鋼鐵冶煉與供給是一個(gè)非常復(fù)雜的問題,從鐵礦石到成型的鋼鐵產(chǎn)品出來要經(jīng)過的工序太多,只有對這個(gè)行業(yè)非常了解的人才知道。甚至專家對某些細(xì)節(jié)也是難以把握。但是我們普通人并不需要知道這么多,我們需要知道的是鋼鐵制造主要分為哪幾個(gè)部分,哪個(gè)部分最重要,如何能最優(yōu)的練出來?!洞笞谏唐贰废盗兄F礦石中已經(jīng)介紹了鐵礦石供給與需求狀況,為了挖掘鋼鐵的走勢,我們本文的目的是為了研究一下鋼鐵的主要工藝。
1 鋼鐵是怎樣煉成的
鋼材從最初的鐵礦石,經(jīng)過不斷燒結(jié)冶煉,軋制、熱處理及機(jī)械加工,最終得到成品。下面來了解一下具體的流程:
當(dāng)然,上面的圖只是簡單地給我們列出了鋼鐵的基本流程,實(shí)際上,鋼鐵的每一個(gè)煉制過程都是非常復(fù)雜的,涉及到的裝備、技術(shù)和原材料都是很多的。這也就是為什么現(xiàn)代有鐵礦石的國家不一定有大的鋼鐵廠,因?yàn)樾枨蟛攀球?qū)動(dòng)鋼鐵的最重要的要素。下面來依次介紹一下:
1) 鐵礦石的開采
大多數(shù)鐵礦石富含三價(jià)鐵,所以通常是紅色的,依含鐵量顏色也會有所差別。鐵礦石的品種主要有四種,每一種的可用價(jià)值都有所區(qū)別,開采成本也有區(qū)別。
2)洗礦
由于原礦中的雜質(zhì)非常多,還有很多的水分等,如果不去除的話,對后期加工以及單位運(yùn)輸成本都會有很大影響,所以一般會先粉碎再去除雜質(zhì),去除之后就稱為“鐵精礦”或者鐵精粉。
3)燒結(jié)
為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻,
并且保證高爐的透氣性,
需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精礦制成
10-25mm
的塊狀原料。
鐵礦粉造塊
目前主要有兩種方法:燒結(jié)法和球團(tuán)法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。
為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻,
并且保證高爐的透氣性,
需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精礦制成
10-25mm
的塊狀原料。
鐵礦粉造塊
目前主要有兩種方法:燒結(jié)法和球團(tuán)法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。
為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻,并且保證高爐的透氣性,需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精礦制成 10-25mm 的塊狀原料。鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法:燒結(jié)法和球團(tuán)法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。
4)高爐冶煉
高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐,并使?fàn)t喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。礦石料在下降過程中逐步被還原、熔化成鐵和渣,聚集在爐缸中,定期從鐵口、渣口放出。
高爐冶煉十分重要,因?yàn)樗鼪Q定了鐵礦石的提煉效率與成本。
5)電爐/轉(zhuǎn)爐
轉(zhuǎn)爐煉鋼是把氧氣鼓入熔融的生鐵里,使雜質(zhì)硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量 (含 1%的硅可使生鐵的溫度升高 200 攝氏度),可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度,因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使用燃料。
6)精煉/連鑄
轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出來的鋼水經(jīng)過精煉爐精煉以后,需要將鋼水鑄造成不同類型、不同規(guī)格的鋼坯。連鑄工段就是將精煉后的鋼水連續(xù)鑄造成鋼坯的生產(chǎn)工序,主要設(shè)備包括回轉(zhuǎn)臺、中間包,結(jié)晶器、拉矯機(jī)、電磁攪拌器、火焰切割器等。
7)軋鋼
鋼坯還僅僅是半成品,必須到軋鋼廠去進(jìn)行軋制以后,才能成為棒材、線材、板材等客戶需要的合格產(chǎn)品。熱軋后的成品分為鋼卷和錠式板兩種,經(jīng)過熱軋后的鋼材厚度一般在幾個(gè)毫米,如果用戶要求鋼板更薄的話,還要經(jīng)過冷軋。
基本上經(jīng)過這一系列過程,鋼鐵基本就成型了。另外,如果是特種鋼鐵還得另外再加一些其他的工序。
2 鋼鐵的成本結(jié)構(gòu)
鋼鐵煉制主要分生鐵煉制、粗鋼煉制、軋鋼,下面依次來分析:
1)生鐵的成本結(jié)構(gòu)
煉鐵工藝的生產(chǎn)成本構(gòu)成主要為原材料(球團(tuán)、鐵礦石等)、輔助材料(石灰石、白云石、耐火材料等)、燃料及動(dòng)力(焦炭、煤粉、煤氣、氧氣、水、電等)、直接工資和福利、制造費(fèi)用、成本扣除(煤氣回收、水渣回收、焦炭篩下物回收等)。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、焦炭)成本,而包括輔料、燃料、人工費(fèi)用在內(nèi)的其他費(fèi)用與副產(chǎn)品回收進(jìn)行沖抵后僅占總成本的10%左右。
生鐵制造成本=(1.6×鐵礦石+0.5×焦炭)/0.9
2 )煉鋼成本構(gòu)成
煉鋼工藝的生產(chǎn)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、維檢和其他等費(fèi)用。我國目前主要的煉鋼工藝為轉(zhuǎn)爐煉鋼,一般需配置10%-15%的廢鋼。
煉鋼工藝中因?yàn)楹碾娏康脑黾?、合金的加入以及維檢費(fèi)用的上升使得除主要原料外的其他費(fèi)用占到煉鋼總成本的18%左右。
粗鋼噸制造成本=(0.96×生鐵+0.15×廢鋼)/0.82
3)軋鋼成本
軋鋼工藝(熱軋)的生產(chǎn)成本構(gòu)成主要是燃?xì)?、電能、軋輥損耗等費(fèi)用。不同品種軋制成本略有差別總體在150-300元/噸。
綜上,鋼鐵的成本為:
粗鋼成本+軋鋼成本
3 影響鋼鐵成本的因素
1)鐵礦石的價(jià)格;
2)焦炭的價(jià)格;
3)能源的價(jià)格;
4)工藝水平;