直接还原铁在八钢短流程生产线应用的实践
1 八钢使用的直接还原铁的工艺概况
（1）70t电炉的工艺参数
公称容积/t：70；
实际平均出钢量/t：82；
留钢量/t：7~10；
供氧吹炼方式：德国BSE公司提供的炉门碳氧枪；
现有供氧强度/m3/h：4500~5800（25%，75%，100%三挡可调）；
泡沫渣碳粉喷入速度/kg/min：0~80kg/min，高低档可调；
铁水主要成分：w(C)为4.0%~4.8%，w(P)+ w(S)≤0.10%；
冶炼周期/min：40~55；
铁水热装比例：20%~45%；
造渣方式：采用石灰作为主要渣料造渣。
（2）110t电炉的工艺参数
公称容积/t：110；
电炉料型结构：铁水（25%~50%）、废钢+直接还原铁（75%~50%）；
加料次数：1~3次；
吹氧脱碳的形式：采用炉壁超音速碳氧枪（氧气流量2800~7500m3/h，碳粉流量：30~120kg/min）；
废钢预热方式：5个炉壁超音速燃气烧嘴（实际使用3个）；
电炉的烧嘴功率：3MW·h；
（3）直接还原铁
2 电炉配加3种直接还原铁的实践效果
以上3种直接还原铁的使用，前后累计用量超过20万吨，冶炼的效果分为以下几个方面：
（1）对于冶炼过程中的泡沫渣操作的影响
采用较大的留钢量，使得直接还原铁的加入后一直在有熔池存在的条件下进行，能够使吹氧和辅助能源输入的操作发挥最大的效率。
冶炼过程中，热压块的化渣功能得到了充分的体现，电炉铁水加入量在27%~50%，电炉在送电至11MWh时，泡沫渣的发泡高度就可以充分的满足埋弧需要，电炉脱磷脱碳反应顺利，发泡剂碳粉点喷就可以满足操作的需要，但是电炉的电耗比不加热压块时的电耗有明显的增加，这是造成电炉冶炼通电时间较长的主要原因，此外电炉的泡沫渣改善，钢水的收得率明显提高。
（2）对于冶炼电耗的影响
热压块加入量每增加1%（占总装入量），吨钢冶炼电耗上升3.5kWh。
直接还原铁1先后加入量共计7万吨，使用效果表面，由于其比重较小，氧化铁含量较高，导热性较差，易聚集在钢渣界面，在铁水加入量和配碳量不足的情况下，钢液的提温速度慢，明显的增加了电炉的冶炼时间。经测算，70t电炉和110t电炉使用3万吨的统计结果表明，加入量每增加1%（占总装入量），吨钢冶炼电耗上升4.6 kWh。
直接还原铁2，在110t电炉和70t电炉先后使用了12万吨，使用结果表明，加入量每增加1%（占总装入量），吨钢电耗增加4.12 kWh。
（3）对于金属收得率和氧耗的影响
实践结果统计，热压块的金属收得率大于88%，平均90%；直接还原铁1收得率较低，平均为85%，直接还原铁2收得率居中，平均为88%。
直接还原铁中含有部分氧化铁，参与化学反应以后，可以节约部分的氧耗。实践结果统计，直接还原铁每增加1%，吨钢氧耗下降0.8~2.2m3，有一部分氧耗分析认为是直接还原铁优化了脱碳脱磷的操作，节约了氧耗。
（4）对于钢水的质量
电炉配入各类直接还原铁后，都能够明显的降低电炉残余有害元素Cr、Ni、Cu、Zn及Pb，钢水的质量得到了明显的改善，其中配加热压块的效果最为明显。
（5）对于冶炼渣料的消耗影响
配加的热压块质量分数＜20%，渣料比不加热压块的时候减少100~300kg/炉，和理论的分析略有出入，这和热压块没有含渣土，废钢条件较稳定有关，且热压块中间的氧化铁参与化渣，提高了石灰的利用率造成的。
3 主要实践结论
（1）实践中采用的直接还原铁含C量较低，电炉使用明显增加冶炼电耗，延长冶炼周期，在没有热装铁水和废钢预热条件下，不适合大量使用；但对于纯净钢而言，直接还原铁可以有效稀释钢中的残余有害元素，促进电炉的脱磷脱碳反应，降低冶炼的氧耗，简化操作，明显提高电炉粗炼钢水的质量。
（2）热装铁水冶炼时，铁水和直接还原铁的比例为3:1最佳，可以实现冶炼过程的优化；
（3）加入各类的直接还原铁，比例在20%以下时，电炉的冶炼渣料石灰加入量比不加热压块的炉次相比，每炉可以节约石灰100~200kg/炉。
（4）在铁水热装的情况下，各类直接还原铁的金属收得率优于一般的通料废钢和轻薄料废钢，低于生铁。
本文摘自《工业加热》第39卷2010年第3期