新的历史阶段,资源短缺和环保压力对钢铁企业的生存和钢铁工业的可持续发展提出了严峻挑战,开发炼铁新工艺成为必然。转底炉珠铁工艺是近十几年来兴起的一项煤基非高炉炼铁新工艺,并已经实现了商业化应用。该工艺能实现渣铁快速分离,得到高品质珠铁,且在能源、成本、环保、原料适应性等方面有较强的竞争力。综述了该工艺发展历程、基本特点和应用潜力,进而结合中国钢铁工业节能减排要求和资源现状,指出了该工艺在中国钢铁冶金和资源利用领域可持续发展中的意义。最后,简要介绍了针对该工艺课题组已有的研究基础。
以山东钢铁莱芜分公司50t电炉热装铁水冶炼20CrMnTiH齿轮钢实际生产数据为研究对象,利用统计学方法研究了原料铁水比对电炉冶炼吨钢电耗、吨钢氧耗及冶炼周期的影响。发现平均每增加1%的原料铁水,吨钢电耗降低4.602kW·h,吨钢氧耗增加0.147m3。电炉冶炼周期随铁水比增大开始逐步降低;当铁水比超过39.6%之后,电炉冶炼周期则随铁水比增大而略有增加,但吨钢冶炼电耗仍继续降低。铁水比达到70%以上时,吨钢平均冶炼电耗接近零。结合基于线性规划理论的优化配料计算,结果表明,随着铁水比的增加,吨钢原料消耗、电耗以及氧耗的成本之和逐渐降低。考虑冶炼周期及生产成本的综合控制,认为电炉冶炼齿轮钢最佳铁水比应为60%左右。
借助有限元分析与试验测量相结合的方法,分别研究了相同铁芯高度和安匝数下凸极式和环形式铁芯结晶器电磁搅拌器的内腔磁场和端部漏磁。研究表明,模拟结果与试验结果一致。在搅拌器内腔正中心沿拉速方向(轴向z)上,凸极式和环形式铁芯电磁搅拌器的磁感应强度变化趋势一致,都沿z轴正向变化平缓。而向铁芯表面逐渐靠近时,凸极式电磁搅拌器的磁感应强度沿z轴先逐渐增大,在距搅拌器水平中心面约150mm的铁芯端部达到最大峰值,然后由端部向外急剧降低,呈“山峰”状的分布趋势。在越贴近搅拌器铁芯表面处,这种磁场分布趋势越明显,即端部漏磁越明显。而与凸极式铁芯电磁搅拌器相比较,环形式铁芯电磁搅拌器的端部漏磁明显小很多。磁感应强度沿z轴的变化相对比较平缓,仅在线圈端部约225mm处出现一个较小的峰值,而后陡降,其分布呈“悬崖”状。