基于冶金工藝的高爐廢鋼原料應用研究

魏鵬飛

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司，山西 太原 030003）

高爐廢鋼原料屬于再生資源，隨著中頻爐的利用率逐漸降低，廢鋼原料的存儲量逐漸增加，在冶金工藝中的應用也更加廣泛。在傳統(tǒng)的冶金工藝當中，廢鋼原料的添加是在轉(zhuǎn)爐中和電爐中進行[1]。且存在的問題在于增加了電耗費用，進而增加了冶金工藝的生產(chǎn)成本。而高爐擁有強大的還原能力以及熔煉能力，并且對于能源的利用程度更高，因此將廢鋼原料添加在高爐當中可以有效降低能源的消耗，降低成本[2]。同時，在高爐中添加裴鋼原料可以有效降低冶金材料對外界的依存度，緩解高爐資源的緊張局面，在資源配置的源頭上規(guī)避碳排放，具有較高的實用價值和經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略。因此，在環(huán)保方面也具有更加顯著的效果[3]。本文通過將新的冶金工藝與傳統(tǒng)冶金工藝進行對比實驗，驗證在高爐當中添加廢鋼原料能夠有利于提高高爐的燃料比，提高廢鋼原料的利用率，有利于保護資源又能節(jié)約能源，減少環(huán)境的污染。

1 應用概況

1.1 技術要求

以冶金工藝中的廢鋼作為基礎原料，將其通過破碎機進行捶打、擠壓等加工工序或得到大小、形狀以及附著物均相同的廢鋼原料。保證廢鋼原料的粒級在 20mm ～ 90mm 之間，且小于20mm 以及大于 90mm 的粒級粒度比例應不超過 5%，保證廢鋼原料的整齊，且在廢鋼原料中不得出現(xiàn)帶有尖銳裝的條狀或塊狀物體。假設在高爐中添加廢鋼原料的冶金工藝為實驗組 ；假設傳統(tǒng)方法中的在電爐中添加廢鋼原料的冶金工藝為對照組。對照組中的廢鋼原料只需符合上述技術要求即可，而實驗組中的廢鋼原料要選用沒有被氧化銹濁嚴重的廢鋼，且原料中不能含有氧化鐵皮、未達到標準的鋼球以及易燃易爆炸的物品等。

1.2 制度要求

在進行實驗前，首先要對定倉、篩分、磁性等進行統(tǒng)一的管理，其目的是為了更好的對每一批冶金材料配備適合的廢鋼原料量，將其均勻的配備有利于后續(xù)工藝中負荷的調(diào)節(jié)以及對冶金生產(chǎn)量的計算[4]。表 1 為冶金工藝原料制度管理的各項參數(shù)。

由于冶金工藝中的原料形狀、大小不同，因此在進行篩分的過程中，未能達到標磚會造成鋒利的原料通過稱量環(huán)節(jié)中的篩網(wǎng)掉落在設備的皮帶上，造成皮帶的破壞，影響工藝流程，更嚴重會導致安全事故的發(fā)生[5]。由于冶金工藝的原料具有一定的磁性，因此在上料的皮帶上設立除磁器，并且在機型廢鋼原料的添加時要及時停止該設備的運行。圖 1 為主皮帶上的原料分布示意圖。

綜合考慮對照組與實驗組的爐況接受程度以及裝料罐的容積上限等因素的限制，在添加廢鋼原料時應保證添加的批重不變。同時，考慮到添加的廢鋼原料為顆粒狀，因此在實驗的過程中可能會對結(jié)果造成一定的影響，因此，實驗組與對照組依然沿用原有的布料方式進行。

2 實驗結(jié)果分析

通過對兩組冶金工藝的冶煉效果進行分析，表 2 為兩種方法的各項經(jīng)濟指標對比。通過實驗過程中各項數(shù)據(jù)的具體數(shù)值計算出兩組實驗結(jié)果的燃料比，且在實驗過程中，實驗組的順行情況較好，且富氧率、產(chǎn)生的熱風溫度以及對于廢鋼原料的利用率均好于對照組。為了保證實驗結(jié)果的準確性，在最終對比結(jié)果前要首先根據(jù)兩組實驗對于燃料的消耗以及冶煉才輸?shù)米兓闆r，對電爐及高爐的燃料消耗量進行校正計算，理論上實驗過程中的焦比應由表2中的實驗組481kg/t降低到476kg/t，對照組479kg/t降低到 474kg/t，較理論預期值偏高 5kg/t。其主要原因是由于，早操作的過程中，為了保證高爐的穩(wěn)定運行，操作時過于保守，使得焦炭的負荷量較輕，但隨著冶金工藝外界條件的干山，高爐中的廢鋼原料得到充分的利用，使得焦比仍然可以維持在 474kg/t的較高水平上。

表2 實驗組與對照組冶煉后的經(jīng)濟指標對比

3 實驗結(jié)果討論

通過上述實驗證明，在高爐中添加廢鋼原料可以有效提高冶金工藝的燃料比，使廢鋼原料的利用率大幅度提高，在保證了冶金工藝質(zhì)量的同時，減少了資源的浪費。通過對高爐中添加廢鋼原料的經(jīng)濟效益進行研究，經(jīng)濟效益與廢鋼原料的價格、礦石價格以及燃料的價格有著直接的關系，當保證其它影響因素不變的情況下，隨著礦石成本的降低，高爐中廢鋼原料的效益也隨之降低，但通過實驗結(jié)果可以看出，在高爐當中添加廢鋼原料不會造成冶金工藝的成本降低，只能起到提高冶金工藝質(zhì)量的作用。

4 結(jié)語

通過本文的實驗研究分析可知，在高爐中添加廢鋼原料的冶金工藝方法與傳統(tǒng)的在電爐或轉(zhuǎn)爐中添加廢鋼原料能夠有效提高高爐的燃料比，從而提高冶金工藝的產(chǎn)量。但在目前價格限制條件下，高爐中添加廢鋼原料不能有效降低冶金工藝的生產(chǎn)成本，只能對生產(chǎn)工藝起到增加產(chǎn)量的作用。