淺談提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比的措施

汪培

摘 要：中國(guó)逐漸進(jìn)入工業(yè)化后期，勢(shì)必會(huì)降低對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的需求，隨著時(shí)間的推移，廢鋼可用量將接近甚至大于粗鋼產(chǎn)量。另外，廢鋼是可限循環(huán)利用的鐵資源，提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比，有助于降低鐵水消耗，將大幅降低環(huán)境污染和綜合能耗，具有較高的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會(huì)效益。所以，提高廢鋼比是歷史發(fā)展的必然，同時(shí)也是鋼鐵企業(yè)發(fā)展的最佳選擇。本文主要對(duì)目前國(guó)內(nèi)外成功應(yīng)用的提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比的技術(shù)進(jìn)行概述和比較，希望可以為相關(guān)從業(yè)者提供一些有價(jià)值的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐 廢鋼比 廢鋼加熱

近十年來，全球廢鋼比維持在35-40%的水平，平均在37%左右。廢鋼比最高的為土耳其，達(dá)到85-90%的水平，發(fā)達(dá)國(guó)家中，美國(guó)的廢鋼比最高，在75%上下，波動(dòng)較大。歐盟也較高，大體在55～60%的水平，此外韓國(guó)平均也能達(dá)到50%左右。

中國(guó)由于“地條鋼”的存在擾亂了廢鋼市場(chǎng)，造成轉(zhuǎn)爐廢鋼比偏低，不僅浪費(fèi)轉(zhuǎn)爐熱量，而且使噸鋼綜合能耗大幅上升，環(huán)境污染嚴(yán)重。2016年國(guó)內(nèi)煉鋼廢鋼比為11%，2017年我國(guó)政府嚴(yán)厲打擊地條鋼，淘汰1～1.5億噸落后產(chǎn)能，短期內(nèi)使廢鋼市場(chǎng)價(jià)格大幅跌落，也使各鋼廠開始大幅增加轉(zhuǎn)爐廢鋼比，2017年國(guó)內(nèi)廢鋼比約為17%。雖然2017年國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼廢鋼比大幅增加，但仍有很大的提升空間，如果不進(jìn)行熱補(bǔ)償，僅通過向轉(zhuǎn)爐多加廢鋼的方式增加廢鋼比，范圍極其有限，以湘鋼五米板廠為例，極限情況下轉(zhuǎn)爐綜合廢鋼比也才25%。

目前國(guó)內(nèi)外利用熱補(bǔ)償成功應(yīng)用的增加轉(zhuǎn)爐廢鋼比的方法主要有：爐氣二次燃燒、熔池增碳、廢鋼預(yù)熱。

一、爐氣二次燃燒

二次燃燒的思路是利用爐氣中的CO二次燃燒放熱加熱金屬熔池，隨著當(dāng)前新型二次燃燒氧槍的發(fā)展，二次燃燒效率有了明顯提高。新型二次燃燒氧槍通過對(duì)槍體及出口處新型設(shè)計(jì)，提高了噴出氧氣與脫碳反應(yīng)產(chǎn)生的CO之間的反應(yīng)效率，將產(chǎn)生更多的二次燃燒熱。提高CO的二次燃燒有助于增加爐內(nèi)熱量，其效果與爐子大小、二次燃燒氧槍類型有關(guān)。日本住友金屬工業(yè)公司在160噸轉(zhuǎn)爐使用的二次燃燒技術(shù)熱吸收率只能達(dá)到70%，廢鋼比能增加6%左右。

爐氣二次燃燒增熱有限，同時(shí)氧槍為了增加二次燃燒率使氧槍射流的攪拌作用降低，不利于轉(zhuǎn)爐的快速冶煉。

二、熔池增碳

1、加煤塊和焦丁

這種向轉(zhuǎn)爐直接加入增熱劑的方法簡(jiǎn)單易行，不需要增加或改動(dòng)設(shè)備，可以通過料倉(cāng)直接加入。2018年上半年湘鋼五米板廠在120噸轉(zhuǎn)爐做了相關(guān)試驗(yàn)，一噸無煙煤能增加廢鋼比2%左右。但這種方法增熱不穩(wěn)定，且煤的利用率低，燃燒熱吸收率低。

2、噴吹煤粉

有歐洲鋼鐵公司發(fā)明了從轉(zhuǎn)爐爐底噴吹煤粉的方法，直接把煤粉噴吹到鋼水中，大大提高了煤的利用率。后來日本和一些西歐國(guó)家引進(jìn)了這種方法，使轉(zhuǎn)爐廢鋼比達(dá)到40%-50%。但爐底噴煤發(fā)設(shè)備投入大且會(huì)降低爐底壽命。

三、廢鋼加熱

廢鋼加熱是提高廢鋼比的有效途徑，它是利用外部熱源對(duì)廢鋼進(jìn)行加熱，減弱廢鋼的冷卻效果，可增加廢鋼加入量。其可分為：爐內(nèi)廢鋼預(yù)熱和爐外廢鋼預(yù)熱。

1、爐內(nèi)廢鋼預(yù)熱

在轉(zhuǎn)爐內(nèi)預(yù)熱廢鋼是國(guó)外采用較多的方法，美國(guó)很大比例的轉(zhuǎn)爐裝有燒天然氣或重油的燃燒器，廢鋼加入轉(zhuǎn)爐后通過燃燒天然氣或重油對(duì)廢鋼升溫，可將廢鋼比增加至35%，爐內(nèi)預(yù)熱廢鋼熱效率較高，但預(yù)熱廢鋼占用了轉(zhuǎn)爐的作業(yè)時(shí)間，會(huì)降低轉(zhuǎn)爐作業(yè)率。

2、爐外廢鋼加熱

鐵水罐預(yù)熱廢鋼是國(guó)內(nèi)鋼廠使用較多的一種提高廢鋼比的方法。其主要流程為：鐵包兌鐵后向空鐵包加入廢鋼，利用煤氣燃燒對(duì)廢鋼進(jìn)行預(yù)熱，將廢鋼加熱至500～900℃，再折鐵，之后兌入轉(zhuǎn)爐。鐵水罐預(yù)熱廢鋼裝料簡(jiǎn)單，預(yù)熱速度快，但預(yù)熱廢鋼量有限且能源投入大。

在廢鋼槽預(yù)熱廢鋼也是一種可行方法，其適用于各種廢鋼，預(yù)熱的廢鋼量大，預(yù)熱迅速。但在廢鋼槽預(yù)熱廢鋼比在鐵水罐中預(yù)熱過程復(fù)雜，且廢鋼料槽需要隔熱并進(jìn)行抗氧化保護(hù)改造。

除了通過在轉(zhuǎn)爐增加廢鋼加入量外，國(guó)內(nèi)外也有在高爐和LF爐加入廢鋼的成功案例，也是提高廢鋼比的方法之一。

參考文獻(xiàn)：

[1] 史志凌 轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展動(dòng)向

[2] 陳楚圣 提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比減低鐵水消耗新技術(shù)