转炉高废钢比炼钢技术发展现状及探讨

田春健1、臧喜民2、张立武3、张永娇1、孔令忠1、王志英1

(1.辽宁科技大学材料与冶金学院，辽宁鞍山；

2.沈阳工业大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳；

3.天元二手物资（山东泰安）

摘要：废钢是大宗固体钢铁原料，通过替代转炉铁水可有效降低炼钢过程中煤耗及废气排放。近年来，随着废钢产量的不断增长，迫切需要实现“碳达峰”和“碳中和”，高废钢比炼钢技术成为转炉炼钢技术发展的重要方向。总结国内外废钢利用现状，发现我国综合废钢比低于其他国家，但转炉废钢消耗量逐年大幅增加。在转炉过程中，提高废钢比会影响废钢的熔化行为、脱磷反应、转炉耐火材料侵蚀及转炉终点控制。提高废钢比会降低转炉内温度。通过炼钢过程动态建模研究了炉内废钢熔化行为的演变过程。脱磷反应需要合适的炉渣碱度。提高废钢比后铁水消耗和废钢加入量，需要通过低渣冶炼等技术手段保持适当的炉渣碱度。废钢的加入除了对炉衬产生物理影响外，还会间接影响炉渣成分和炉渣量，从而加大对转炉耐火材料的侵蚀。转炉启动难度受废钢比影响，进而降低转炉终点控制的准确性。国内外钢铁企业为降低高废钢比带来的不利影响，先后开发了Jet工艺、SMP工艺、二次燃烧氧枪等技术，但这些工艺均存在改善效果有限的缺点。因此，需要寻找一种更为经济、更易于掌握的高废钢比转炉技术。

关键词：转炉炼钢；高废钢比；废钢熔炼；脱磷；耐火材料侵蚀；转炉终点钢温

引用格式：

田春建, 臧希敏, 张立武, 张永姣, 孔令忠, 王志英. 转炉高废钢比炼钢技术发展现状及探讨[J]. 钢铁研究学报, 2024, 36(06): 692-706.

DOI：10.13228/j..-0963。

重要图表：

结论

面对我国钢铁行业面临的严峻形势，提高转炉生产效率、降低能耗尤为迫切。为适应未来发展，提高转炉废钢比是一条可行的途径。目前提高转炉废钢比的方法存在改进有限等问题。因此，通过总结近十年国内外提高转炉废钢比的研究，提出以下四点建议，探讨转炉大废钢比技术未来的发展方向。

（1）转炉高废钢比工艺是一个综合技术体系，要寻找到经济上可行、技术上易于掌握的高废钢比转炉技术，必须进行经济核算，从工艺到设备、从操作到管理都要进行适应性改革，综合考虑产量、质量、稳定性、环保等多方面因素。

（2）添加升温剂、提高二次燃烧效率是提高转炉温度的重要手段，但添加升温剂会影响钢水纯净度和操作的可控性，而增强二次燃烧对提高转炉温度的作用有限。为进一步提高转炉废钢率，对废钢进行预热是一种有效的方法。

（3）通过调整炉渣成分，保证各钢种配比，特别是高硫废钢比例，不仅可以提高转炉废钢的熔化效率、降低氮含量，而且可以实现转炉硫化物的稳定控制。

（4）为减少或消除废钢比例增加对转炉炉衬带来的不利影响，可控制入炉废钢的尺寸和重量，以减少其对炉衬的机械冲击。同时，可提高入炉铁水的温度，或在转炉内加入适当的升温剂铁水消耗和废钢加入量，以提高转炉冶炼的早期温度。此外，可采用适当的吹炼操作，实现快速炉渣还原，提高转炉早期炉渣的碱度，从而提高脱磷效率，减少炉衬的侵蚀。