转炉炼钢生产中提高废钢资源利用率的探讨
（河钢集团邯钢三炼钢）
摘 要：当前，钢铁企业普遍面临着原材料价格上涨、节能减排和淘汰落后产能的多重压力。为了变废为宝、提高资源利用率和节约生产成本，转炉炼钢生产应在保证熔池良好流动循环和钢液成分质量的同时，尽可能地多添加废钢。本文结合生产实践，对炼钢中影响废钢比的因素和提高废钢比的相关工艺措施进行了探讨。
关键词：转炉炼钢；废钢比；利用率
转炉炼钢的原材料主要是铁水和废钢，其中铁水来自于铁矿石，属于自然资源，经高炉炼铁形成，同时也是高炉冶炼的热量来源；而废钢则是废弃无用的钢铁材质器件，属于可以回收利用的可再生资源。
当前，钢铁企业普遍面临着原材料价格上涨、节能减排和淘汰落后产能的多重压力。为了变废为宝、提高资源利用率和节约生产成本，转炉炼钢生产应在保证熔池良好流动循环和钢液成分质量的同时，尽可能地多添加废钢。但是废钢的添加是有严格工艺限制的，转炉熔池中废钢添加过多有可能冲击炉衬，减少转炉寿命；而且也不利于熔池内钢液的流动循环，影响冶炼质量。为了提高转炉冶炼中的废钢比，包括邯钢在内的很多国内外钢铁企业都开展了相关的工艺研究。本文结合生产实践，对炼钢中影响废钢比的因素和提高废钢比的相关工艺措施进行了探讨。
一、提高转炉废钢比的意义
在转炉炼钢中，废钢是唯一可以替代铁矿石的炼钢原料。它的来源和回收途径十分广泛，比如废弃的钢筋建材、铁件等，都可以作为炼钢原料投入到转炉中。我国粗钢产能巨大，每年产生的废旧钢铁其总量也是十分庞大的。如果任由其闲置堆放，不仅占用土地、污染环境，同时也是很大的资源浪费。将废钢作为生产原料重新投入冶炼无疑是一项收废利旧、节能减排之举，是符合建立环境友好型、资源节约型钢铁企业发展道路的。在大型钢铁联合企业中，炼铁及前工序占到了综合能耗的 60％以上，而用废钢代替铁水则可直接节约 60％的能源消耗，同时减少铁矿石和原煤的使用；而从污染排放方面来看，则可直接减少至少 70％以上废气和废水、废渣排放。此外，使用废钢还可减少企业炼铁能力的局限，有利于实现炼钢生产的“满负荷”。
二、影响废钢比的工艺因素分析
1、铁水温度和含硅量偏低
铁水温度和含硅量偏低是影响废钢比的最主要原因。废钢的加入会大量消耗熔池中铁水的热量，因此较低的铁水温度难以支持更多的废钢参与到炼钢熔炉反应。实验表明，铁水温度每升高 10℃，每炉的废钢加入量可提高 1~2 吨；铁水中含硅量每增加 0.1％，可多加入约 2吨的废钢。铁水在运输中的温降和较大的脱硫扒渣比例是生产操作中导致铁水温度偏低的重要原因。
2、废钢尺寸
块度和尺寸较大的废钢加入到转炉熔池中，不仅难以熔化；而且也不利于转炉熔池内钢液的循环流动，影响转炉冶炼效果；加之装斗困难，因而影响生产节奏和废钢比的提高。即使改变转炉喷吹方式和喷吹压力，也难以降低其对废钢比的影响。
3、钢种的限制
在冶炼不同钢种时，由于成分和工艺操作的限制因而会影响到废钢的加入量。比如在冶炼低硫或是低碳钢种时，为了控制钢液中的含碳量和含硫量，需要加入更多的白灰等渣料；并且需要保持较高的倒炉温度。从加渣量和倒炉温度两方面考虑，不宜加入较多的废钢。一般应将废钢比控制在 10％以下。
三、提高转炉冶炼废钢比的措施
1、推行“留渣少渣”炼钢工艺
“留渣”有利于减少钢液及其温度的损失。为了优化冶炼条件同时兼顾安全生产，可采取“留渣少渣”的操作工艺。其具体操作是每次冶炼结束，将上一炉的部分液态终渣留在炉内供下炉冶炼使用；下一炉则在炉内留有液态渣的情况下装入废钢继续冶炼。如此往复循环。
留渣操作优势在于减少钢液损失和改善冶炼条件。由于液态终渣具有较高的含碱度，并且全铁含量较高，因而有利于下一炉初期成渣；同时也有利于减少石灰、钢液的损失消耗，降低终点磷含量。但应注意应合理控制留渣量，以免因留渣量过大而引起兑铁安全和钢液喷溅问题。以 300t 转炉为例，留渣量不宜超过 20t。根据对生产数据的统计，采用“留渣少渣”炼钢工艺每减少消耗渣料 1kg，可增加废钢用量 1.5kg；平均每炉可增加废钢用量 5t~10t。
2、降低转炉出钢温度
降低转炉出钢温度有助于提高转炉出钢后的剩余热量，从而为提高废钢加入量创造条件。降低转炉出钢温度涉及到很多工艺参数的调整，需要整个生产系统高度协调。具体的一些措施，如缩短生产周期，减少空炉等待时间，减少钢液待浇时间，改善铁水保温措施等。其目的都是为了降低转炉出钢温度，通过转炉内较高的热量来增加废钢的消耗。
3、使用提温剂
使用提温剂是未来炼钢生产中提高炉温和废钢比的重要措施。通过向炉内加入焦粉焦粒等廉价提温剂，可增加炼钢系统的外部热源，减少废钢加入后对炉温的影响。从而达到提高炉温和增加废钢比的目的。提温剂宜在高位料仓，根据铁水情况灵活掌握加入时机加入量，以提高提温剂的使用效率，高效利用铁水热资源并避免铁水出现过氧化。
4、对废钢进行预热
利用外部热源提前对待入炉的废钢进行预加热，可减少废钢加入后对炉温的影响，从而增加废钢加入量。但这种方法投资和使用的成本较大，在没有余热资源可供利用的情况下，不建议以此方法来提高废钢比。
四、结语
提高转炉冶炼废钢比的关键在于保持转炉熔池较高的温度。这就需要从生产工艺和生产组织方面采取必要措施。通过对生产经验的不断摸索，制定不同钢种和不同冶炼条件下废钢比方案，从而实现对废钢资源利用的最大化。
参考文献：
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