淺談提高轉爐廢鋼比的措施

汪培

摘 要：中國逐漸進入工業化后期，勢必會降低對鋼鐵產品的需求，隨著時間的推移，廢鋼可用量將接近甚至大于粗鋼產量。另外，廢鋼是可限循環利用的鐵資源，提高轉爐廢鋼比，有助于降低鐵水消耗，將大幅降低環境污染和綜合能耗，具有較高的經濟、環保和社會效益。所以，提高廢鋼比是歷史發展的必然，同時也是鋼鐵企業發展的最佳選擇。本文主要對目前國內外成功應用的提高轉爐廢鋼比的技術進行概述和比較，希望可以為相關從業者提供一些有價值的參考和借鑒。

關鍵詞：轉爐 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，達到85-90%的水平，發達國家中，美國的廢鋼比最高，在75%上下，波動較大。歐盟也較高，大體在55～60%的水平，此外韓國平均也能達到50%左右。

中國由于“地條鋼”的存在擾亂了廢鋼市場，造成轉爐廢鋼比偏低，不僅浪費轉爐熱量，而且使噸鋼綜合能耗大幅上升，環境污染嚴重。2016年國內煉鋼廢鋼比為11%，2017年我國政府嚴厲打擊地條鋼，淘汰1～1.5億噸落后產能，短期內使廢鋼市場價格大幅跌落，也使各鋼廠開始大幅增加轉爐廢鋼比，2017年國內廢鋼比約為17%。雖然2017年國內轉爐煉鋼廢鋼比大幅增加，但仍有很大的提升空間，如果不進行熱補償，僅通過向轉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，極限情況下轉爐綜合廢鋼比也才25%。

目前國內外利用熱補償成功應用的增加轉爐廢鋼比的方法主要有：爐氣二次燃燒、熔池增碳、廢鋼預熱。

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，隨著當前新型二次燃燒氧槍的發展，二次燃燒效率有了明顯提高。新型二次燃燒氧槍通過對槍體及出口處新型設計，提高了噴出氧氣與脫碳反應產生的CO之間的反應效率，將產生更多的二次燃燒熱。提高CO的二次燃燒有助于增加爐內熱量，其效果與爐子大小、二次燃燒氧槍類型有關。日本住友金屬工業公司在160噸轉爐使用的二次燃燒技術熱吸收率只能達到70%，廢鋼比能增加6%左右。

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

二、熔池增碳

1、加煤塊和焦丁

這種向轉爐直接加入增熱劑的方法簡單易行，不需要增加或改動設備，可以通過料倉直接加入。2018年上半年湘鋼五米板廠在120噸轉爐做了相關試驗，一噸無煙煤能增加廢鋼比2%左右。但這種方法增熱不穩定，且煤的利用率低，燃燒熱吸收率低。

2、噴吹煤粉

有歐洲鋼鐵公司發明了從轉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家引進了這種方法，使轉爐廢鋼比達到40%-50%。但爐底噴煤發設備投入大且會降低爐底壽命。

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廢鋼進行加熱，減弱廢鋼的冷卻效果，可增加廢鋼加入量。其可分為：爐內廢鋼預熱和爐外廢鋼預熱。

1、爐內廢鋼預熱

在轉爐內預熱廢鋼是國外采用較多的方法，美國很大比例的轉爐裝有燒天然氣或重油的燃燒器，廢鋼加入轉爐后通過燃燒天然氣或重油對廢鋼升溫，可將廢鋼比增加至35%，爐內預熱廢鋼熱效率較高，但預熱廢鋼占用了轉爐的作業時間，會降低轉爐作業率。

2、爐外廢鋼加熱

鐵水罐預熱廢鋼是國內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，利用煤氣燃燒對廢鋼進行預熱，將廢鋼加熱至500～900℃，再折鐵，之后兌入轉爐。鐵水罐預熱廢鋼裝料簡單，預熱速度快，但預熱廢鋼量有限且能源投入大。

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

除了通過在轉爐增加廢鋼加入量外，國內外也有在高爐和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：

[1] 史志凌 轉爐煉鋼技術發展動向

[2] 陳楚圣 提高轉爐廢鋼比減低鐵水消耗新技術