0 引言

废钢是一种可回收的可再生资源，其回收利用具有很高的环保性、经济效益和社会效益。使用 1 t 废钢，可制造约 900 kg 钢材，可替代 1 600 kg 铁矿石，可节省 500 kg 炼焦煤，废气排放量可减少 86%，废水排放量可减少 76%，废渣排放量可减少 97%。废钢制造 1 t 钢材可以减少近 1.6 t 的碳排放量和 1 t 的原煤消耗，同时大大降低每吨钢材的整体能耗。

中国“十三五”规划提出，到 2020 年将炼钢废钢比例提高到 20%;工业和信息化部 2015 年 12 月发布的《钢铁行业政策调整计划》提出，到 2025 年将废钢比例提高到 30%。对于钢厂来说，提高转炉废品率可以提高转炉生产效率，降低原材料生产成本，增加公司的经济效益。因此，无论是从国家政策还是从公司自身的经营效率来看，提高废品率都是钢铁行业未来发展的趋势。

据废钢协会统计预测，2018年我国废钢资源总量达到2.2亿吨，预计2025年我国钢材存量将达到120亿吨，废钢年产量超过2.7亿-3亿吨;2030 年，中国钢材存量将达到 132 亿吨，废钢年产量将超过 3.2-3.5 亿吨。随着中国钢材存量和废钢资源的增加，以及废钢价格的突出，未来20年中国的废钢总资源将非常充足。

我公司高炉产能小于炼钢产能，废钢价格高于铁水成本，钢材始终处于低利润或无利润的状态，导致炼钢产能不能充分释放。2016 年废钢价格持续下跌，为炼钢产能全面释放奠定了基础。

这

添加到转换器中的废料量受以下因素的限制：（1） 废料的类型和规格;（2） 转炉炉口尺寸;（3） 废钢槽尺寸;（4） 废钢起重机;（5） 生产节奏;为此，我们开发了一种在炉外多个点添加废钢的工艺，例如铁水罐、炉后钢包、钢包炉等。

1 将废料添加到铁水罐中

1.1 加入铁水罐中的废钢的种类和时间

铁水罐中的废钢主要由碎料和钢球制成。转炉与铁混合后，将粉碎的材料或钢块加入铁水罐中。

1.2 向铁水罐中添加废钢的优点

（1）降低铁水罐的温降，对废钢进行预热。

（2）铁水槽和废钢解决了炉前转炉中加入废钢过多的问题，缩短了转炉添加废钢的时间，降低了因废钢超标而进入炉的难度，由于每炉废钢时间的减少铁水罐加废钢，转炉缩短了30s， 为提高转炉的冶炼节奏奠定了基础。

1.3 废钢的做法中加入了铁水罐

这

铁水罐含铁 100 t，加入废钢 7 t，出钢量为 88 t铁水罐加废钢，铁水槽空袋温度为 1 100 °C，出钢温度为 1 490 °C，到炼钢厂的铁水温度为 1 300 °C。 加入废钢前后铁水罐的温度变化如表 1 所示。

1.4 废钢加入铁水槽后，转炉冶炼运行数据

在上述铁水条件下，向炉内加入 95 t 铁水（包括 7 t 废钢），炉前加入 27 t 废钢，转炉出钢 113 t，高位仓 1.5 t，在铁水罐中测量 1 300 °C，加入石灰 3.0 t， 和 2.0 t 轻烧白云石，转炉端温可达 1 600 °C。

此时，转炉运行指标为：铁用量778.761 kg/t，废钢300.885 kg/t，废品率27.87%，石灰消耗量26.55 kg/t，白云石17.7 kg/t，渣中氧化铁（FeO+Fe2O3）23%。

2. 炉后将废料加入钢包中

2.1 炉后要添加的废钢类型和添加时间

在转炉出钢过程中，一定量的废钢从转炉高筒仓添加到钢包中。废钢的品种有：无油无水冲料、粉碎料、钢筋头、硅钢片、高锰生铁块。

2.2 炉后添加废钢的优点

（1） 废钢收率高，达到 99%。

（2）减少了脱氧剂的用量，特别是在攻丝过程中加入了高锰生铁，节省了大量的合金成本。

2.3 炉后添加废钢对钢种冶炼的影响

以 Q235B 为例。在Q235B钢种的冶炼中，上述品种的废钢用于炉后攻钢的加工过程，实际数据证明，坯料的低倍率组织和轧制后带钢的力学性能完全符合国家标准的要求。炉后添加废料对产品质量没有影响。表2显示了炉后是否加入废钢Q235B与低倍率结构的比较。表 3 显示了炉后有或没有废料的 Q235B 机械性能的比较。

2.4 炉后攻牙工艺中加入高锰生铁和钢筋封头的成本优势比较

这

炉后高锰铁应用的实际生产数据如表 4 所示。

炉后 1 t 高锰生铁和 1 t 钢筋封头废钢（平均丝锥 112.5 t）的比较，化学成分和还原合金量见表 5。

与 1 t 高锰铁块（Fe 收率约为 13.46%）和 1 t 废钢（Fe 收率约为 1.93%）相比，Fe 收率降低了 11.53%，钢材产量减少了 115.3 kg。材料单价：方坯价格3448.00元/t，锰铁块单价2737.44元/t，废钢2578.67元/t，增碳剂2652.60元/t，硅锰合金7529.69元/t，硅铁合金5989.76元/t。表 6 显示了 1 吨锰铁块与 1 吨钢筋头废料的比较。

这

与 1 吨炉相比，消耗 1 吨锰铁后的废钢效率增加值：

44.8+631.74+164.20-397.55-158.77 =284.42 元。

按每月消耗2000t高锰生铁计算，可节省成本56.88万元，全年可减少消耗682.61万元。

3 LF 精炼炉加工中废钢的使用

3.1 LF 精炼炉中要添加的废钢类型和时间

这

LF精炼炉加工过程中使用的废钢种类和规格主要是80毫米以下的无油无水冲料和80毫米以下的钢筋切割头，通过精炼炉的料仓添加到钢包中。

3.2 LF 精炼炉中添加的废钢量

具体使用量根据LF精炼炉钢水进炉温度和现场加工时间确定。

3.3 精炼加热补偿时废钢添加量的计算

1 000 公斤废钢熔化并加热至 1 590 °C 所需的热量：

1 000×0.637× （1515-25） + 1 000×0.837× （1 590-1 515） + 1 000×272 = 1 283 905 kJ，其中

1000 是废钢的添加量，kg;0.637 是固体废钢的平均热容，kJ/kg·K;1515 是 Q235B 液相线温度，°C;25 是废钢的初始温度，°C;0.837 是钢液的平均热容，kJ/kg ·K;1 590 是加热的结束温度， °C;272 是废钢熔化潜热，kJ/kg。

精炼加热功率为18MVA，钢水的温降为1.2°C/min，最大加热速度为4°C/min，然后通电加热20min，精炼炉的加热效率η，精炼炉的加热效率

是

η=100×1 000×0.837×（1.2 +4）（/18,000 ×60）= 0.40，其中 1 000 是添加的废钢量，kg;0.837 是钢液的平均热容，kJ/kgK;1.2 钢水的静态温度降，°C/min;4 是钢水的加热速率，°C/min;18 000 是变压器的加热功率， 千伏安;60 是 1 小时分钟的分钟数。

则加热20 min后可添加的废钢量=（18 000×20×60× 0.4-100×1 000×0.837×1.2×20）/1 283 905=5.16 t

3.4 LF 精炼炉每吨废钢的额外成本

LF 精炼炉每吨废钢需要 1 283 905 kJ 的热量熔化并加热到 1 590 °C，消耗 1 283 905 kJ/3 600 = 356.64 kWh。

电极消耗：

356.64×0.0115=4.1 千克

这

废钢价格为3 000元/t，电价为0.69元/kWh，电极价格为32 000元/t。

每吨废钢成本为1/0.98×3 000+0.69×356.64+4.1×32 000/1 000=3438.5元/吨，钢水铸件和大袋耐火材料成本为68元/吨。

LF精炼炉新增1t废坯成本约为3506.5元，按目前钢坯市场价格3580元/t计算，每吨废钢的收益为73.5元。

年钢材产量为54 000炉，每炉新增废钢2.5 t，年增钢量=54 000 Yi 2.5 Yi 0.98 = 132 300 t，增效=132 300×73.5=972.41万元。

4 总结转

炉外使用废钢，只要实施相应的工艺，就可以充分保证钢坯的质量。通过增加炉外废钢量可以提高钢水冶炼的废钢率，其中在铁水槽、转炉攻丝工艺、LF精炼工艺之前出钢更为合理。通过炉外使用废钢可以进一步降低铁的消耗，特别是对于高炉产能不能满足转炉产能的企业，也是提高钢材产量的一种手段。在转炉攻丝工艺中，钢包高锰生铁的添加比钢筋的废钢短，每年可降低成本682.61万元。LF 精炼炉新增废钢，每年可增加钢材产量 132,300 吨，创造 9,724,100 元的效益。

引用

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