浅谈提高转炉废钢比的措施

汪培

摘 要：中国逐渐进入工业化后期，势必会降低对钢铁产品的需求，随着时间的推移，废钢可用量将接近甚至大于粗钢产量。另外，废钢是可限循环利用的铁资源，提高转炉废钢比，有助于降低铁水消耗，将大幅降低环境污染和综合能耗，具有较高的经济、环保和社会效益。所以，提高废钢比是历史发展的必然，同时也是钢铁企业发展的最佳选择。本文主要对目前国内外成功应用的提高转炉废钢比的技术进行概述和比较，希望可以为相关从业者提供一些有价值的参考和借鉴。

关键词：转炉 废钢比 废钢加热

近十年来，全球废钢比维持在35-40%的水平，平均在37%左右。废钢比最高的为土耳其，达到85-90%的水平，发达国家中，美国的废钢比最高，在75%上下，波动较大。欧盟也较高，大体在55～60%的水平，此外韩国平均也能达到50%左右。

中国由于“地条钢”的存在扰乱了废钢市场，造成转炉废钢比偏低，不仅浪费转炉热量，而且使吨钢综合能耗大幅上升，环境污染严重。2016年国内炼钢废钢比为11%，2017年我国政府严厉打击地条钢，淘汰1～1.5亿吨落后产能，短期内使废钢市场价格大幅跌落，也使各钢厂开始大幅增加转炉废钢比，2017年国内废钢比约为17%。虽然2017年国内转炉炼钢废钢比大幅增加，但仍有很大的提升空间，如果不进行热补偿，仅通过向转炉多加废钢的方式增加废钢比，范围极其有限，以湘钢五米板厂为例，极限情况下转炉综合废钢比也才25%。

目前国内外利用热补偿成功应用的增加转炉废钢比的方法主要有：炉气二次燃烧、熔池增碳、废钢预热。

一、炉气二次燃烧

二次燃烧的思路是利用炉气中的CO二次燃烧放热加热金属熔池，随着当前新型二次燃烧氧枪的发展，二次燃烧效率有了明显提高。新型二次燃烧氧枪通过对枪体及出口处新型设计，提高了喷出氧气与脱碳反应产生的CO之间的反应效率，将产生更多的二次燃烧热。提高CO的二次燃烧有助于增加炉内热量，其效果与炉子大小、二次燃烧氧枪类型有关。日本住友金属工业公司在160吨转炉使用的二次燃烧技术热吸收率只能达到70%，废钢比能增加6%左右。

炉气二次燃烧增热有限，同时氧枪为了增加二次燃烧率使氧枪射流的搅拌作用降低，不利于转炉的快速冶炼。

二、熔池增碳

1、加煤块和焦丁

这种向转炉直接加入增热剂的方法简单易行，不需要增加或改动设备，可以通过料仓直接加入。2018年上半年湘钢五米板厂在120吨转炉做了相关试验，一吨无烟煤能增加废钢比2%左右。但这种方法增热不稳定，且煤的利用率低，燃烧热吸收率低。

2、喷吹煤粉

有欧洲钢铁公司发明了从转炉炉底喷吹煤粉的方法，直接把煤粉喷吹到钢水中，大大提高了煤的利用率。后来日本和一些西欧国家引进了这种方法，使转炉废钢比达到40%-50%。但炉底喷煤发设备投入大且会降低炉底寿命。

三、废钢加热

废钢加热是提高废钢比的有效途径，它是利用外部热源对废钢进行加热，减弱废钢的冷却效果，可增加废钢加入量。其可分为：炉内废钢预热和炉外废钢预热。

1、炉内废钢预热

在转炉内预热废钢是国外采用较多的方法，美国很大比例的转炉装有烧天然气或重油的燃烧器，废钢加入转炉后通过燃燒天然气或重油对废钢升温，可将废钢比增加至35%，炉内预热废钢热效率较高，但预热废钢占用了转炉的作业时间，会降低转炉作业率。

2、炉外废钢加热

铁水罐预热废钢是国内钢厂使用较多的一种提高废钢比的方法。其主要流程为：铁包兑铁后向空铁包加入废钢，利用煤气燃烧对废钢进行预热，将废钢加热至500～900℃，再折铁，之后兑入转炉。铁水罐预热废钢装料简单，预热速度快，但预热废钢量有限且能源投入大。

在废钢槽预热废钢也是一种可行方法，其适用于各种废钢，预热的废钢量大，预热迅速。但在废钢槽预热废钢比在铁水罐中预热过程复杂，且废钢料槽需要隔热并进行抗氧化保护改造。

除了通过在转炉增加废钢加入量外，国内外也有在高炉和LF炉加入废钢的成功案例，也是提高废钢比的方法之一。

参考文献：

[1] 史志凌 转炉炼钢技术发展动向

[2] 陈楚圣 提高转炉废钢比减低铁水消耗新技术