随着入炉废钢比例的提高，5号高炉增产降耗取得了一定的成效，与基线期相比，试验期平均废钢比例为49.5kg/t，燃料比例降低23kg/t，生铁日产量增加342t/d。通过工业试验数据回归分析可知，高炉装料品位、生铁日产量、风量、风压与废钢比例呈正相关，废钢比例每提高1kg/t，装料品位提高0.03%，生铁日产量增加5.67t/d，风量提高1.4m³/min，风压提高0.11kPa。当废钢比例达到100kg/t时，产量增加470t/d左右，高炉利用系数达2.55t/(m³·d)以上；高炉燃料比与废钢比呈负相关：废钢比每增加1kg/t铁水消耗和废钢加入量，燃料比降低0.54kg/t，当废钢比达到100kg/t时，燃料比降低40kg/t，最低燃料比降至532kg/t。与基线期相比，试验期加入废钢后，高炉总成本有所增加。

废钢作为含有金属铁的物质，仅需能量加热熔化成铁水，因此废钢替代铁矿石的节能效果主要体现在有效降低高炉燃料比、提高高炉产量上。 7、11号高炉利用系数较低，平均利用系数2.1t/(m3·d)，平均燃料比约575kg/t，与行业平均水平相当：利用系数2.3t/(m3·d)，燃料比因此，公司根据鞍钢高炉原燃料情况，开展废钢高炉直接使用工业性试验研究和应用实践，确定了适用于高炉的废钢质量标准，以及高炉使用废钢的操作方法，以最大限度发挥废钢在高炉使用的价值，扩大废钢用途，增加炼铁产量规模，增强高炉炼铁竞争力，增加公司系统效益。从7月12日起，开展废钢直接入炉工业性试验。废钢使用量由8kg/t逐步提高到15kg/t、50kg/t、80kg/t，最高达到100kg/t，废钢比在40kg/t左右，与基线期相比，随着废钢比的提高，5号高炉增产降耗取得了一定的成效。

应用概述

工艺要求

（1）废钢种类及尺寸要求。通过各类废钢破碎机的锤击、挤压、分选等工艺，可得到一定尺寸范围的废钢。加入高炉的废钢控制在30-80mm范围内，要求避免出现尖锐的片状、棱角状、或条状，以免划伤皮带；

（2）定仓管理，目的是确定每批物料加入废钢的量，并均匀添加，有利于焦炭负荷的调整和理论铁含量的计算。由于鞍钢高炉为皮带供料，在每批物料加入废钢时，先开矿槽，后开废钢槽，保证废钢不与皮带直接接触。

炉况变化

从7月12日起进行废钢直接入炉工业试验，废钢使用量由8kg/t逐步提高到15kg/t、50kg/t、80kg/t，最高达到100kg/t，见表1。

高炉运行状态

使用废钢后，炉况平稳，风量稳定，随着废钢用量的增加，在保持160℃压差不变的前提下，风量由原来的4820m³/min左右增加到近5000m³/min，风量增加趋势明显，说明使用废钢后，高炉透气性有所改善，高炉对风量的接受能力更强。以废钢比例为自变量，风量为因变量进行线性回归分析，结果如图1所示，线性回归分析显示：5#高炉风量与废钢比例关系也呈正相关，废钢比例每增加1kg/t，风量增加1.4m³/min。

高炉燃料消耗等

使用废钢后，高炉煤气流动分布得到改善，燃料比和焦炭比明显降低，当废钢比提高到100kg/t时，燃料比和焦炭比分别降低50kg/t和20kg以上。以比值和燃料比为因变量进行线性回归分析，结果如图2、图3所示。线性回归分析显示，5座高炉的焦炭比、燃料比和废钢比呈负相关性，废钢比每增加1kg/t，入炉焦炭比降低0.21kg/t，燃料比降低0.54kg/t。

表1 5座高炉不同废钢配比试验期内经济技术指标变化情况

图1 废钢配比与风量拟合关系

图2 废钢配比与焦炭配比拟合关系

图3 废钢比与燃料比拟合关系

高炉装料品位和产量提高

使用废钢后，日产量明显增加，且废钢使用量越大，日产量增加越明显，尤其在第二阶段试验，当吨铁废钢达到30kg/t，高炉利用系数达到2.65t/(m3·d)时，产量增加5%左右。以废钢比为自变量，以炉龄和生铁日产量为因变量进行线性回归分析，分析结果如图4、图5所示。线性回归分析表明：产量与废钢比呈正相关，废钢比每增加1kg/t铁水消耗和废钢加入量，炉龄每增加0.03%，生铁日产量增加5.67t/d。

图4 废钢比例与炉钢等级拟合关系

图5 废钢比例与生铁日产量拟合关系

高炉加入废钢后RIST曲线的变化

由于使用废钢，混合炉料的金属化率提高，氧化程度势必下降，如图6所示，W点由W0下降到W1，使用废钢后，熔体的间接还原作用也会下降，V点由V0下降到V1，若风温不变，热平衡点P由P0垂直下降到P1，废钢冶炼操作线A1E1的斜率明显低于正常高炉操作线A0E0，焦比(燃料比)下降，操作线分析结果表明，5座高炉使用100kg/t废钢时，理论焦比下降21kg/t，与焦比下降23kg/t的工业试验结果接近，同时E点上移，单位生铁所需空气量减少。因此在相同空气量的情况下，提高了高炉冶炼强度，提高了产量。

图6 添加废钢对高炉操作线斜率的影响

效益分析

经济效益

添加废钢后吨铁成本的变化=原料成本增加额-燃料成本减少额-动力成本减少额。鞍钢高炉添加不同比例废钢后成本变化见表2，可见，虽然燃料成本和动力成本因产量增加而降低，但由于废钢采购价格高，吨铁成本增加30-60元/吨。因此，高炉冶炼废钢价格存在一个平衡点，当废钢价格低于这个平衡点时，钢厂高炉冶炼废钢是有利润的。目前鞍钢仍继续在其高炉炉料中添加50kg/t左右的废钢。

表2 不同废钢配比下成本变化汇总

社会福利

利用高炉加废钢进行长流程冶炼，首先可以及时将社会废钢变废为宝，不再占用大量土地、造成大量粉尘；其次，利用高炉冶炼需耗焦炭100-120kg/t，大大减少了焦炭的消耗，减少了温室气体排放。

（1）鞍钢5号高炉炉料加入废钢后，高炉炉料品位、日产生铁、风量、风压与废钢比呈正相关，废钢比每增加1kg，炉料品位提高0.03%，日产生铁增加5.67t/d，风量增加1.4m³/min。高炉焦比、燃料比、废钢比呈负相关，废钢比每增加1kg/t，焦比降低0.21kg/t，燃料比降低0.54kg/t。

（2）与基准期相比，试验期内5号高炉加入废钢后，燃料成本有所降低，但总成本有所增加。但在高炉中冶炼废钢具有一定的社会效益。