废钢配料对冶炼成本的影响及应用

2、铁水资源的使用在提效、降耗上仍会发挥着重要作用。如何提高废钢的 使用量，平衡废钢和铁水在成本、消耗上的影响，需要结合设备、工艺实际， 要求我们在电炉冶炼上更精细化。 3、从目前的情况来看，适当的废钢配比对企业的综合效益影响显著。
SUGGESTION
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电炉冶炼 效益
综合效益
•每增加1%的废钢，消耗成本增加7元/吨钢，废 钢比铁水价格低500元/吨，产品效益为1000元 /吨
该厂已经产能饱和——电炉综合成本最低 该厂产能未饱和——如每增加1%废钢，成本降低 增加不足10元/吨钢，可以提高废钢比例，达到综合 效益提升的目标
增加废钢 带来的成 本增加
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马钢电弧炉冶炼的实际应用
3、不同铁水比在电弧炉的应用 根据特钢公司电炉的设备特点和工艺要 求，建立不同铁水的标准冶炼曲线 •升温和脱碳速率
•脱碳反应程度
•脱磷要求 •钢样检验时间
•后道工序时间匹配
建立不同铁水比与消耗的关系 建立电炉冶炼成本模型
•1kWh/t≈1kg/t，1kWh/t约1.3元/t（电价和电极价格影 响） •在大部分价格条件下，降低钢铁料消耗成本更低，同 时也就降低了吨钢废钢消耗量。
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马钢电弧炉冶炼的实际应用
4、配料应用 实绩 •2017年废钢比从39%增加到54%，电炉冶 炼成本增加了15元吨钢。
马钢电弧炉冶炼的实际应用
马钢特钢公司主要产品有连 铸圆坯，大型钢锭及铸钢件， 轧制方钢，轧制圆钢、高速线 材五大类。产品主要应用于轨 道交通、能源、汽车、高端制 造等领域。
品种 连铸圆坯 模铸锭（IC、VC）
规格 380、450、500、600、 700mm 圆、方、多角锭，2~150 吨
轧制方钢（矩形坯） 轧制圆钢 线材
90~380mm 16~280mm 5.5~25mm
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马钢电弧炉冶炼的实际应用
•CL60、EN系列、AAR、D2等车轮产品
•DZ2、LZ50等车轴产品 •38CrMoV、25MnCrNiMoA等火车零部件 •P91、20Cr2Ni1Mo等火电核电用钢 •42CrMo4等风电用钢 •AISI 4130、F22、AISI 4145等石油用钢
效益
不利影响
•终点碳过低，钢水氧化性强，对洁净钢冶炼的影响
生产：稳定性的影响
•冶炼周期变化，尤其是冶炼周期增加对生产稳定性的影响
安全：炉况
•炉渣氧化性增加 •埋弧效果
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配料结构的应用
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配料结构的应用
1、电炉最优成本模型的建立 （1）电炉冶炼各项消耗的影响 电耗：废钢比例、自循环废钢的配比、氧耗 氧耗：配碳量、废钢比例、氧枪、钢水液面高 度、炉型 钢铁料消耗：氧耗、各类废钢的配料量、铁水 比 天然气消耗：废钢比例、各类废钢的配料量 碳粉、配碳量 渣料消耗：废钢比例、废钢的种类
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马钢电弧炉冶炼的实际应用
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马钢电弧炉冶炼的实际应用
2、马钢特钢公司电弧炉的简介 110吨超高功率电弧炉 变压器：100MVA+20% 炉壁氧枪：水冷式，超音速集束氧枪，6 支 炉壁碳枪：3支 炉门氧枪：无
50%铁水比的典型消耗：
•每增加1%的废钢，消耗成本增加7元/吨钢，废 钢需要比铁水价格低770元/吨以上，才会多采 用废钢，成本越低
消耗成本增加在实际应用时一般不是线性的， 需要综合考虑，一般是存在一个电炉综合成本 最低点
原料成本： 废钢与铁 水的差价
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效益分析
铁水供应不足时 综合效益最优
•产量增加了19万吨，铁水消耗增加了0.5 万吨，节省铁水11万吨。
•按照2017年的产品效益，实际增加效益 约1亿。
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小结
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小结
1、随着国内废钢资源的增加，环保压力的增加，废钢价格和铁水的差价将 增大。从成本的角度考虑，废钢的使用量会进一步增加。
•电耗：195kWh/t •钢铁料收得率：91.5% •氧耗：33Nm3/t •天然气消耗：4.7Nm3/t •渣料消耗：39kg/t •终点碳：≥0.10% •电极消耗：0.92kg/t钢
冶炼铁水比：一般采用40-65%
出钢方式：EBT 炉龄：650炉
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废钢种类
•剪切、普通重废、工业重废、打包块、钢刨花、 自循环废钢
渣料消耗 电耗
氧耗
钢铁料消耗 电炉冶炼与废 钢比的关系
废钢堆比重 电炉最优成本 模型
天然气消耗
废钢量
天然气消耗
废钢收得率
电极消耗
电极消耗：废钢比例
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配料结构的应用
1、电炉最优成本模型的建立 （2）建立废钢配料模型 1次加料：根据废钢比例对电炉冶炼成本的影响，确定废钢配加量 废钢堆比重：根据废钢堆比重，以及炉容，确定废钢配料结构 废钢收得率、废钢收得率：不同废钢价格和收得率的搭配，结合废钢堆密度，得出最优成本下 各类废钢的配比 （3）建立电炉最优成本模型 采用逐渐逼近的方法，计算电炉最优成本下的配料结构，包括各类废钢配比、铁水比、各类消 耗量，以及成本。 必要时，应考虑梯度电价对成本的影响：建立不同梯度电价下的成本模型，综合计算最低优 成本下的原料配比及各类消耗。
降低铁水， 增加产量 带来的效 益增加
不同废钢配比的冶炼周期不一样，应综合考 虑生产效率
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效益分析
废钢增加的不利影响 质量：产品要求不同，尤其是残余元素要求
•常见的残余元素：Cu、As、Mo、Sn、Sb、Pb、Ni等 •不同废钢来源的残余元素 •配碳量过低，对夹杂物控制的影响
废钢配料对电炉冶炼成本的影响及应用
汇报人：马钢特钢公司 王尚
目录页
CONTENTS PAGE
P1.效益分析
P2.配料结构的应用 P3.马钢电弧炉 冶炼的实际应用
P4. 小结
效益分析
Part
1
Part 1
Part 2
Part 3
Part 4
效益分析
废钢
铁水供应充足： 电炉综合成本最优
铁水
消耗成本： 废钢增加 带来的消 耗增加
特 钢 公z司 成 立 模拟事业部运营
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Part 1
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Part 3
Part 4
马钢电弧炉冶炼的实际应用
电弧炉冶炼
LF炉精炼
RH真空精炼
大圆坯连铸
精整
连铸 圆坯
圆钢
连铸圆 坯 加热
开坯
六连轧 方坯
精整
方坯
加热
粗中轧
预精轧、精轧
减定径
控制冷却
高线
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Part 1
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Part 3
Part 4
•42CrMo等汽车前桥 •38MnVS5等汽车曲轴
•ST52-3、Q345D等汽车门铰链
•SCM435、 SWRCH35K、10B21等汽车紧固件
•55SiCr、60Si2Mn等弹簧用钢 •H13、P20、X46Cr13等模具用钢 •5CrMo、DH3Cr等轧辊用钢
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Part 3
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Part 1
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配料结构的应用
电耗
2、最优成本模型的应用 （1）综合铁水配给、产品消耗以及 不同废钢比对电炉成本的影响，得出 电炉合适的废钢比 （2）将废钢比带入电炉成本模型， 反向计算出废钢配料结构、各项消耗 参考值。
铁水配给 电炉最优成本 电炉合适废钢 模型 比 废钢堆比重 电炉冶炼与废 钢比的关系
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Part 1
ຫໍສະໝຸດ BaiduPart 2
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Part 4
马钢电弧炉冶炼的实际应用
4、配料应用 马钢公司下达特钢公司铁钢比要求 特钢公司技术员根据公司的铁钢比要 求，结合特钢公司的订单需求和电炉冶 炼成本模型，给出电炉配料的建议 生产部根据配料方案，申报废钢资源 废钢配料更具配料方案进行配料
每炉数据采集，每日分析数据，重点 关注电耗、氧耗和钢铁料消耗
氧耗
钢铁料消耗
产品效益
废钢量
天然气消耗
电炉成本模型
废钢收得率
天然气消耗
渣料消耗
电极消耗
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马钢电弧炉冶 炼的实际应用
Part
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Part 1
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Part 4
马钢电弧炉冶炼的实际应用
1、马钢特钢公司简介 马钢特钢公司拥有现代化的电炉炼钢连铸、轧钢及精 整、高速线材三条主要生产线。设计年产钢100万吨，轧材 78 万吨，高速线材 50 万吨。特钢生产线总投资 25 亿元，高 速线材生产线于2015年投资1.18亿全面升级改造。
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Part 3
Part 4
马钢电弧炉冶炼的实际应用
“高速车轮用钢技术改造 项 目 ” 开 工 仪 式 09年4月21日
10年2月26日 10年7月16日
第一炉钢水冶炼成功
11年10月31日 13年2月8日
整合高速线材生产线 16年5月1日
马钢股份电炉 项目部正式成立
马钢股份 电炉厂正式成立