凌志宏 周凌云 匡洪鋒

（寶武集團中南鋼鐵韶鋼松山股份有限公司制造管理部，廣東 韶關 512123）

摘要：隨著環(huán)保的減少碳排放的壓力和廢鋼的價格優(yōu)勢，高爐添加廢鋼得到廣泛的推廣和運用。本文闡述了韶鋼煉鐵廠通過幾年生產(chǎn)實踐摸索，在添加廢鋼方式以及方法上，摸索出適合韶鋼自己的高爐添加廢鋼的性價比評價模型及操作方法，為高爐強化冶煉，降低消耗，實現(xiàn)低碳煉鐵提供了一條新途徑。

關健詞 ： 高爐；添加廢鋼；冶煉

1  概述

自2016年以來，高爐加廢鋼冶煉在國內鋼鐵行業(yè)內得到前所未有的發(fā)展。據(jù)有關數(shù)據(jù)分析，個別鋼企高爐廢鋼用量可達到噸鐵300千克以上。韶鋼6號高爐槽下添加鋼筋頭入爐用量最高也達到150Kg/t。

高爐爐料中加入廢鋼塊具有很多可能的優(yōu)點。由于廢鋼塊屬于充分還原后的金屬，因此其僅需能量來加熱和融化為鐵水即可。所以如果在高爐上料過程中添加廢鋼，是可以提高高爐生產(chǎn)率及降低燃料比的。理論上大約每噸廢鋼高爐消耗焦炭只有在100Kg左右。另通過調整廢鋼的粒度大小，還可以調節(jié)高爐爐內料床的氣孔率，也就是爐內料柱透氣性，同時抵消高爐在高噴煤比下發(fā)生氣孔減小的情況，促使高爐順行。

2  高爐添加廢鋼方式

高爐添加廢鋼方式有三種：高爐槽下添加廢鋼、高爐爐前主溝添加廢鋼、高爐鐵包添加廢鋼。

2.1高爐槽下添加廢鋼

2.1.1添加方式。

高爐槽下添加廢鋼方式也有兩種。第一種是人工或者鏟車直接加入上料料車，勞動效率低，加入量不準確，該方式已經(jīng)被淘汰；第二種是實現(xiàn)自動化添加廢鋼，在高爐一側上料皮帶機尾，建立廢鋼倉，每個倉設置稱量斗，通過震動給料機實現(xiàn)按需配重，自動上料。通過皮帶傳送至高爐主膠皮帶（或料車），能夠融入自動上料控制流程，實現(xiàn)設置好料批后自動上料。韶鋼煉鐵廠在1050m³高爐以及2200m³高爐上建立了上述裝置（具體見下圖1、圖2），并實現(xiàn)自動控制配給，滿足高爐生產(chǎn)需求。

 圖1  6號高爐槽下添加廢鋼料斗及皮帶                 圖2 7號高爐槽下廢鋼料斗倉

2.1.2工藝流程

6號高爐：

汽車→廢鋼池→鏟車→廢鋼料斗→振動給料機→稱量→可調節(jié)排料閥門下料→皮帶運輸→中間斗→料車→高爐

7號高爐：

汽車→廢鋼料斗→振動給料機→稱量→可調節(jié)排料閥門下料→皮帶運輸→中間斗→主皮帶→高爐

2.2高爐主溝方式添加廢鋼

高爐主溝添加廢鋼，效率較低，只能采用粒度較小的鋼砂比較適宜，過程產(chǎn)生煙塵較大，爐前工工作強度增加較大。韶鋼2200m³高爐曾經(jīng)采用過高爐主溝添加高品位金屬球，因為金屬收得率較低，勞動效率低，同時造成高爐爐渣成分異常，影響爐渣產(chǎn)品質量。該方式未得到韶鋼連續(xù)使用。

2.3鐵水包添加廢鋼

2.3.1鐵水包添加廢鋼加入流程

韶鋼高爐的鐵水包是屬于敞開式120噸鐵水包，由于其包口敞開式，利于廢鋼加入。通過在廢鋼庫將尺寸、質量合格的外購廢鋼按裝入量要求裝入廢鋼斗，用天車將裝好廢鋼斗吊倒入鐵包。使用破碎料加入鐵包，一般按4-6t/包，6#高爐爐底安裝鐵包煤氣烘烤加熱裝置后，最高時達到10-11t/包，鐵包烘烤加熱裝置見下圖3

                      圖3  鐵包烘烤加熱裝置

2.3.2鐵水包添加廢鋼的要求

經(jīng)過實踐摸索，添加廢鋼的種類為普通破碎料、廢鋼筋壓塊適宜。要求加廢鋼質量不得有密閉容器、帶油污廢鋼、廢鋼不得受潮或雨淋后加入。

2.3.3添加廢鋼鐵包受鐵的管控

每日對廢鋼進行專項檢查，確保鐵水包添加廢鋼質量滿足要求。

針對添加廢鋼鐵包可能出現(xiàn)幾類異常事故，鐵包爆炸，鐵水翻滾，鐵水翻滾外溢等異常事故制定應對措施，加強受鐵過程中的監(jiān)視。

3 廢鋼種類、粒度等質量管理

高爐可用廢鋼的品種主要為：粒子鋼、破碎料、水洗豆、鋼筋頭、熱壓塊、鐵屑、銃豆等，其中破碎料最為常用，破碎料等級差異很大，一般主要由廢模板、腳手架等加工而成，根據(jù)摻混其它輕薄料和雜質含量的程度加以區(qū)分。韶鋼槽下加廢鋼的主要品種為鋼筋頭、破碎料、粒子鋼。下圖4為高爐槽下廢鋼實物質量情況

            圖4   韶鋼高爐槽下廢鋼實物

由于高爐供上料系統(tǒng)的特殊性，對廢鋼尺寸有著嚴格的要求，一般要求小于100mm，大于10mm，同時由于高爐冶煉行程的特殊性，要求廢鋼鋅元素含量要低，按照技術規(guī)范，入爐原料的鋅負荷應小于0.3Kg/tFe。

4 高爐加廢鋼冶煉

4.1熱平衡、焦炭負荷調整

高爐加廢鋼焦炭消耗由熔化耗熱耗碳與廢鋼變?yōu)殍F水后的滲碳兩部分組成：

4.1.1焦炭發(fā)熱量24500KJ/kg，高爐熱量利用率85%，廢鋼加熱到1450℃熔化耗熱1320KJ/kg，熔化1t廢鋼消耗焦炭63.39kg；

4.1.2廢鋼含鐵98%，滲碳4.50%，噸廢鋼滲碳耗碳51.88kg，焦炭含碳85%，熔化1t廢鋼滲碳需焦碳61.04kg。

綜上高爐加一噸廢鋼熔化耗熱耗碳與滲碳理論消耗焦炭量為125kg，為高爐添加廢鋼后調整礦焦負荷調整提供依據(jù)。

4.2  6號高爐添加廢鋼冶煉

6號高爐添加廢鋼設施改造項目于2018年8月6日申請立項，9月10日投入試運行，9月15日數(shù)據(jù)采集上線，加廢鋼運行成功，進入正式生產(chǎn)模式。

4.2.1 添加廢鋼冶煉操作

韶鋼廢鋼布料通常使用邊緣廢鋼布料、中心廢鋼布料，兩種方式都使用過。廢鋼的透氣性小于焦炭而大于礦石，礦石中加入廢鋼反而透氣性會增加，從而增加反應速度。當使用邊緣廢鋼布料時候可以起到疏松邊緣氣流的效果，同理當使用中心廢鋼布料時候可以起到改善中心氣流的效果。

韶鋼1050m³高爐，通常的布料方式平臺加漏斗型，采用中心廢鋼布料模式對高爐的透氣性改善明顯。韶鋼2200m³高爐，通常的布料方式中心加焦型，采用中心廢鋼布料對氣流改善弱于邊緣廢鋼布料，因為中心廢鋼布料加入焦炭中改善透氣性的效果不如在礦石中加廢鋼效果好，采用靠邊緣廢鋼布料模式。因此，每座高爐需要根據(jù)自身的氣流需求采取適合的廢鋼布料方式。添加廢鋼冶煉后高爐經(jīng)濟指標變化情況見下表1、表2

表1 韶鋼6號高爐加廢鋼與停加廢鋼風量和壓差對比

  表2 韶鋼6號高爐 加廢鋼與停加廢鋼產(chǎn)量和燃料比對比

從上表1、表2可以看出，韶鋼6號高爐加廢鋼后，爐況有所改善，風量增加，壓差降低，同時產(chǎn)量增加150t/d，燃料比下降15kg/t。

4.3加廢鋼冶煉對高爐不利影響

4.3.1 劃傷皮帶

由于高爐上料系統(tǒng)是由皮帶或料車運輸至高爐爐頂料罐，通過閥門開關進入爐內，因此廢鋼料型影響較大，可能會出現(xiàn)廢鋼刮壞皮帶、料型太長卡堵，導致高爐休風的情況。如廢鋼部分含有規(guī)格超長（超80mm）， 并帶有彎頭的鋼筋頭，存在堵料風險，要求需要對廢鋼進行篩選，杜絕超長尺寸的廢鋼進高爐場地，要求對進廠廢鋼尺寸規(guī)格嚴格把關，有顯長的廢鋼必須人工撿出來，料倉增加格網(wǎng)并定期清理，如下圖5、圖6。

         圖5 部分超長鋼筋頭                                圖6  料倉增加格網(wǎng)

4.3.2爐頂閥門卡塞

高爐配加廢鋼易造成受料斗網(wǎng)格堵塞和卡料流閥現(xiàn)象，需定期對廢鋼料型進行磁性檢測，避免廢鋼帶磁后，導致上、下密封閥關不嚴無法上料，導致高爐休風。如下圖7

                            圖7  料斗帶磁后情況

4.3.3風口熔損

隨著廢鋼的加入量的增加，會增加布料區(qū)域對應的滴落帶鐵水液滴，如果采用邊緣廢鋼布料，容易造成風口熔損。當出現(xiàn)此類現(xiàn)象，廢鋼布料要調整邊緣廢鋼量或控制加入量或往中心移，避免鐵水液滴邊沿過旺。

5  結語

5.1高爐加廢鋼可改善高爐料柱透氣性，提高煤氣利用率與理論燃燒溫度，爐頂

煤氣溫度下降，對高爐操作的其它關鍵工藝參數(shù)影響不大，可取得燃料、礦石消耗下降的效果，工藝可行。

5.2根據(jù)市場的變化，測算廢鋼產(chǎn)生效益價格臨界值，決定是否添加廢鋼。

5.3通過調整調整邊緣廢鋼量或往中心移，避免鐵水液滴邊沿過旺，可以減少添加廢鋼后引起風口熔損。

5.4為減少碳排放，高爐添加廢鋼對鋼企能夠帶來的節(jié)能和環(huán)保的效益值得推廣。

參考文獻

[1]  周傳典，髙爐煉鐵生產(chǎn)技術手冊[ M ]. 北京: 冶金工業(yè)出版社, 2002:358