廢鋼作為電爐煉鋼的主原料，在熱狀態(tài)下加入電爐進(jìn)行冶煉，可以節(jié)省冶煉能量、縮短冶煉時(shí)間，還能降低因潮濕廢鋼加入而引起的電爐爆炸的概率。鑒于熱狀態(tài)廢鋼的以上特點(diǎn)，一系列廢鋼預(yù)熱工藝裝備和技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。廢鋼預(yù)熱技術(shù)被認(rèn)為是有效提高電爐生產(chǎn)率的主要技術(shù)措施之一。近十年來，電爐煉鋼在工藝操作與采用新工藝方面取得了較大進(jìn)展，這新新工藝技術(shù)大都與廢預(yù)熱有直接或間接的關(guān)系。
    幾種常見的廢預(yù)熱工藝技術(shù)
    具體來講，廢預(yù)熱技術(shù)大致有以下幾種：
    K-ES廢鋼熔化工藝。K-ES廢鋼熔化工藝是將塊狀或粉末狀煤加入或噴吹到熔池中，然后入熔池中吹入氧氣，使一氧化碳?xì)怏w燃燒生二氧化碳，利用此化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量作為廢鋼熔化的主要能量來源。K-ES廢鋼熔化工藝還包括一套爐底/側(cè)壁風(fēng)口噴吹攪拌系統(tǒng)。K-ES廢鋼熔化工藝中可以回收大部分熱量并傳遞到熔池中。
    Danarc廢鋼預(yù)熱工藝。為了獲得較高的電爐煉鋼生產(chǎn)率并提高能量利用效率，Danarc廢鋼預(yù)熱工藝將高阻抗技術(shù)與高化學(xué)能輸入技術(shù)結(jié)合起來。該工藝的化學(xué)能輸入方式與K-ES廢鋼熔化工藝相似。Danarc廢鋼預(yù)熱工藝還采用從底部風(fēng)口往熔池內(nèi)吹入氧氣和碳粉的方式，并在爐體側(cè)壁安裝了用于后燃燒（任何部分燃燒的化合特的二次燃燒過程）用的燒嘴。該工藝在爐底安裝風(fēng)口的目的是保證吹氧的均勻性，以加快脫碳速度；采用多個(gè)風(fēng)口，使?fàn)t內(nèi)一氧化碳發(fā)生點(diǎn)亙加均勻，后燃燒的熱回收效率更高。此外，安裝在爐體側(cè)壁上的多個(gè)碳粉噴吹裝置可以很好地控制爐內(nèi)泡沫渣的生成。
    Fuchs豎爐式廢鋼預(yù)熱技術(shù)。豎爐的基本構(gòu)想是將廢鋼裝入豎爐內(nèi)，利用電爐排出的煙氣對(duì)豎爐內(nèi)的廢鋼進(jìn)行預(yù)熱。這種廢鋼預(yù)熱方式類似于高爐的氣-固兩相逆向流動(dòng)。在這種廢鋼預(yù)熱技術(shù)中，隨著爐內(nèi)廢鋼的不斷熔化，料柱中經(jīng)過預(yù)熱的廢鋼不斷下移，爐內(nèi)在冶煉過程中產(chǎn)生的廢氣連續(xù)對(duì)料柱中的廢鋼進(jìn)行預(yù)熱。豎爐式廢鋼預(yù)熱技術(shù)又分為單豎爐（沙鋼采用的是此技術(shù)）、雙豎爐以及指式豎爐等3大類。從熱交換和能量回收的效果看，這種廢鋼預(yù)熱方式應(yīng)該是最佳的。但這種方式對(duì)廢鋼的塊度要求較高，而且在日常生產(chǎn)中易發(fā)生堵料現(xiàn)象，處理起來較為困難。
    Consteel電爐煉鋼技術(shù)。Contsteel電爐煉鋼技術(shù)是基于廢氣中熱量回收的另一種工藝。廢鋼在入爐前通過一條較長的預(yù)熱通道，由爐內(nèi)產(chǎn)生的廢氣對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的廢鋼連續(xù)加入到爐內(nèi)。Consteel電爐煉鋼技術(shù)裝備占地面積大，對(duì)廢鋼預(yù)熱室的密封度要求較高（用水封）。為了得到較好的操作效果，需要同時(shí)控制幾個(gè)操作環(huán)節(jié)，如熔池溫度、廢鋼供料速度以及廢鋼成分、氧氣噴吹速度、熔池碳含量及渣成分，因而在生產(chǎn)過程中的可操作性較差。在操作中，如果某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)波動(dòng)，則會(huì)影響整個(gè)工序。
    除了以上幾種廢鋼預(yù)熱方式外，還有一種比較常用的廢鋼預(yù)熱方式，即雙爐體式電爐，寶鋼150噸超高功率電爐即屬于此類型。該電爐有一套供電系統(tǒng)（一根頂電極）和兩個(gè)爐殼。有的雙爐體電爐采用兩套電極供電系統(tǒng)和兩座爐殼，操作上的靈活性更大。
    正在開發(fā)中的廢鋼預(yù)熱新工藝技術(shù)
    在上述廢鋼預(yù)熱技術(shù)的基礎(chǔ)上，幾種新的豎爐式廢鋼預(yù)熱工藝技術(shù)正在開發(fā)之中。
    IHI豎爐。基于雙電極直流技術(shù)，IHI（石川島播磨重工）正在開發(fā)一種豎爐式的廢鋼預(yù)熱電爐。該直流電爐的爐形為橢圓形，配有兩根頂電極，采用導(dǎo)電爐底磚的兩根底電極；該電爐由兩套電源供電系統(tǒng)組成，電源、母線布置巧妙，冶煉時(shí)電弧偏向爐體中心，能保證電弧發(fā)出的能量集中在爐體中心，降低了爐壁熱負(fù)荷。為了保證熱效率，該電爐的爐壁壘森嚴(yán)用傳統(tǒng)的耐火材料取代水冷爐壁，而廢鋼加入到兩根電極之間。由于采用較多的留鋼量（140噸出鋼量、110噸留鋼量），可以保證操作條件較為均勻。從廢鋼預(yù)熱效果看，此種方式與豎爐相似，也采用氣-固兩相逆向流動(dòng)原理，但在實(shí)際生產(chǎn)中存在對(duì)廢鋼塊度要求較高、廢鋼預(yù)熱溫度控制、推鋼機(jī)構(gòu)故障的處理、電極偏弧控制等諸多難度較高的問題。
    Comelt直流電爐。奧鋼聯(lián)正至力于Comelt直流電爐的開發(fā)。Comelt直流電爐主要包括一個(gè)固定豎爐、可傾動(dòng)熔池、四根以一定角度斜向插入爐內(nèi)并可單獨(dú)操作的石墨電極，以及安裝在爐底中心的陽極組成。固定的豎爐與熔池通過可移動(dòng)豎爐一并裝置連接，該連接裝置在固定的豎爐與熔池之間起密封作用。豎爐上部有用于加廢鋼通過皮帶輸送到豎爐內(nèi)。隨著廢鋼的熔化，豎爐內(nèi)的廢鋼高度降低，此時(shí)通過加料孔再往豎爐內(nèi)加入廢鋼。此種方式對(duì)電極質(zhì)量的要求較高，在發(fā)生廢鋼塌料時(shí)，易發(fā)生電極折斷現(xiàn)象。
    Conarc技術(shù)。隨著電爐加鐵水技術(shù)的日臻成熟及其技術(shù)帶來的種種優(yōu)勢(shì)，如縮短冶煉周期、降低電耗和電極消耗、鋼水殘余元素含量降低等，越來越多的電爐廠均采用該技術(shù)。眾所周知，電爐使用鐵水受最大供氧量限制，而最大供氧量反過來又取決于電爐的容量。在提高電爐鐵水比、優(yōu)化能量回收已經(jīng)最大程度地發(fā)揮電爐產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，結(jié)合雙爐體電爐技術(shù)，將轉(zhuǎn)爐和電爐技術(shù)結(jié)合在一起的Conarc技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，即常說的“電轉(zhuǎn)爐”。Conarc由兩個(gè)爐殼以及可交替用于兩座爐殼的一套頂電極、一套電源系統(tǒng)和一套頂吹氧槍組成。采用該技術(shù)的思索爐冶煉模式會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，必須往爐內(nèi)加入固體斜（廢話或者DRI），以充分回收這些能量，同時(shí)保護(hù)爐殼，以免過熱。
    Contiarc技術(shù)。該技術(shù)的設(shè)計(jì)思想是廢鋼連續(xù)加入和預(yù)熱、間歇式出鋼，以保證煙氣熱量的最大量回收。它主要由一個(gè)固定的環(huán)形豎爐和位于爐體中心的電極系統(tǒng)組成。從熱效率角度看，Contiarc直流電爐比傳統(tǒng)電爐的熱效率高得多，這主要?dú)w結(jié)于廢鋼是連續(xù)加入的，整個(gè)爐體在一定程度上處于密封狀態(tài)。因此，冶煉過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠趶U鋼中的停留時(shí)間最長。廢鋼的連續(xù)加入，從客觀上使?fàn)t壁造成的熱損失降至最低。此外，高溫?zé)煔馍仙┻^廢鋼料層時(shí)，其所含的粉塵含量比傳統(tǒng)電爐低得多。
    EOF爐?？偟膩碚f，煉鋼過程可以分為批量式煉鋼與連續(xù)式煉鋼兩大類。能最大程度發(fā)揮后燃燒與廢鋼預(yù)熱技術(shù)優(yōu)勢(shì)的EOF爐，屬于批量式煉鋼工藝，該工藝的核心部分由上部廢鋼預(yù)熱室組成。EOF爐還配有氧燃燒嘴、埋入式氧氣風(fēng)口、煤粉噴吹、集塵系統(tǒng)和爐底出鋼系統(tǒng)等。該工藝的難點(diǎn)在于對(duì)廢鋼的質(zhì)量要求較高，而且其上部的幾個(gè)廢鋼預(yù)熱室結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，廢鋼下料擋板極易發(fā)生故障。
    電爐煉鋼有諸多工藝，都試圖盡最大可能回收冶煉過程中產(chǎn)生煙氣中的顯熱，以進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本、縮短冶煉時(shí)間、提高產(chǎn)能。企業(yè)對(duì)于一種電爐保證工藝的選擇，應(yīng)立足于自身需求并保證工藝靈活性、可操作性、易維護(hù)性，在提高產(chǎn)能的同時(shí)，注重提高能量的利用效率和最終產(chǎn)品的質(zhì)量，并以最小的成本滿足環(huán)保要求。

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