钢渣直接还原铁在转炉中的应用试验

摘 要 针对钢渣磁选铁精粉的低端利用现状，将钢渣铁精粉与铁矿粉按照一定比例混合压块，在隧道窑内还原焙烧成钢渣制直接还原铁。为验证钢渣制直接还原铁能否在转炉炼钢中正常使用，我们在45T转炉进行了连续的试用试验，每炉的钢渣制直接还原铁加入量为0.5T，代替了一半的优质废钢。试验过程中炉况运行正常，钢水成分稳定，出钢量略有提高，以上试验结果表明钢渣制直接还原铁完全可以用于炼钢生产。

关键词 隧道窑；铁精粉；钢渣制直接还原铁；转炉

中图分类号：TF711 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）13-0136-01

随着循环冶金和绿色冶金的发展，各大钢企逐渐意识到冶金固废综合利用所蕴含的巨大经济效益和肩负的社会责任，于是在固废的循环利用上展开了新的研究与探索，钢渣的综合利用就是其中一项。而目前大多数钢企在钢渣磁选出的钢渣铁精粉循环利用上，大多采用烧结配料―高炉―转炉的大循环模式，这种传统的循环利用方式没有充分利用钢渣铁精粉的潜在价值，造成资源的极大浪费。同时也使生产流程复杂化，增加了生产过程中的物质和能量的流失。针对钢渣铁精粉的低端利用现状，我们对它的循环利用进行了新的尝试。选用钢渣铁精粉和铁矿粉作为原料，选用现有的隧道窑直接还原铁生产技术，将其还原焙烧成直接还原铁供转炉使用，可以代替一半的废钢。钢渣制直接还原铁在转炉炼钢中的成功试用，既可以弥补当前市场优质废钢的不足，又使钢渣铁精粉物尽其用，极大的提升了资源的利用价值。

1 试验原料的制备

因钢渣自身的特性，由其磁选出的铁精粉P含量较高，并且含有10%左右不参与还原的金属铁，如果单独以钢渣铁精粉作为原料，生产出的直接还原铁很难达到炼钢的要求。为解决上述问题，我们利用高品位铁矿粉的低磷含量和易还原性，将铁精粉与铁矿粉按照一定的比例混掺后，再进行还原焙烧，生产出的钢渣制直接还原铁可以满足转炉炼钢使用要求。其中，钢渣制直接还原铁TFe品位达到90%以上，MFe控制在93.5%以上，s≤0.017%，P≤0.07%，SiO2≤3.91%，体积密度≥2.2 g/cm3。

1.1 试验条件

转炉吨位：45T转炉；

钢渣制直接还原铁用量：30T；

钢渣制直接还原铁尺寸：Ф160×80 mm；

钢渣制直接还原铁体积密度：2.21 g/cm3-2.34 g/cm3；

冶炼钢种：HRB400、Q245R1等。

1.2 试验配比及工艺

目前，我厂45T转炉的废钢加入量为1.0T/炉，为确保转炉的正常生产，我们共进行了两个阶段的试验。第一阶段为小批量验证性试验，钢渣制直接还原铁代替废钢的用量较小，配比为：0.3T的钢渣制直接还原铁+0.7T废钢。第二阶段为大批量试用试验，钢渣制直接还原铁代替废钢的用量较大，配比为：0.5T的钢渣制直接还原铁+0.5T废钢。试验过程中，钢渣制直接还原铁与废钢称量后，由料斗一起加入转炉内，其他工艺不变。

2 现场试验情况

2.1 炉前试验情况

钢渣制直接还原铁经货车卸料后，落地物料清洁，未出现原料混掺粉料的现象。落地后钢渣制直接还原铁形状保持完整，强度可靠，未出现四分五裂的情况。另外，我们使用磁吊观察一次性吊起的最大重量，吊起总重大致为1.0T。钢渣制直接还原铁在物料的清洁度、强度和吊起量上都能够满足转炉炼钢的要求。

2.2 入炉试验情况

2.2.1 第一阶段试验

3 效益分析

按照山东周边2013年初的市场情况，转炉用优质废钢价格在2400元/吨左右，45T转炉吨钢耗用1T/炉，折合吨钢消耗费用53.3元/吨。钢渣制直接还原铁内部价格为2000元/吨，在用50%的钢渣制直接还原铁代替废钢后，折合吨钢消耗费用48.9元/吨，降低吨钢成本4.4元/吨。

4 结论

1）钢渣制直接还原铁的各项指标和化学成分都能够满足转炉炼钢的要求，与铁矿粉直接还原铁性质类似，可以代替50%左右的优质废钢，不影响钢水的质量，出钢量增加0.02T。

2）钢渣制直接还原铁的价格要低于市场上优质废钢的价格，可以降低吨钢成本约4.4元，同时也缓解了市场上优质废钢不足的现状。

3）钢渣制直接还原铁只是冶金固废循环利用的一点，如要真正做到冶金固废的综合利用，我们需要投入更多的精力去研究和新的技术来支撑，任重而道远，是一项长期工作。

参考文献

[1]李清建等.海绵铁（DRI）炼钢试验技术总结[A].直接还原铁在电炉炼钢中应用技术研讨会会议文集[C].1996.

[2]姜英禹.110t电弧炉应用直接还原铁炼钢效果分析[J].新疆钢铁，2006（4）：18，19.

[3]李守军等.直接还原铁在我厂电弧炉炼钢中的应用及效果分析[J].特钢技术，2005（3）：1，2.

[4]王建昌等.直接还原铁在转炉的应用效果分析[J].炼钢，2008（6）：19，20.

作者简介

潘晓（1984-），男，皖六安市霍山县人，本科，助理工程师，研究方向：冶金工程。