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永安期货:黑色基础—钢铁是怎样炼成的

作者:黄大仙特马网
发布时间:2019-04-01 14:55
  钢铁作为现代工业的粮食,被广泛运用于制造业、运输业、建筑业等领域,是国家发展、社会进步所不可或缺的原材料。我国钢铁工业虽然起步较晚,但发展极为迅速,2018年我国的粗钢产量为9.28亿吨,占据全球产量的50%左右,是目前最大的钢铁生产国。

  钢铁是铁、碳、硅、锰、磷、硫等元素组成的合金,目前有两种生产工艺,一种是高炉-转炉-轧机的长流程炼钢,另一种是电炉-轧机的短流程炼钢,具体过程如下图所示。

  一、长流程炼钢

  我国钢铁主要通过长流程进行生产。该流程以铁矿石、焦炭及相应的熔剂(生石灰、镁石等)和辅助材料(锰矿石)为原料,在高炉中发生焦炭还原铁矿石生成液态铁水的反应,在转炉中发生氧气除去铁水中部分碳元素和杂质的过程,形成的合格钢水经过连铸连轧工序后最终变为各类钢材成品。同时,根据自身工艺的特点和要求,钢厂会在转炉中加入一定量的废钢,以提高钢水的产量。

  长流程炼钢的优势在于,一方面,高炉容积大,出钢时间短,适合大批量生产,另一方面,通过转炉能够有效地降低铁水中的含碳量和有害杂质,提高其性能。缺点在于原料端的限制较为严格,铁矿石除了块矿能够直接使用,粉矿则需要经过造块变为烧结矿或球团矿后才能入炉,而且整个过程离不开焦炭的使用,其生成的废气、粉尘等对环境有着严重的污染。

  二、短流程炼钢

  短流程炼钢主要以废钢、少量铁水和合金为原料,按铁水的来源可分为直接还原和熔融还原两种方法。直接还原法是使用天然或人造富铁矿石,用天然气或煤作还原剂,得到固态的海绵铁,而熔融还原法是用煤炼铁得到与高炉铁水相近的液态铁水,但由于工艺上还不够成熟,目前我国短流程中的铁水较少,且大多来自于高炉。之后,铁水与破碎、分选加工后的废钢一同加入电弧炉中,通过输入电能,使石墨电极与废钢间产生电弧从而产生热量来熔炼废钢,最终经过二次精炼得到合格钢水,后续的工序与长流程基本相同。

  短流程炼钢的优势在于,一方面,电炉的温度控制较为精准,最高可达3000°C以上,能够冶炼难熔的合金原料,适用于生产小批量的特种钢,另一方面,避免了焦炭的使用,减少了废气的排放,有利于保护环境。缺点在于,电耗过大,在目前国家对于钢铁行业用电没有优惠政策的前提下,电费成本较高,同时废钢品质参差不齐,从而导致钢水的指标波动较大。

  当前来看,长流程虽然设备投资大,但产品稳定,原料价格有优势,因此吨钢成本低于短流程,是目前钢厂的优先选择。长远来看,短流程更为环保,更符合我国可持续发展的理念,必定是未来钢铁行业的发展趋势。

  
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