)村地區(qū)的需要。但與此同時，感應電爐生產(chǎn)的鋼種質量還存在一些問題，這種感應電爐煉鋼技術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)來改善質量。但是在印度還存在第三種工藝路線，即感應電爐(IF)煉鋼。在印度，感應電爐的貢獻較為突出，在2010~2011財政年，感應電爐粗鋼產(chǎn)量占到印度粗鋼總產(chǎn)量的33%。
印度不銹鋼碳素鋼復合管業(yè)的“功臣”
20世紀70年代末，印度用進口小型感應電爐來熔化不銹鋼廢料生產(chǎn)廚具級材料。逐漸的，企業(yè)家發(fā)現(xiàn)了一個用來生產(chǎn)軟鋼條錠的方法，遵循同樣的原理，他們成功地安裝了2噸爐容的感應電爐來熔化碳素鋼廢料。隨著采用感應電爐生產(chǎn)條錠方法的擴展，重軋工業(yè)開始在20世紀80年代中期進入感應熔煉市場，感應電爐的爐容也開始增加。如今，12~15噸爐容的感應電爐在印度相當普遍，最近印度國內(nèi)40噸爐容的感應電爐已經(jīng)建成。現(xiàn)在整個印度約有1100家公司運營著各種規(guī)格的感應電爐。感應電爐的煉鋼總產(chǎn)能在印度估計達到3000萬噸/年，產(chǎn)能利用率約為75%。
感應電爐煉鋼工藝的采用，使得廢鋼成為印度不銹鋼碳素鋼復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合管價格格大幅上漲。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。印度的直接還原鐵，約3/4是以煤為燃料在回轉爐中生產(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，印度直接還原領域的創(chuàng)新是在小產(chǎn)能感應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合管工業(yè)分布到全國各地。
前塔塔不銹鋼碳素鋼復合管公司技術顧問認為，“在世界其他地方直接還原鐵只用于電弧爐時，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)過團礦裝入感應電爐。實際上印度是全球唯一采用感應電爐大規(guī)模煉鋼的國家，在20世紀80年代，印度許多小型軋不銹鋼碳素鋼復合管廠家關閉了電弧爐，采用5噸~10噸爐容的感應電爐取而代之，因為后者生產(chǎn)成本較低?！?br />
印度感應電爐的優(yōu)秀性能在海灣地區(qū)、沙特阿拉伯、伊拉克、伊朗、土耳其和非洲等國家和地區(qū)受到用戶的關注。這些地區(qū)和國家的小型不銹鋼碳素鋼復合管廠家從印度引進感應電爐、小方坯連鑄機、電動天車和材料處理設備等。
生產(chǎn)工藝有一定限制
感應電爐生產(chǎn)鋼水的化學成分不容易控制，且不能實現(xiàn)對粗鋼的化學精煉，鋼中磷和硫含量的超標會影響鋼的質量，如韌性和強度。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。感應電爐鋼水的質量很大程度上依靠控制入爐原材料的質量，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量可以避免爐襯對鋼水造成的污染。
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。
感應電爐廠的正常運營必須保證不間斷提供低成本電源，因為其60%左右的生產(chǎn)成本來自電力消耗。一些感應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。
遭遇鋼質提升新挑戰(zhàn)
為改進感應電爐廠煉鋼的能源效率和進一步改進產(chǎn)品質量，有必要通過不斷的實驗研究來保證技術不斷更新。但是，感應電爐工業(yè)主要由中小企業(yè)組成，他們很少有能力和資金來實施研發(fā)項目。
全球不銹鋼碳素鋼復合管動態(tài)組織(WorldSteelDynamics)注意到，印度的煤基直接還原鐵和30噸感應電爐的產(chǎn)量在逐漸下降，這歸因于原材料成本的上漲和日益嚴峻的環(huán)保壓力，其中一些不銹鋼碳素鋼復合管廠家不能再購買非法礦山的鐵礦石。
印度標準局于2012年9月份引入標準以改進建筑、橋梁和道路用鋼的質量，印度不銹鋼碳素鋼復合管工業(yè)部聯(lián)合工廠委員會常務秘書G.K.Basak表示，政府計劃改進基礎設施用鋼質量。
新標準的出臺將影響到印度1100萬噸低質量鋼產(chǎn)能。印度鋼產(chǎn)能為8800萬噸/年，約23%是感應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，而采用氣基直接還原鐵來煉鋼可改進鋼的質量。生產(chǎn)商需要資金、時間和技術來轉換到這一新工藝。WelspunMaxsteel有限公司常務副總裁R.S.Borwankar表示，該公司采用煤氣豎爐生產(chǎn)直接還原鐵。“目前，印度標準局對鋼產(chǎn)品的認證是供選擇的方案，但到9月份就會成為了強制性標準，大型不銹鋼碳素鋼復合管公司例如塔塔、JSW和國有的印度不銹鋼碳素鋼復合管局有限公司所認證的產(chǎn)品將受益，感應電爐所生產(chǎn)的鋼將需要通過經(jīng)過進一步精煉才能達到標準的要求?！盧.S.Borwonkar這樣表示。
但同時也應該看到，印度政府正致力于加快印度不銹鋼碳素鋼復合管工業(yè)的發(fā)展。特別是對于農(nóng)村地區(qū)，其人均鋼消費水平約10千克，政府將努力利用低成本小規(guī)模手段生產(chǎn)不銹鋼碳素鋼復合管以作為增加農(nóng)村地區(qū)不銹鋼碳素鋼復合管消費的一個途徑，例如鋼筋產(chǎn)品。在此方面感應電爐可以發(fā)揮出它的作用，如果感應電爐工業(yè)面對挑戰(zhàn)，印度政府將采取支持措施
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)來改善質量。但是在印度還存在第三種工藝路線，即感應電爐(IF)煉鋼。在印度，感應電爐的貢獻較為突出，在2010~2011財政年，感應電爐粗鋼產(chǎn)量占到印度粗鋼總產(chǎn)量的33%。
印度不銹鋼碳素鋼復合管業(yè)的“功臣”
20世紀70年代末，印度用進口小型感應電爐來熔化不銹鋼廢料生產(chǎn)廚具級材料。逐漸的，企業(yè)家發(fā)現(xiàn)了一個用來生產(chǎn)軟鋼條錠的方法，遵循同樣的原理，他們成功地安裝了2噸爐容的感應電爐來熔化碳素鋼廢料。隨著采用感應電爐生產(chǎn)條錠方法的擴展，重軋工業(yè)開始在20世紀80年代中期進入感應熔煉市場，感應電爐的爐容也開始增加。如今，12~15噸爐容的感應電爐在印度相當普遍，最近印度國內(nèi)40噸爐容的感應電爐已經(jīng)建成。現(xiàn)在整個印度約有1100家公司運營著各種規(guī)格的感應電爐。感應電爐的煉鋼總產(chǎn)能在印度估計達到3000萬噸/年，產(chǎn)能利用率約為75%。
感應電爐煉鋼工藝的采用，使得廢鋼成為印度不銹鋼碳素鋼復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合管價格格大幅上漲。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。印度的直接還原鐵，約3/4是以煤為燃料在回轉爐中生產(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，印度直接還原領域的創(chuàng)新是在小產(chǎn)能感應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合管工業(yè)分布到全國各地。
前塔塔不銹鋼碳素鋼復合管公司技術顧問認為，“在世界其他地方直接還原鐵只用于電弧爐時，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)過團礦裝入感應電爐。實際上印度是全球唯一采用感應電爐大規(guī)模煉鋼的國家，在20世紀80年代，印度許多小型軋不銹鋼碳素鋼復合管廠家關閉了電弧爐，采用5噸~10噸爐容的感應電爐取而代之，因為后者生產(chǎn)成本較低?！?br />
印度感應電爐的優(yōu)秀性能在海灣地區(qū)、沙特阿拉伯、伊拉克、伊朗、土耳其和非洲等國家和地區(qū)受到用戶的關注。這些地區(qū)和國家的小型不銹鋼碳素鋼復合管廠家從印度引進感應電爐、小方坯連鑄機、電動天車和材料處理設備等。
生產(chǎn)工藝有一定限制
感應電爐生產(chǎn)鋼水的化學成分不容易控制，且不能實現(xiàn)對粗鋼的化學精煉，鋼中磷和硫含量的超標會影響鋼的質量，如韌性和強度。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。感應電爐鋼水的質量很大程度上依靠控制入爐原材料的質量，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量可以避免爐襯對鋼水造成的污染。
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。
感應電爐廠的正常運營必須保證不間斷提供低成本電源，因為其60%左右的生產(chǎn)成本來自電力消耗。一些感應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。
遭遇鋼質提升新挑戰(zhàn)
為改進感應電爐廠煉鋼的能源效率和進一步改進產(chǎn)品質量，有必要通過不斷的實驗研究來保證技術不斷更新。但是，感應電爐工業(yè)主要由中小企業(yè)組成，他們很少有能力和資金來實施研發(fā)項目。
全球不銹鋼碳素鋼復合管動態(tài)組織(WorldSteelDynamics)注意到，印度的煤基直接還原鐵和30噸感應電爐的產(chǎn)量在逐漸下降，這歸因于原材料成本的上漲和日益嚴峻的環(huán)保壓力，其中一些不銹鋼碳素鋼復合管廠家不能再購買非法礦山的鐵礦石。
印度標準局于2012年9月份引入標準以改進建筑、橋梁和道路用鋼的質量，印度不銹鋼碳素鋼復合管工業(yè)部聯(lián)合工廠委員會常務秘書G.K.Basak表示，政府計劃改進基礎設施用鋼質量。
新標準的出臺將影響到印度1100萬噸低質量鋼產(chǎn)能。印度鋼產(chǎn)能為8800萬噸/年，約23%是感應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，而采用氣基直接還原鐵來煉鋼可改進鋼的質量。生產(chǎn)商需要資金、時間和技術來轉換到這一新工藝。WelspunMaxsteel有限公司常務副總裁R.S.Borwankar表示，該公司采用煤氣豎爐生產(chǎn)直接還原鐵。“目前，印度標準局對鋼產(chǎn)品的認證是供選擇的方案，但到9月份就會成為了強制性標準，大型不銹鋼碳素鋼復合管公司例如塔塔、JSW和國有的印度不銹鋼碳素鋼復合管局有限公司所認證的產(chǎn)品將受益，感應電爐所生產(chǎn)的鋼將需要通過經(jīng)過進一步精煉才能達到標準的要求?！盧.S.Borwonkar這樣表示。
但同時也應該看到，印度政府正致力于加快印度不銹鋼碳素鋼復合管工業(yè)的發(fā)展。特別是對于農(nóng)村地區(qū)，其人均鋼消費水平約10千克，政府將努力利用低成本小規(guī)模手段生產(chǎn)不銹鋼碳素鋼復合管以作為增加農(nóng)村地區(qū)不銹鋼碳素鋼復合管消費的一個途徑，例如鋼筋產(chǎn)品。在此方面感應電爐可以發(fā)揮出它的作用，如果感應電爐工業(yè)面對挑戰(zhàn)，印度政府將采取支持措施
