转炉废钢智能火焰预热系统

2023-06-15 00:14:58

提高转炉废钢比的应用实践河南斯蒂欧热能科技有限公司摘要：通过降低铁水带渣量、留渣操作、少渣冶炼以及降低出钢温度等手段，可以将

提高转炉废钢比的应用实践

河南斯蒂欧热能科技有限公司

摘要：通过降低铁水带渣量、留渣操作、少渣冶炼以及降低出钢温度等手段，可以将转炉冶炼废钢比提高至15%，在此基础上根据转炉物料平衡和热平衡计算，向炉内添加焦粉、碳化硅球补热升温，转炉废钢比可以达到28%。为进一步提高转炉废钢比，我河南斯蒂欧热能科技有限公司在河钢唐钢二钢轧厂领导的指导和协助下开发了连续废钢预热送料系统，将废钢加热到800℃，增加废钢物理热，在铁耗生产模式下，转炉废钢比可以达到35%。

关键字：转炉、废钢比、发热剂、预热

Practice of High Scrap Ratio in Converter

Abstract：In order to increase scrap ratio, iron and steel enterprises can strictly control the production process of converter and save the heat expenditure of converter by reducing the amount of slag in hot metal, using slag remain operation, using less slag smelting and reducing tapping temperature. The converter of TangSteel Company can achieve the scrap ratio to15% by the above means; After using coke powder and silicon carbide ball to heat the converter, the scrap ratio of the converter can be increased to 28% with the material balance and heat balance software; In order to further increase scrap ratio, TangSteel Company has developed a full continuous scrap preheating feeding system, which breaks the limitation of heating scrap steel temperature, and the average temperature can reach 800 ℃. The scrap ratio has reached 35%.

Key word：converter，scrap ratio，heating agent，preheating

1引言

钢铁企业面临生铁成本和环境污染的双重压力。随着钢铁限产政策的推行，铁水不足的困境愈发严重。自2016年以来，国家取缔地条钢，导致废钢资源供大于求，价格猛降，废钢库存短时间内高出近6000万吨[1-3]。高库存的废钢现状为钢铁企业提高产能创造了条件。如何提高转炉废钢比成为钢铁企业竞相攻克的技术难题[4]。

通过控制废钢质量，精控造渣制度、冶炼制度等环节，废钢比提高至15%[5]。通过在转冶炼阶段向炉内补加焦炭、碳化硅球及喷吹无烟煤等化学能的方式，可提高转炉废钢比至28%的水平，但面临冶炼周期增加，钢液终点S含量升高等制约生产的问题。

通过提高废钢物理热，在不增加冶炼周期，不改变钢液成分的情况下，实现钢铁产能提高。我们公司在唐钢通过开发和完善废钢预热技术，可将转炉废钢比提高至35%。

2 废钢连续预热系统

目前阶段制约提高废钢比的主要因素为转炉热量不足，提高废钢物理热是提高转炉废钢比的有效途径。

2.1系统简介

我们在唐钢通过技术革新，开发了废钢连续预热技术，该技术是在康斯迪电炉废钢预热的基础上改进的。通过连续加热废钢平均温度可达800℃。可实现废钢加入量至35%。

全连续废钢转炉冶炼送料技术，在输送过程中，通过燃烧转炉煤气对废钢加热，提高热能利用率和加热效率。通过控制煤气加入量和传动速度，有效控制废钢加热能力，使之与转炉生产相匹配，在国内属首创，废钢连续预热技术工艺流程见图1所示。

图1 工艺流程

工艺流程：废钢天车吊装→链板机→振动输送机→预热区→副烧嘴预热区→主烧嘴预热区→废钢斗→电瓶车→加料跨→转炉。

废钢连续预热系统在输送机处设有加热装置。加热源为转炉煤气，燃烧器直接安装在高温加热区，不设燃烧炉，简化设备，减少占地，降低投资。

加热段设保温罩，燃烧器布置在对侧，燃烧火焰避开废钢，减少氧化损失。通过高温气流沿均匀加热废钢。

加热系统分为加热区和预热区。加热区以辐射加热为主，预热区通过加热区产生的高温烟气对废钢进行预热。

废钢连续预热系统的控制界面如图2所示，高温段预热温度1100℃（图2中箭头所指区域），废钢快速提温，废钢温度可在20min内提高650℃。

通过对高温加热区、烟气预热区、烟气排放口，三个区域的温度进行实时监测，控制出口物料温度，调整燃气输出。提高能耗利用率至80%。

加热输送机的料槽部分为动态控制，同时设有水冷却系统，通过冷却效果，减少输送槽应力变形。

图2 废钢预热系统控制界面

2.2应用效果

该系统最高出钢温度可达到800℃，为减少废钢氧化，我厂将废钢预热温度控制在700-800℃，下图为废钢预热实际效果图：

图3 废钢预热实际效果

通过对唐钢废钢连续预热系统连续三个月的数据统计，废钢预热技术指标见表1所示，废钢预热最高温度810℃，平均温度758℃，废钢平均预热时间为22min。

表1废钢预热技术指标

预热温度/℃
平台温度/℃
废钢重量（吨/斗）
预热时间/min
最高
810
720
25
25
最低
711
640
20
20
平均
758
681
22.7
22

使用预热废钢和常规废钢冶炼对比见表2所示。低铁耗生产模式下，使用预热废钢，可提高终点温度4℃左右。通过废钢带入物理热，转炉铁耗降低至700kg/t左右，较正常工艺降低78kg/t以上。同时铁水化学能消耗降低，冶炼终点C含量小幅提高，减少了钢液氧化性。

表2 预热废钢与常规废钢转炉冶炼情况对比

模式
铁水Si/%
铁水T/℃
终点C/%
终点T/℃
铁水/t
废钢/t
钢水/t
铁耗kg/t
预热废钢
43
1323
0.065
1668
53.15
25.15
75.73
701.84
常规废钢
43
1321
0.055
1664
58.77
20.98
75.29
780.58
对比
0
+2
0.01
4
-5.62
4.17
0.44
-78.74

在正常铁耗生产模式下，预热废钢与常规废钢转炉炼钢技术指标对比见表3所示。使用预热废钢炉次与正常炉次相比：钢铁料消耗降低2.7kg/t，矿石+铁皮球消耗升高0.74kg/t，石灰石消耗升高1.58kg/t，造渣料消耗降低0.86kg/t，吹氧时间减少0.2min，耗氧量降低0.6Nm3/t。

表3 转炉技术指标对比

项目
造渣料及冷料（kg/t）
入炉钢铁料及出钢量（t/炉）
钢铁料消耗kg/t
吹氧时长min/炉
氧气消耗Nm3/t
矿石
铁皮球
石灰石
轻烧+石灰
铁水
废钢
出钢量
预热废钢
15.53
3.72
5.79
53.56
70.3
8.8
75.2
1051.8
12.7
44.6
常规废钢
13.14
5.37
4.21
54.42
70.4
9
75.3
1054.5
12.9
45.2