喷吹法和搅拌法铁水脱硫工艺成本的综合评估

　　由于社会发展和经济建设的需要,用户对钢铁产品的品种和质量要求越来越高。硫是钢中的有害元素,要生产高质量的钢尤其是特殊用途钢和高附加值的钢就必须降低钢中的硫含量。相对炼钢脱硫或精炼脱硫而言,铁水预处理脱硫工艺更为简单,是降低炼铁和炼钢工序脱硫负担、简化操作和提高炼铁、炼钢技术经济指标的有效途径之一。因此,铁水预处理脱硫逐渐成为现代钢铁工业生产流程中必备的工序。

　　现代钢铁冶金流程中的铁水脱硫工艺主要有两种工艺形式,即喷吹法和搅拌法。两种工艺在技术上都已经相当成熟。从实际生产中的应用效果来看,二者是互有优缺点。钢铁企业的具体情况不同,选择的出发点也不一样,其中生产成本是考虑的主要因素之一。

　　近年来,国内部分学者对单条铁水预处理脱硫生产线的生产成本做过计算,主要考虑的是脱硫粉剂消耗。但在实际生产中,脱硫剂消耗不是影响脱硫工艺成本唯一因素,还应从铁水温降、铁损、脱硫渣处理、喷枪或搅拌头消耗、载气消耗和电费等几个方面进行综合评估。

　　1　影响脱硫生产成本的因素分析

　　1.1　粉剂消耗

　　目前国内采用的脱硫剂主要包括CaC2粉、CaO粉、镁及各种复合脱硫剂。就CaC2粉而言,鞍山钢铁集团公司二炼钢厂(以下简称鞍钢二炼钢)喷吹CaC2粉脱硫的粉剂消耗量为每吨铁6kg[1]353,本溪钢铁(集团)有限责任公司(以下简称本钢)的生产条件下喷吹CaC2粉脱硫的粉剂消耗量为每吨铁9.81kg[2]7。在此选取鞍钢的数据。鞍钢二炼钢所购CaC2粉的市场价格为每吨3 000元,这样可得出每吨铁消耗CaC2粉的成本为18元。鞍钢二炼钢也曾尝试使用CaC2粉和镁复合进行喷吹[1]353,粉剂质量比为m(Mg)/m(CaC2)=1/3[3],每吨铁粉剂消耗为1.96kg。根据颗粒镁单价(18 000元/t,青岛钢铁厂的数据)和CaC2粉单价可计算出镁复合CaC2粉(m(Mg)/m(CaC2)=1/3)的价格为每吨6 750元,这样,每吨铁消耗镁复合CaC2粉的成本为13.23元。

　　武汉钢铁集团公司第一炼钢厂(以下简称武钢一炼钢)在国内较早采用喷吹CaO脱硫工艺,每吨铁CaO粉消耗为8.28kg[3]25,CaO粉的价格按每吨600元计(数据来自中国冶金信息网),每吨铁CaO粉成本为4.96元。自2001年开始,武钢一炼钢采用喷吹镁复合CaO粉脱硫[3]25,研究和生产经验认为,m(Mg)/m(CaO)=1/4时,比较符合生产的具体情况,其每吨铁粉剂消耗为1.68kg,根据镁粉的价格和石灰价格可计算出镁粉复合CaO粉(m(Mg)/m(CaO)=1/4)的价格为每吨4 080元。可得,武钢一炼钢喷吹镁复合CaO粉脱硫的成本为每吨铁6.85元。近年来,武钢一炼钢又采用了乌克兰喷吹钝化镁颗粒脱硫工艺,每吨铁粉剂消耗仅为0.468kg[4]12,每吨铁粉剂消耗成本为8.43元。武汉钢铁集团公司第二炼钢厂(以下简称武钢二炼钢)在国内最早采用KR法脱硫工艺,生产中先后使用了包括CaC2、Na2CO3在内的多种粉剂,经过分析、比较,最终选择了CaO粉进行脱硫,目前每吨铁粉剂消耗已经降至4.69kg[4]10,每吨铁粉剂消耗成本为2.81元,能稳定地实现深脱硫。各种脱硫剂成本比较见表1。