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根据美国学者Stone J.的研究结果,当废钢分别加热到260℃、538℃、815℃和1093℃时,与废钢未加热相比转炉废钢比提高,当废钢加热到1093℃时废钢比从28%提高到了40%。转炉钢厂添加废钢有很大空间,弹性很大。随着废钢预热应用技术的进步,最高废钢比可以达到50%以上(乌克兰高达60%)。
下面是我们在钢铁企业学习与实践到的经验与方法,结合当前我国国情以及现阶段各个钢铁企业的生产现状,研究出了炉外废钢预热的几种方法,与大家一起共同分享一下。
1、利用烘烤器在铁包内预热废钢+铁包加盖保温
优点:投资小,操作简单,对炼钢工序无影响。
缺点:火焰刚性差、穿透力低,只能烘烤到废钢的表层,从而造成废钢预热不均匀(烤不透)。加入废钢量大时,易造成罐底结壳事故。
建议:采用纯氧燃烧预热系统,火焰喷射速度高(1.9马赫),刚性好,穿透力强,与传统烘烤设备相比,热效率提高5倍以上。在10—15分钟内将废钢预热到800—1000℃,按计划(约铁包容量的10%)的消化废钢。
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2、在钢包加废钢
洛阳豫新多年来致力于为钢铁行业废钢预热整体解决方案,根据多年的设计制造经验,利用转炉煤气为燃烧介质,其火焰温度可高达2200℃以上。 火焰喷射速度高(1.9马赫),热量集中,与传统烘烤设备相比,热效率提高5倍以上。
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河北永洋特钢120吨钢包废钢预热经现场测试:加入11吨重废,加热13分钟,预热达到了1161度,超额完成了技术协议的指标(10吨废钢,15分钟,1000℃)要求。
核心技术 :
1、废钢预热专用集束氧燃枪:
强大的燃烧功率,具有切割穿透功能,2马赫超音速射流。
2、枪位定位技术:
氧燃枪具备上下升降功能。通过采用K波段雷达+激光测距
使枪头尽可能的靠近废钢。
3、物联网在预热系统的应用:
预热系统上加装嵌入人工智能算法程序的传感器和4G通讯模块,远程采集设备的运行数据。进行实时监测、实时报警。
优点:其集束氧燃枪火焰温度可高达2200℃以上,且高压氧火焰对废钢具有切割功能,穿透能力极强,有利于钢包底部废钢的热对流传导,且烘烤温度均匀,可使废钢快速升温。与传统烘烤设备相比,热效率提高5倍以上。一次的废钢预热量可达钢包容量的10%。
缺点:受炼钢品种及车间布局的制约,受废钢价格和铁水供应的影响较大。
3、混铁炉
邢台钢铁炼钢厂通过对混铁炉铁水温度情况进行深度梳理,结合炼铁高炉铁水的温度情况,利用混铁炉铁水富余热量熔化废钢的方案。
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缺点:受铁水温度波动的影响太大,不能按计划的消化废钢。
建议:在混铁炉上方加装纯氧燃烧预热系统,,对废钢及铁水加热,按计划(约铁水量的10%)的消化废钢。
4、鱼雷罐
宁钢采用“抓钢机”直接在铁路线上往鱼雷罐加入废钢,然后利用(纯氧燃烧)预热系统将废钢预热到800—1000℃,运行到高炉下接铁水,不仅极大的提高废钢比,而且有效的避免了“翻包”现象。
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5、在料斗中预热废钢
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在料斗中将废钢预热后,倒入到转炉或铁包里。
缺点:火焰刚性差、烘烤温度低(200—300℃),只能烘烤到废钢的表层,从而造成废钢预热不均匀(烤不透),且存在一定的安全隐患。
优点:一次的烘烤量大,可达20—30吨。适用各种统废、杂废钢。
6、高炉加废钢
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目前在国内争议比较大,真正实施的钢企也不是很多,往高炉配用废钢球。要根据各高炉上料情况。
7、精炼炉吃废钢(废钢预热装置):
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通过废钢预热炉,把预热后的废钢通过溜槽加入到精炼炉精。
优点:
1、烘烤温度高且均匀,可达到800℃,烘烤时间短, 10—15分钟内。
2、燃烧室采用耐高温、耐冲击特种合金铸钢,整体设备使用寿命大于8 年。炉体无需维护。
无烟尘和废气排泄,对环境无污染,安装简单,操作方便,热效率高、预热时间短、预热均匀、废钢烧损少,能精确控制废钢的温度等优点
缺点:对废钢种类要求高(短棒料、圆钢及短小型钢,流动性好的废钢)。
通过以上实践得出:提高转炉废钢比,要解决的主要问题就是转炉热的平衡问题。解决思路主要为:必须对废钢进行预热!
从长、短流程钢厂同“吃”废钢工序成本对比,目前长流程钢厂成本只有电炉钢一半,成本优势十分明显。我们认为,未来这种优势会继续保持;而且随着置换新产能投放,长流程智能化生产降成本可能比短流程空间更大。
转炉炼钢实现全流程超低排放后,同样添加一吨废钢冶炼钢材,长流程总体排放物可能比短流程更低。这个问题需要从长流程添加废钢冶炼工序排放物同比,而不是从高炉冶炼铁矿石排放物算起,也是一个长期被误解问题。长流程添加废钢结果,自然减少铁矿石用数量。按有关产能统计,未来我国钢铁产能可能达到14亿吨。
洛阳豫新工程技术股份有限公司:叶宇芊经理 13937911532