炼铁生产工艺类型及其对钢材生产成本的影响

vinny911

生铁按照用途分有两种：炼钢生铁和铸造生铁。习惯上把炼钢用生铁称为生铁，铸造用生铁称为铸铁。

钢材的生产流程比较长，从铁矿石到最终钢材要经过很多工序，而其中作为钢铁生产的源头--冶炼工序来说，炼铁和炼钢是最基本的也是从矿石到铁水再到钢最为关键的过程。

俗话说“巧妇难为无米之炊”，有了钢后面再加工成市场所需要的钢材，就具有了充分的物质基础了。

1、炼铁的主要工艺类型

炼铁工艺技术发展到现在基本有三种类型：高炉炼铁、熔融还原法炼铁、直接还原法炼铁。而目前主流的炼铁生产方法还是高炉炼铁。

高炉炼铁是利用高炉将冶炼用的铁矿石和燃料、熔剂等由炉顶的装料设备装入炉内的，并向下运动；从下部鼓入的空气燃烧燃料， 产生大量的高温还原性气体向上运动； 炉料经过加热、还原、熔化、滴落、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程，最终生成液态炉渣和生铁。



熔融还法是指不用高炉而在高温熔融状态下还原铁矿石的方法，其产品是成分与高炉铁水相近的液态铁水。开发熔融还原法的目的是取代或补充高炉法炼铁。与高炉法炼铁流程相比，熔融法炼铁有以下特点：

（l）燃料用煤而不用焦炭，可不建焦炉，减少污染。  

（2）可用与高炉一样的块状含铁原料或直接用矿粉作原料。如用矿粉作原料，可不建烧结厂或球团厂。

（3）全用氧气而不用空气，氧气消耗量大。

（4）可生产出与高炉铁水成分、温度基本相同的铁水，供转炉炼钢。

（5）除生产铁水外，还产生大量的高热值煤气。

目前世界上熔融还原法很多，其中只有Corex法技术比较成熟并已形成工业生产规模，其它诸法仍在发展和工业化过程中。熔融还原法在我国尚未得到很大发展，目前处于实验室试验和半工业试验阶段。仅有的投入工业使用的是八钢的（即上钢三厂进口的Corex装备），从目前生产情况来看，生产成本没有多大的优势，因而没有为市场广泛接受。



直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。



该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。直接还原法分气基法和煤基法两大类。当前世界上直接还原铁量的90％以上是采用气基法生产的。

2、钢材成本测算

钢材的成本组成主要包括原材料成本、能源成本、人工成本、折旧和财务成本等。

2.1 炼铁成本构成

根据高炉冶炼原理，生产1吨生铁，需要1.5~2.0吨铁矿石、0.4~0.6吨焦炭和0.2~0.4吨熔剂。

炼铁工艺中影响总成本的主要因素是原料（铁矿石和焦炭）成本，耐包括辅料、燃料、人工费用在内的其他费用与副产品回收进行冲抵后占总成本的10%左右。

生铁制造成本=（1.6*铁精粉+0.5*焦炭）/0.9

2.2炼钢成本构成

炼钢工艺的成本构成主要为：生铁、废钢、合金、电极、耐火材料、辅助材料、电能、维修和其他费用等。我国目前主要的炼钢工艺为转炉炼钢，一般需配10~15%的废钢。炼钢工艺中因为耗电量的增加、合金的加入以及维修费用的上升使得除主原料以外的其他费用占到炼钢总成本的18%左右。

粗钢的制造成本=（0.96*生铁+0.15*废钢）/0.82

2.3 轧钢成本构成

轧钢工艺（热轧）的生产成本构成主要是钢坯、燃气、电能、轧辊损耗等费用。不同品种轧制成本略有差别总体在150~300元/吨。

2.4 钢材成本估算

以4月16日铁精粉500，焦炭1780，废钢2000为例计算：

生铁成本=（1.6*500+0.5*1780）/0.9=1878元/吨

粗钢制造成本=（0.96*1878+0.15*2000）/0.82=2565元/吨

螺纹钢制造成本=2565+150=2715元/吨

热轧普碳钢制造成本=2565+300=2865元/吨

其中生铁成本占比为65.5%，炼钢工序加工成本为27%。

上述举例可能各企业生产工艺的不同和管理的差别，成本的测算结果会有一定的差异，因此该成本测算仅作为参考。由上述可知，钢材的生产成本中近2/3是生铁构成的，可见生铁对钢材成本的影响是非常大的。