废钢价格与废钢比对炼钢经济效益的影响
辛劲
【摘? 要】随着我国煤炭资源和铁矿资源不断被消耗，节能减排政策的实施不断深入，炼钢经济效益的分析对企业今后的发展非常重要。论文通过计算废钢价格和废钢比与吨钢成本和经济效益之间的关系，探讨了废钢价格与废钢比对炼钢经济效益的影响。
【Abstract】With the continuous consumption of coal resources and iron ore resources in China， the implementation of energy conservation and emission reduction policy continues to deepen， the analysis of economic benefits of steelmaking is very important for the future development of enterprises. By calculating the relationship between steel scrap price and steel scrap ratio and the cost per ton of steel and economic benefits， this paper discusses the impact of steel scrap price and steel scrap ratio on the economic benefits of steelmaking.
【关键词】炼钢;经济效益;工序效益;废钢比
【Keywords】steelmaking; economic benefits; process benefits; steel scrap ratio
【中图分类号】F426;TF711? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2020）11-0027-02
1 炼钢的技术经济指标计算
在进行转炉炼钢成本的分析之前，需要对转炉炼钢中相关耗材进行分析，也就是说需要对炼钢的经济性指标进行分析。对经济性指标进行分析，需要利用消耗物料和产生能量平衡计算来获取。但是由于炼钢的物料添加较多，并且计算过程相对烦琐，本文参考相关文献，获得了转炉炼钢的经济性指标计算方法，并对相应的经济性指标进行计算。
2 炼钢工序效益计算
2.1 炼钢工序效益指标确定
在钢铁冶炼的过程之中，提高废钢比也就需要借助更多的外来能量，以保证能量的平衡。废钢比提升，铁水提供的能量也会不断地下降。对于转炉而言，需要添加更多的燃料补充能量，使得能量平衡。燃料的增加就需要更多的氧气消耗。当废钢的价格降低，提升废钢比能有效降低炼钢的成本，但是燃料的增加会导致生产效率下降。为了能够在提升废钢比的同时，有效地保证生产效率，需要分析废钢比对冶炼过程的经济效益的影响。由此提出了工序效益。
定義Q为工序效益，即
式（1）中，B为吨钢水利润，单位为元/t（钢）;Tt为冶炼周期，单位为min。
吨钢水利润和冶炼周期都能反映炼钢的经济效益。它们分别使用的成本和生产效率也反映冶炼的经济效益。其中，生产周期也侧面反映了冶炼的生产规模。
当废钢价格低于铁水价格一定程度后，随着废钢比的提高，炼钢成本会下降，吨钢水利润B会增加，而冶炼时间Tt则延长，生产效率下降，因此，预计在某一废钢比时，B可能会出现最大值，则此时的炼钢经济效益最大化，此时的炉料结构为最佳炉料结构，也即最佳废钢比。
当废钢的价格到达一定值时，随着废钢比的下降，在冶炼过程之中的经济效益也会有所增加，吨钢水利润也会增加，而冶炼的时间会缩短，冶炼效率也会有所提升，进而经济效益也会提升。通过上述分析预测当废钢比达到某一个数值时，吨钢的水利润可能会出现最大值，利润也就随之增加。
2.2 炼钢吨钢水利润计算
炼钢吨钢水的利润B按式（2）计算：
式（2）中，PS为铸坯价格，单位为元/t;？浊为钢水到铸坯的收得率，单位为%;RPS、RLF、RVD、RRH、RCC分别代表脱硫、LF炉、VD、RH和连铸的工序成本，RH和VD两者只取其中之一，根据钢种生产工艺需求进行增减配置;RLD、REAF分别为转炉和电炉炼钢成本，单位为元/t。
本文的主要内容是分析废钢比与转炉的炼钢效益之间的关系，所以在进行成本的相关内容计算时，除了转炉工序以外的其他工序采用平均消耗的指标来评判对应工序的经济指标。同时，在成本的计算过程之中还要包含吨钢水备件消耗成本和人工工资成本等。价格主要是根据厂内价格，对于没有厂内价格指标的，参考网上价格。价格的选择均是税前的价格。
2.3 转炉冶炼周期确定
通常，转炉的冶炼周期包含了供氧时间和一些操作的辅助时间。辅助时间主要是考虑添加燃料、物料、相应材料的操作时间以及生产钢的过程之中出钢等操作的时间。本文取转炉的冶炼周期为ta=18min。
3 计算结果分析
3.1 主要计算条件
本次选用的转炉的容量为100t，钢的种类为Q235，供氧的强度和二次燃烧率分别为3.5（4.2）m3/（t·min）和10%。供氧与总氧气量的百分比为95%，废钢的温度为25℃。
相应的原燃价格为铁水价格2000元/t，铸坯价格为2650元/t，电价为0.6元/（kW·h），氧气价格为0.45元/m3。
3.2 转炉计算结果分析
转炉的结果分析图如图1和图2所示。可以看出随着转炉废钢比的上升，吨钢量的耗氧量、加煤量和冶炼的效率都会随之增加。
从图1可看出，废钢价格到达1900元/t时，废钢比与成本之间的关系会发生变化。随着废钢价格的增加，吨钢量的成本也会随之增加。而价格在1900元/t以上时，废钢比与冶炼成本成正比;而价格在1900元/t以下时，废钢比与冶炼成本成反比。
通過图2a可以得出，当吹氧强度为3.5m3/（t·min），二次燃烧率为10%时，想要使得废钢比与工序效益成正比的关系，需要使得废钢的价格到达1650元/t以下。当废钢的价格高于1650元/t时，废钢比与工序效益成反比的关系。
通过图2b可以得出，当吹氧强度上升为4.2m3/（t·min），二次燃烧率为20%时，废钢的价格在1730元/t以下时，废钢比与工序效益成正比的关系。当废钢的价格高于1730元/t时，废钢比与工序效益成反比的关系，随着废钢比的提高，工序的经济效益就会下降。
对比图1和图2可以发现，废钢的价格到达一定值时，提高废钢比能够降低吨钢的成本，但是成本的降低不一定会带来工序效益的提升。只有当铁水和废钢的差价到达300元/t以上时才能够保证废钢比的提高带来工序效益的提升，这时提高废钢比才是有意义的。
一些研究还指出，当采用的轻型废钢的比例较高，铁水的温度设置为1300℃左右，并且废钢铁水比低于0.75时采用喷煤的方式能够实现很好的效果。在对经济和技术方面进行分析发现，为了能够保证冶炼的经济性和技术的可行性，转炉中的废钢比应该低于40%～50%。
4 结论
①废钢的价格到达一定值时，提高废钢比能够降低吨钢的成本，但是成本的降低不一定会带来炼钢效益的提升。只有当铁水和废钢的差价到达300元/t以上时，才能保证废钢比的提升推动炼钢效益的提升，这时应采取措施以提升废钢比。
②对经济和技术方面进行综合分析后发现，为了保证冶炼的经济性和技术的可行性，转炉中的废钢比不应高于40%～50%。
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