不锈钢400 系列除尘灰用于小高炉冶炼的经济性评价.doc

冶金之家网站不锈钢 400 系列除尘灰用于小高炉冶炼的经济性评价冯兵(酒钢天风不锈钢有限公司，甘肃 嘉峪关 735100)摘 要：将 400 系列除尘灰用小高炉冶炼含铬铁水供不锈钢使用会显著提高其中 Cr 的回收价值本文对不同途径实现单座小高炉配加 400 系列除尘灰的可行性进行了初步的对比分析，并对 400 系列除尘灰利用的经济性进行了评估关 键 词：400 系列除尘灰；单高炉；铬1 引言天风不锈钢公司年产 400 系列不锈钢 50 万 t 左右，吨钢产生除尘灰约 36kg，年产生400 系列除尘灰约 1．8 万 t2009 年以前，由于不锈钢 300 系列和 400 系列除尘灰未分类，因此没有单独的 400 系列灰积存自 2009 年起不锈钢公司将两类灰分类，300 系列灰通过冶炼低镍生铁全部回收利用，400 系列的不锈钢除尘灰通过压球后在不锈钢三脱、转炉和电炉工艺过程回收利用，但年平均回收利用率只有 40%～45%也就是说，每年还有 1 万 t 左右的 400 系列灰积存，目前不锈钢 400 系列除尘灰的总库存量约 4 万 t400 系列除尘灰化学成分见表 1有人曾提出过将 400 系列灰配在 300 系列灰或 300 系列氧化铁皮中用于冶炼低镍生铁回收。

我们认为这个方案不经济，因为 400 系列灰含镍很低，铁、铬总金属含量不足50%，而冶炼 1t 低镍生铁的加工成本约 4250 元/t(含税) ，较传统高炉工艺高很多相比较而言，用传统的烧结－炼铁工艺更经济但是，本部烧结－炼铁工艺生产的铁水以碳钢为主，其铁水中的铬基本上是按铁的价值予以采用，未能充分发挥其铬的有效利用价值，因此，如果将 400 系列除尘灰用于小高炉单独冶炼含铬铁水供不锈钢生产使用，可充分利用其中铬的有效价值2 铬在碳钢系统与不锈钢系统的回收价值对比碳钢系统大部分钢种不需要额外配加铬，因此，在不考虑铬对钢材质量影响的情况下，铁水中的铬到了碳钢系统大部分情况下被作为铁的价值予以利用而且，通过以往对铬渣配用的计算中发现，铬在碳钢系统的回收率仅 41%左右，因此，铁水中的每 1kg 的铬到了碳钢系统其价值相当于 0．41kg 的铁铁水价值按 3000 元/t 计，则铁水中 1kg 的铬到了碳钢系统其价值约为：3000×0．41/1000=1．23 元与此对应的是，铁水中的铬到了不锈钢系统，在脱磷的情况下，其回收率一般在 70%左右，因此，铁水中的 1kg 铬到了不锈钢系统后可回收 0．7kg 的铬，按不锈钢提供的数据，使用铬铁合金钢水中每增加 1kg 铬需要增加成本 15 元，则钢水中 0．7kg 的铬其价值约为：0．7×150=10． 5 元。

由此可见，铁水中同样是 1kg 的铬，用于不锈钢有明显的经济效益不锈钢天风公司每年产生 400 系列除尘灰 1．5 万 t(目前库存的 4 万 t)，其铬含量约 11%，如果用于不锈钢其铬的价值约为：15000×11%×10．5×1000=1732 万元用于碳钢则其铬价值为：15000×11%×1．23×1000=203 万元库存 4 万 t400 除尘灰经炼铁用于不锈钢比用于碳钢其铬的回收价值相差 4000 万元可见，仅考虑铬的回收价值，400 系列灰用于不锈钢较用于碳钢有明显的经济效益 冶金之家网站目前我公司不锈钢日平均消耗铁水约 1800t 左右，与一座小高炉日产铁水量(平均 1550t)相当因此，如果能将不锈钢除尘灰加工处理后用于单座小高炉，其产生含铬铁水供不锈钢使用，就能实现铬的高效回收利用3 实现单高炉使用 400 系列除尘灰的途径3．1 单座小高炉使用量测算由于铬氧化物还原性差，且铬的熔点较铁高，高炉冶炼高含铬铁水在技术上存在一定的风险国内研究结果显示：当铬含量较高时高炉焦比大幅度上升、炉温升高、高炉渣铁分离困难、出铁难度增加要使高炉设备、操作适应这些变化可能需要大量的工作要做。

因此，对于 400 系列除尘灰利用的方向性研究，我们还没有能力将其建立在高配比、高含铬铁水的基础之上从目前铬渣配加比例情况判断，铁水铬含量低于 1%时不至于对高炉产生明显的影响不锈钢公司年产 400 系列除尘灰 1．5 万 t，自行回收利用后年富余量约 1 万 t，现有库存 4 万 t，考虑综合利用的平衡，高炉使用的年均最低消耗量确定为 1．5 万 t小高炉年铁产量 54 万 t，400 系列除尘灰平均铬含量 11%，按全年均匀消耗 1．5 万 t除尘灰，铁水平均含铬量为 0．3%表 2 是单高炉不同消耗量、使用时限下铁水铬含量从表 2 可以看出，对于 1．5 万 t400 系列除尘灰，每年利用 4-6 个月时间对单座小高炉均匀配加，铁水平均 Cr 含量小于 1%，应该对高炉的稳定顺行不会产生大的影响3．2 单座小高炉配加 400 系列除尘灰的途径及加工成本对比除尘灰配入高炉的关键环节是“造块” 从公司内外部条件来看，实现“造块”的途径有四条：选烧厂烧结、选烧厂竖炉球团、周边小烧结机或回转窑烧结、冷压球除冷压球外，其它三条途径的产品对高炉来讲肯定是适应的而冷压球能否在较低配比下适应高炉需要目前还没有可靠的结论。

周边有一家公司自称有相关技术和专利，但未进行过验证由于选烧厂无论烧结还是竖炉都无法实现通过已有的运输系统向单座小高炉供料，因此，上述四条途径都需要通过离线倒运后再向高炉供料这就要求在“造块”阶段需要尽可能提高 400 系列除尘灰的配入量以减少倒运成本(高配比造块，低配比冶炼) 表 3 是对各途径加工倒运成本的粗略估算说明：我们暂时无法确定各环节最大的配加比例，表中的配比是我们认为可实现的最低配比，实际能达到的配比可能高于上表中的值，但具体值需要通过实践来确定从表 3 可以看出：受配比限制竖炉球团综合加工成本最高，但关键是其离线倒运量高达 30 万 t，这对选烧厂竖炉来说无法实现其它高炉正常供料和离线倒运的兼顾，即便将配 冶金之家网站比提高到 10%，正常生产组织也难以实现选烧厂烧结也存在离线倒运与正常生产之间的矛盾从烧结机的工艺状况看，只有 3#机具备单独配料的条件，但现场倒运条件还需要进一步论证，可能需要进行一定的改造才能满足要求另外烧结矿倒运和储存会大幅度增加粉化率和降低产品冶金性能周边外委烧结和冷压球相比成本略高，但烧结产品是熟料，更加适用于高炉，最终铁水的成本并不一定高，况且 300 元/t 的成本可能还有下调空间。

但存在的问题是 400 系列灰需倒出厂区外，有一定的管理和环保风险综上分析，我们认为在解决好 400 系列灰外倒的管理和环保风险的条件下，选择周边小烧结烧制 400 系列灰用于单座小高炉应该是首选途径4 经济性综合分析如前所述，将 15000t400 系列除尘灰通过单座小高炉冶炼用于不锈钢较用于碳钢多产生 1500 万元的铬回收价值，而为了用于单座小高炉相对于正常加入烧结使用相比多产生成本约 200 万元左右因此，将 15000t400 系列除尘灰通过单座小高炉冶炼铁水用于不锈钢较用于碳钢多产生约 1300 万元以上的铬回收效益但这并不说明使用 400 系列除尘灰有很高的经济效益因为铬的氧化物是一种高温难还原物质，且铬的熔点较高，高炉加入含铬铁料会提高高炉焦比，且含铬越高，焦比越高，虽然铁水中含 Cr 量与高炉焦比升高不一定是线性关系，但铁水含 Cr 焦比一定会升高应该是确定的虽然我们在前面讨论中认为将铁水 Cr 含量控制在 1%以内对高炉影响不大，但这并不等于对高炉焦比不会产生影响，只是当铬含量较低时其对焦比的影响难以突出表现出来而已从我们掌握的有关高炉冶炼铬块矿的数据资料来看，铁水铬含量每提高 1%，高炉焦比增加 50kg，400 系列除尘灰经烧结加工后用于高炉，其对焦比的影响远没有铬块矿大，但至少可以得出：如果考虑焦比的影响，400 系列除尘灰经烧结加工后少量用于单高炉冶炼的含铬铁水只有用于不锈钢才有可靠的经济性。

5 结语400 系列除尘灰经烧结加工后少量用于单高炉冶炼的含铬铁水只有用于不锈钢，其回收利用的经济性才有保障。