炼铁工艺的生产成本构成主要为原材料(球团、铁矿石等)、辅助材料(石灰石、硅石、耐火材料等)、燃料及动力(焦炭、煤粉、煤气、氧气、水、电等)、直接工资和福利、制造费用、成本扣除(煤气回收、水渣回收、焦炭筛下物回收等)。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吨焦炭以及0.2-0.4吨熔剂。中国目前主要的炼钢设备为转炉和电炉,基于冶炼原理的不同,转炉和电炉在主要的原料(生铁、废钢)配比有一定的差异,转炉工艺一般需配置10%的废钢,而电炉工艺废钢的使用量则占到80%。
作为钢铁生产工艺中的加热源,主要使用高炉、焦炉等产生的副产气体。大型连续式板坯加热炉或连续退火炉的辐射管烧嘴应用蓄热式烧嘴系统后取得了大幅度节能的效果,节能效果比以往普通烧嘴提高20~25%。在热轧工序中,采用水冷控制组织,提高钢材的强度、韧性和焊接性的材质控制工艺TMCP(热机械控制工艺)在上世纪80年代由日本在世界上率先采用,从此以后它成为热轧工艺中不可或缺的技术,其应用范围越来越广。
结合国内钢铁企业的平均情况,炼铁工艺中影响总成本的主要因素是原料(铁矿石、焦炭)成本,而包括辅料、燃料、人工费用在内的其他费用与副产品回收进行冲抵后仅占总成本的10%左右,而为解决这一课题,研究了采用高温低氧浓度燃烧技术来提高热效率和减少NOx发生量的技术。炼钢工艺的生产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、维检和其他等费用。采用高温低氧浓度燃烧时,NOx的增加比例与温度的关系小,即使空气温度达到1150℃,当氧浓度下降到5%时,NOx浓度也非常低(大约100ppm)。
炼钢工艺中因为耗电量的增加、合金的加入以及维检费用的上升使得除主要原料外的其他费用占到炼钢总成本的18%左右。炼铁、炼钢工艺中的其他费用波动不大。为提高炉子的加热能力,有效的办法是提高火焰温度,但提高火焰温度会出现NOx增大的问题。为实现节能,重要的是要减少废气损失,即尽可能地回收废气的热能,循环利用于生产工序中。为此,开发了蓄热式烧嘴系统,应用于板坯加热炉或冷轧钢板的连续退火炉等许多设备。