凌志宏 周凌云 匡洪锋

（宝武集团中南钢铁韶钢松山股份有限公司制造管理部，广东 韶关 512123）

摘要：随着环保的减少碳排放的压力和废钢的价格优势，高炉添加废钢得到广泛的推广和运用。本文阐述了韶钢炼铁厂通过几年生产实践摸索，在添加废钢方式以及方法上，摸索出适合韶钢自己的高炉添加废钢的性价比评价模型及操作方法，为高炉强化冶炼，降低消耗，实现低碳炼铁提供了一条新途径。

关健词 ： 高炉；添加废钢；冶炼

1  概述

自2016年以来，高炉加废钢冶炼在国内钢铁行业内得到前所未有的发展。据有关数据分析，个别钢企高炉废钢用量可达到吨铁300千克以上。韶钢6号高炉槽下添加钢筋头入炉用量最高也达到150Kg/t。

高炉炉料中加入废钢块具有很多可能的优点。由于废钢块属于充分还原后的金属，因此其仅需能量来加热和融化为铁水即可。所以如果在高炉上料过程中添加废钢，是可以提高高炉生产率及降低燃料比的。理论上大约每吨废钢高炉消耗焦炭只有在100Kg左右。另通过调整废钢的粒度大小，还可以调节高炉炉内料床的气孔率，也就是炉内料柱透气性，同时抵消高炉在高喷煤比下发生气孔减小的情况，促使高炉顺行。

2  高炉添加废钢方式

高炉添加废钢方式有三种：高炉槽下添加废钢、高炉炉前主沟添加废钢、高炉铁包添加废钢。

2.1高炉槽下添加废钢

2.1.1添加方式。

高炉槽下添加废钢方式也有两种。第一种是人工或者铲车直接加入上料料车，劳动效率低，加入量不准确，该方式已经被淘汰；第二种是实现自动化添加废钢，在高炉一侧上料皮带机尾，建立废钢仓，每个仓设置称量斗，通过震动给料机实现按需配重，自动上料。通过皮带传送至高炉主胶皮带（或料车），能够融入自动上料控制流程，实现设置好料批后自动上料。韶钢炼铁厂在1050m³高炉以及2200m³高炉上建立了上述装置（具体见下图1、图2），并实现自动控制配给，满足高炉生产需求。

 图1  6号高炉槽下添加废钢料斗及皮带                 图2 7号高炉槽下废钢料斗仓

2.1.2工艺流程

6号高炉：

汽车→废钢池→铲车→废钢料斗→振动给料机→称量→可调节排料阀门下料→皮带运输→中间斗→料车→高炉

7号高炉：

汽车→废钢料斗→振动给料机→称量→可调节排料阀门下料→皮带运输→中间斗→主皮带→高炉

2.2高炉主沟方式添加废钢

高炉主沟添加废钢，效率较低，只能采用粒度较小的钢砂比较适宜，过程产生烟尘较大，炉前工工作强度增加较大。韶钢2200m³高炉曾经采用过高炉主沟添加高品位金属球，因为金属收得率较低，劳动效率低，同时造成高炉炉渣成分异常，影响炉渣产品质量。该方式未得到韶钢连续使用。

2.3铁水包添加废钢

2.3.1铁水包添加废钢加入流程

韶钢高炉的铁水包是属于敞开式120吨铁水包，由于其包口敞开式，利于废钢加入。通过在废钢库将尺寸、质量合格的外购废钢按装入量要求装入废钢斗，用天车将装好废钢斗吊倒入铁包。使用破碎料加入铁包，一般按4-6t/包，6#高炉炉底安装铁包煤气烘烤加热装置后，最高时达到10-11t/包，铁包烘烤加热装置见下图3

                      图3  铁包烘烤加热装置

2.3.2铁水包添加废钢的要求

经过实践摸索，添加废钢的种类为普通破碎料、废钢筋压块适宜。要求加废钢质量不得有密闭容器、带油污废钢、废钢不得受潮或雨淋后加入。

2.3.3添加废钢铁包受铁的管控

每日对废钢进行专项检查，确保铁水包添加废钢质量满足要求。

针对添加废钢铁包可能出现几类异常事故，铁包爆炸，铁水翻滚，铁水翻滚外溢等异常事故制定应对措施，加强受铁过程中的监视。

3 废钢种类、粒度等质量管理

高炉可用废钢的品种主要为：粒子钢、破碎料、水洗豆、钢筋头、热压块、铁屑、铳豆等，其中破碎料最为常用，破碎料等级差异很大，一般主要由废模板、脚手架等加工而成，根据掺混其它轻薄料和杂质含量的程度加以区分。韶钢槽下加废钢的主要品种为钢筋头、破碎料、粒子钢。下图4为高炉槽下废钢实物质量情况

            图4   韶钢高炉槽下废钢实物

由于高炉供上料系统的特殊性，对废钢尺寸有着严格的要求，一般要求小于100mm，大于10mm，同时由于高炉冶炼行程的特殊性，要求废钢锌元素含量要低，按照技术规范，入炉原料的锌负荷应小于0.3Kg/tFe。

4 高炉加废钢冶炼

4.1热平衡、焦炭负荷调整

高炉加废钢焦炭消耗由熔化耗热耗碳与废钢变为铁水后的渗碳两部分组成：

4.1.1焦炭发热量24500KJ/kg，高炉热量利用率85%，废钢加热到1450℃熔化耗热1320KJ/kg，熔化1t废钢消耗焦炭63.39kg；

4.1.2废钢含铁98%，渗碳4.50%，吨废钢渗碳耗碳51.88kg，焦炭含碳85%，熔化1t废钢渗碳需焦碳61.04kg。

综上高炉加一吨废钢熔化耗热耗碳与渗碳理论消耗焦炭量为125kg，为高炉添加废钢后调整矿焦负荷调整提供依据。

4.2  6号高炉添加废钢冶炼

6号高炉添加废钢设施改造项目于2018年8月6日申请立项，9月10日投入试运行，9月15日数据采集上线，加废钢运行成功，进入正式生产模式。

4.2.1 添加废钢冶炼操作

韶钢废钢布料通常使用边缘废钢布料、中心废钢布料，两种方式都使用过。废钢的透气性小于焦炭而大于矿石，矿石中加入废钢反而透气性会增加，从而增加反应速度。当使用边缘废钢布料时候可以起到疏松边缘气流的效果，同理当使用中心废钢布料时候可以起到改善中心气流的效果。

韶钢1050m³高炉，通常的布料方式平台加漏斗型，采用中心废钢布料模式对高炉的透气性改善明显。韶钢2200m³高炉，通常的布料方式中心加焦型，采用中心废钢布料对气流改善弱于边缘废钢布料，因为中心废钢布料加入焦炭中改善透气性的效果不如在矿石中加废钢效果好，采用靠边缘废钢布料模式。因此，每座高炉需要根据自身的气流需求采取适合的废钢布料方式。添加废钢冶炼后高炉经济指标变化情况见下表1、表2

表1 韶钢6号高炉加废钢与停加废钢风量和压差对比

  表2 韶钢6号高炉 加废钢与停加废钢产量和燃料比对比

从上表1、表2可以看出，韶钢6号高炉加废钢后，炉况有所改善，风量增加，压差降低，同时产量增加150t/d，燃料比下降15kg/t。

4.3加废钢冶炼对高炉不利影响

4.3.1 划伤皮带

由于高炉上料系统是由皮带或料车运输至高炉炉顶料罐，通过阀门开关进入炉内，因此废钢料型影响较大，可能会出现废钢刮坏皮带、料型太长卡堵，导致高炉休风的情况。如废钢部分含有规格超长（超80mm）， 并带有弯头的钢筋头，存在堵料风险，要求需要对废钢进行筛选，杜绝超长尺寸的废钢进高炉场地，要求对进厂废钢尺寸规格严格把关，有显长的废钢必须人工捡出来，料仓增加格网并定期清理，如下图5、图6。

         图5 部分超长钢筋头                                图6  料仓增加格网

4.3.2炉顶阀门卡塞

高炉配加废钢易造成受料斗网格堵塞和卡料流阀现象，需定期对废钢料型进行磁性检测，避免废钢带磁后，导致上、下密封阀关不严无法上料，导致高炉休风。如下图7

                            图7  料斗带磁后情况

4.3.3风口熔损

随着废钢的加入量的增加，会增加布料区域对应的滴落带铁水液滴，如果采用边缘废钢布料，容易造成风口熔损。当出现此类现象，废钢布料要调整边缘废钢量或控制加入量或往中心移，避免铁水液滴边沿过旺。

5  结语

5.1高炉加废钢可改善高炉料柱透气性，提高煤气利用率与理论燃烧温度，炉顶

煤气温度下降，对高炉操作的其它关键工艺参数影响不大，可取得燃料、矿石消耗下降的效果，工艺可行。

5.2根据市场的变化，测算废钢产生效益价格临界值，决定是否添加废钢。

5.3通过调整调整边缘废钢量或往中心移，避免铁水液滴边沿过旺，可以减少添加废钢后引起风口熔损。

5.4为减少碳排放，高炉添加废钢对钢企能够带来的节能和环保的效益值得推广。

参考文献

[1]  周传典，髙炉炼铁生产技术手册[ M ]. 北京: 冶金工业出版社, 2002:358