废钢回收利用，利用电炉快节奏冶炼

废钢作为电炉炼钢的主原料，在热状态下加入电炉进行冶炼，可以节省冶炼能量、缩短冶炼时间，还能降低因潮湿废钢加入而引起的电炉爆炸的概率。鉴于热状态废钢的以上特点，一系列废钢预热工艺装备和技术应运而生。废钢预热技术被认为是有效提高电炉生产率的主要技术措施之一。近十年来，电炉炼钢在工艺操作与采用新工艺方面取得了较大进展，这新新工艺技术大都与废预热有直接或间接的关系。
    几种常见的废预热工艺技术
    具体来讲，废预热技术大致有以下几种：
    K-ES废钢熔化工艺。K-ES废钢熔化工艺是将块状或粉末状煤加入或喷吹到熔池中，然后入熔池中吹入氧气，使一氧化碳气体燃烧生二氧化碳，利用此化学反应产生的热量作为废钢熔化的主要能量来源。K-ES废钢熔化工艺还包括一套炉底/侧壁风口喷吹搅拌系统。K-ES废钢熔化工艺中可以回收大部分热量并传递到熔池中。
    Danarc废钢预热工艺。为了获得较高的电炉炼钢生产率并提高能量利用效率，Danarc废钢预热工艺将高阻抗技术与高化学能输入技术结合起来。该工艺的化学能输入方式与K-ES废钢熔化工艺相似。Danarc废钢预热工艺还采用从底部风口往熔池内吹入氧气和碳粉的方式，并在炉体侧壁安装了用于后燃烧（任何部分燃烧的化合特的二次燃烧过程）用的烧嘴。该工艺在炉底安装风口的目的是保证吹氧的均匀性，以加快脱碳速度；采用多个风口，使炉内一氧化碳发生点亘加均匀，后燃烧的热回收效率更高。此外，安装在炉体侧壁上的多个碳粉喷吹装置可以很好地控制炉内泡沫渣的生成。
    Fuchs竖炉式废钢预热技术。竖炉的基本构想是将废钢装入竖炉内，利用电炉排出的烟气对竖炉内的废钢进行预热。这种废钢预热方式类似于高炉的气-固两相逆向流动。在这种废钢预热技术中，随着炉内废钢的不断熔化，料柱中经过预热的废钢不断下移，炉内在冶炼过程中产生的废气连续对料柱中的废钢进行预热。竖炉式废钢预热技术又分为单竖炉（沙钢采用的是此技术）、双竖炉以及指式竖炉等3大类。从热交换和能量回收的效果看，这种废钢预热方式应该是最佳的。但这种方式对废钢的块度要求较高，而且在日常生产中易发生堵料现象，处理起来较为困难。
    Consteel电炉炼钢技术。Contsteel电炉炼钢技术是基于废气中热量回收的另一种工艺。废钢在入炉前通过一条较长的预热通道，由炉内产生的废气对其进行预热，预热后的废钢连续加入到炉内。Consteel电炉炼钢技术装备占地面积大，对废钢预热室的密封度要求较高（用水封）。为了得到较好的操作效果，需要同时控制几个操作环节，如熔池温度、废钢供料速度以及废钢成分、氧气喷吹速度、熔池碳含量及渣成分，因而在生产过程中的可操作性较差。在操作中，如果某个环节出现波动，则会影响整个工序。
    除了以上几种废钢预热方式外，还有一种比较常用的废钢预热方式，即双炉体式电炉，宝钢150吨超高功率电炉即属于此类型。该电炉有一套供电系统（一根顶电极）和两个炉壳。有的双炉体电炉采用两套电极供电系统和两座炉壳，操作上的灵活性更大。
    正在开发中的废钢预热新工艺技术
    在上述废钢预热技术的基础上，几种新的竖炉式废钢预热工艺技术正在开发之中。
    IHI竖炉。基于双电极直流技术，IHI（石川岛播磨重工）正在开发一种竖炉式的废钢预热电炉。该直流电炉的炉形为椭圆形，配有两根顶电极，采用导电炉底砖的两根底电极；该电炉由两套电源供电系统组成，电源、母线布置巧妙，冶炼时电弧偏向炉体中心，能保证电弧发出的能量集中在炉体中心，降低了炉壁热负荷。为了保证热效率，该电炉的炉壁垒森严用传统的耐火材料取代水冷炉壁，而废钢加入到两根电极之间。由于采用较多的留钢量（140吨出钢量、110吨留钢量），可以保证操作条件较为均匀。从废钢预热效果看，此种方式与竖炉相似，也采用气-固两相逆向流动原理，但在实际生产中存在对废钢块度要求较高、废钢预热温度控制、推钢机构故障的处理、电极偏弧控制等诸多难度较高的问题。
    Comelt直流电炉。奥钢联正至力于Comelt直流电炉的开发。Comelt直流电炉主要包括一个固定竖炉、可倾动熔池、四根以一定角度斜向插入炉内并可单独操作的石墨电极，以及安装在炉底中心的阳极组成。固定的竖炉与熔池通过可移动竖炉一并装置连接，该连接装置在固定的竖炉与熔池之间起密封作用。竖炉上部有用于加废钢通过皮带输送到竖炉内。随着废钢的熔化，竖炉内的废钢高度降低，此时通过加料孔再往竖炉内加入废钢。此种方式对电极质量的要求较高，在发生废钢塌料时，易发生电极折断现象。
    Conarc技术。随着电炉加铁水技术的日臻成熟及其技术带来的种种优势，如缩短冶炼周期、降低电耗和电极消耗、钢水残余元素含量降低等，越来越多的电炉厂均采用该技术。众所周知，电炉使用铁水受最大供氧量限制，而最大供氧量反过来又取决于电炉的容量。在提高电炉铁水比、优化能量回收已经最大程度地发挥电炉产能的基础上，结合双炉体电炉技术，将转炉和电炉技术结合在一起的Conarc技术应运而生，即常说的“电转炉”。Conarc由两个炉壳以及可交替用于两座炉壳的一套顶电极、一套电源系统和一套顶吹氧枪组成。采用该技术的思索炉冶炼模式会产生大量的热量，必须往炉内加入固体斜（废话或者DRI），以充分回收这些能量，同时保护炉壳，以免过热。
    Contiarc技术。该技术的设计思想是废钢连续加入和预热、间歇式出钢，以保证烟气热量的最大量回收。它主要由一个固定的环形竖炉和位于炉体中心的电极系统组成。从热效率角度看，Contiarc直流电炉比传统电炉的热效率高得多，这主要归结于废钢是连续加入的，整个炉体在一定程度上处于密封状态。因此，冶炼过程中产生的高温烟气在废钢中的停留时间最长。废钢的连续加入，从客观上使炉壁造成的热损失降至最低。此外，高温烟气上升穿过废钢料层时，其所含的粉尘含量比传统电炉低得多。
    EOF炉。总的来说，炼钢过程可以分为批量式炼钢与连续式炼钢两大类。能最大程度发挥后燃烧与废钢预热技术优势的EOF炉，属于批量式炼钢工艺，该工艺的核心部分由上部废钢预热室组成。EOF炉还配有氧燃烧嘴、埋入式氧气风口、煤粉喷吹、集尘系统和炉底出钢系统等。该工艺的难点在于对废钢的质量要求较高，而且其上部的几个废钢预热室结构也较为复杂，废钢下料挡板极易发生故障。
    电炉炼钢有诸多工艺，都试图尽最大可能回收冶炼过程中产生烟气中的显热，以进一步降低生产成本、缩短冶炼时间、提高产能。企业对于一种电炉保证工艺的选择，应立足于自身需求并保证工艺灵活性、可操作性、易维护性，在提高产能的同时，注重提高能量的利用效率和最终产品的质量，并以最小的成本满足环保要求。

返回-精彩案例 
宁波市神光电炉有限公司