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生鐵按照用途分有兩種:煉鋼生鐵和鑄造生鐵。習(xí)慣上把煉鋼用生鐵稱為生鐵,鑄造用生鐵稱為鑄鐵。
鋼材的生產(chǎn)流程比較長,從鐵礦石到最終鋼材要經(jīng)過很多工序,而其中作為鋼鐵生產(chǎn)的源頭--冶煉工序來說,煉鐵和煉鋼是最基本的也是從礦石到鐵水再到鋼最為關(guān)鍵的過程。
俗話說“巧婦難為無米之炊”,有了鋼后面再加工成市場所需要的鋼材,就具有了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)了。
1、煉鐵的主要工藝類型
煉鐵工藝技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在基本有三種類型:高爐煉鐵、熔融還原法煉鐵、直接還原法煉鐵。而目前主流的煉鐵生產(chǎn)方法還是高爐煉鐵。
高爐煉鐵是利用高爐將冶煉用的鐵礦石和燃料、熔劑等由爐頂?shù)难b料設(shè)備裝入爐內(nèi)的,并向下運動;從下部鼓入的空氣燃燒燃料, 產(chǎn)生大量的高溫還原性氣體向上運動; 爐料經(jīng)過加熱、還原、熔化、滴落、造渣、滲碳、脫硫等一系列物理化學(xué)過程,最終生成液態(tài)爐渣和生鐵。
熔融還法是指不用高爐而在高溫熔融狀態(tài)下還原鐵礦石的方法,其產(chǎn)品是成分與高爐鐵水相近的液態(tài)鐵水。開發(fā)熔融還原法的目的是取代或補(bǔ)充高爐法煉鐵。與高爐法煉鐵流程相比,熔融法煉鐵有以下特點:
(l)燃料用煤而不用焦炭,可不建焦?fàn)t,減少污染。
(2)可用與高爐一樣的塊狀含鐵原料或直接用礦粉作原料。如用礦粉作原料,可不建燒結(jié)廠或球團(tuán)廠。
(3)全用氧氣而不用空氣,氧氣消耗量大。
(4)可生產(chǎn)出與高爐鐵水成分、溫度基本相同的鐵水,供轉(zhuǎn)爐煉鋼。
(5)除生產(chǎn)鐵水外,還產(chǎn)生大量的高熱值煤氣。
目前世界上熔融還原法很多,其中只有Corex法技術(shù)比較成熟并已形成工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模,其它諸法仍在發(fā)展和工業(yè)化過程中。熔融還原法在我國尚未得到很大發(fā)展,目前處于實驗室試驗和半工業(yè)試驗階段。僅有的投入工業(yè)使用的是八鋼的(即上鋼三廠進(jìn)口的Corex裝備),從目前生產(chǎn)情況來看,生產(chǎn)成本沒有多大的優(yōu)勢,因而沒有為市場廣泛接受。
直接還原法是指在低于熔化溫度之下將鐵礦石還原成海綿鐵的煉鐵生產(chǎn)過程,其產(chǎn)品為直接還原鐵(即DRI),也稱海綿鐵。
該產(chǎn)品未經(jīng)熔化,仍保持礦石外形,由于還原失氧形成大量氣孔,在顯微鏡下觀察團(tuán)形似海綿而得名。海綿鐵的特點是含碳低(<1%),并保存了礦石中的脈石。這些特性使其不宜大規(guī)模用于轉(zhuǎn)爐煉鋼,只適于代替廢鋼作為電爐煉鋼的原料。直接還原法分氣基法和煤基法兩大類。當(dāng)前世界上直接還原鐵量的90%以上是采用氣基法生產(chǎn)的。
2、鋼材成本測算
鋼材的成本組成主要包括原材料成本、能源成本、人工成本、折舊和財務(wù)成本等。
2.1 煉鐵成本構(gòu)成
根據(jù)高爐冶煉原理,生產(chǎn)1噸生鐵,需要1.5~2.0噸鐵礦石、0.4~0.6噸焦炭和0.2~0.4噸熔劑。
煉鐵工藝中影響總成本的主要因素是原料(鐵礦石和焦炭)成本,耐包括輔料、燃料、人工費用在內(nèi)的其他費用與副產(chǎn)品回收進(jìn)行沖抵后占總成本的10%左右。
生鐵制造成本=(1.6*鐵精粉+0.5*焦炭)/0.9
2.2煉鋼成本構(gòu)成
煉鋼工藝的成本構(gòu)成主要為:生鐵、廢鋼、合金、電極、耐火材料、輔助材料、電能、維修和其他費用等。我國目前主要的煉鋼工藝為轉(zhuǎn)爐煉鋼,一般需配10~15%的廢鋼。煉鋼工藝中因為耗電量的增加、合金的加入以及維修費用的上升使得除主原料以外的其他費用占到煉鋼總成本的18%左右。
粗鋼的制造成本=(0.96*生鐵+0.15*廢鋼)/0.82
2.3 軋鋼成本構(gòu)成
軋鋼工藝(熱軋)的生產(chǎn)成本構(gòu)成主要是鋼坯、燃?xì)?、電能、軋輥損耗等費用。不同品種軋制成本略有差別總體在150~300元/噸。
2.4 鋼材成本估算
以4月16日鐵精粉500,焦炭1780,廢鋼2000為例計算:
生鐵成本=(1.6*500+0.5*1780)/0.9=1878元/噸
粗鋼制造成本=(0.96*1878+0.15*2000)/0.82=2565元/噸
螺紋鋼制造成本=2565+150=2715元/噸
熱軋普碳鋼制造成本=2565+300=2865元/噸
其中生鐵成本占比為65.5%,煉鋼工序加工成本為27%。
上述舉例可能各企業(yè)生產(chǎn)工藝的不同和管理的差別,成本的測算結(jié)果會有一定的差異,因此該成本測算僅作為參考。由上述可知,鋼材的生產(chǎn)成本中近2/3是生鐵構(gòu)成的,可見生鐵對鋼材成本的影響是非常大的。