废钢是目前炼钢的主要原料之一。增加废钢用量将显着降低转炉炼钢的能耗。因此，目前有很多工艺来挖掘废钢的潜力，可以提高废钢比例40%左右。

废钢加热也是提高转炉废钢率的有效措施之一。美国超过 25% 的转炉拥有废钢加热设备。本文研究了废钢加热和提高废钢率的相关问题。

1、余热计算提高废品率效果

所谓余热是指在不添加冷却剂的情况下转炉所接收的总热量与将金属精炼到最终温度的热消耗与转炉的热损失之差。根据物料热平衡计算，得到转炉余热Q的计算公式：

Q=10³(35— 0.419R)Si+ 6.7M n+ 15.9(3+ 8.38-+-0.0817T 铁水)-[(1.84— 2.68R)Si+ 0.71M n+ 3.29(3+ 85.476)T 钢水，kJ/ 100公斤铁水

式中，Si、Mn、C——铁水中元素的氧化量，%；R——炉渣碱度（CaO）/（SiO2）；T 铁水——铁水温度，℃；T 铁水钢 - 出钢温度，°C。

转炉余热确定后，若全部采用废钢冷却，则废钢比G与废钢为

G 废物 = Q 废物 / (q 废物 + 0.01 Q ), %

“式中废钢q的冷却效果通常取为/kg。”

如果废钢被加热废钢比，转炉内的废钢量就会增加。废钢加热时，废钢比例G scrap plus 按下式计算：

G废钢加=Q/(q废钢+0.01Q钢-△T·C废钢),%

式中，△T为废钢的加热温度，℃；C scrap为固体废钢的热容量，通常为0.7kJ/kg℃。

下图显示了当废钢分别加热至 260、538、815 和 1093°C 时，与未加热废钢相比，转炉废钢率如何增加。这是美国学者的研究成果，并已被实践所证实。从图中可以看出。当废钢加热到815℃时，废钢比例从28%增加到40%，结果与上式一致

2、废钢加热温度对废钢比的影响

加热废钢时最难确定加热效果，因为可变因素较多，不能保证燃料充分燃烧。另外，废钢表面熔化，形成高温烟尘，会降低加热效果；重废钢、轻废钢、打包废钢的比例不同。加热达到的平均温度各不相同。

3、废钢加热法

我国目前的废钢加热方式还不能满足短时间、大批量、高温的理想效果。根据各种试验数据，纯氧燃烧可以提高燃烧速度，有利于燃烧反应完全。因此，洛阳宇鑫的设计研发团队开发了新的第二代废钢预热工艺和新型纯氧燃烧废钢预热装置。火焰以氧气为燃烧介质废钢比，刚性强，穿透力强。火焰中心温度可达2200℃以上（转炉煤气），可快速加热废钢：10吨废钢，加热10分钟，预热达到1000℃以上（上下温差<30℃） ，可以进一步满足当前钢铁行业利用废钢增效的需求。要求;同时，为了提高废钢加热效果，缩短加热时间，可采用煤粉作为燃料和燃气。工艺流程如下：

初步设计方案1

工艺路线：铁包加入废钢→转炉煤气+煤粉+氧气燃烧预热废钢→接铁至高炉→进入炼钢；铁路沿线设置纯氧燃烧废钢预热装置；

初步设计方案2

工艺路线：钢包加入废钢→转炉煤气+煤粉+氧气燃烧预热废钢→接钢转炉→进入精炼；

以上图片均为现场实测温度和燃烧效果。

将袋子中预热的半熔废钢倒出

废钢烘烤完成效果

4 结论

（一）废钢加热是提高转炉废钢比最有效的方法。同时，加热温度对提高废品率也有显着的作用。

(2)在各种燃料中，煤粉的热利用系数高，价格便宜，添加方法简单。是一种理想的燃料。

(3)废钢加热的效果取决于火焰的燃烧速度和火焰的穿透力；

(4)经检测，纯氧燃烧废钢预热装置是目前较为理想的废钢加热方式。

成功案例：永阳120t钢包（转炉煤气）、永丰120t钢包（转炉煤气）、成石80t钢包（天然气）、多钢70钢包（天然气）、贵阳钢铁50t（天然气）、福建福华80t钢包（天然气）、兰新钢铁100t钢包（高炉煤气）、闽钢120t钢包（转炉煤气）

参考

1. 陆忠武，冶金热能工程概论。沉阳东北工学院出版社，i90，12'~127

2、戴云阁；王文中.转炉能耗和废品率增加。东北大学学报：自然科学版。 1994.384-389

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叶锐

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