追求更经济、更环保和更灵活的炼钢是每家钢厂的不变目标，为此，他们使用更少的维护和更符合人体工程学的设备。

此外，不断上涨的电力成本、对大气 CO2 排放的更严格规定以及保护土地和水源的法规正在推动钢厂尝试降低能耗并最大限度地利用生产废料和介质。

事实证明，利用化学能和废气热量可以大大降低电炉的总能耗。另一方面，温室气体对气候变化的不利影响不仅引起了全世界的关注，也引起了天元二手材料和炼钢制造商的关注。

这

全球绝大多数温室气体排放是由化石燃料的燃烧产生的，而大约 30% 的碳排放是由工业部门排放的。钢铁行业是能源密集型行业，因此成为气候问题关注的焦点。

这

废钢预热法用于补偿电炉的炼钢能源已有 30 多年的历史，通常的做法是在废钢装入炉中之前，用电炉的高温废气在转鼓中加热废钢。

高温气体的热源来自电炉排放的废气，供应给电炉的一次能源用于将进料的废钢加热到废钢的熔点，从而通过预热废钢装料炉来节约能源。

预热废料还可以防止湿废料进入炉内，从而导致炉内爆炸。因此，废钢预热还可以确保工厂安全并防止设备意外损坏，减少电弧炉炼钢的电力消耗，并提高钢厂的生产率。

1、废钢预热技术的发展

早期的废钢预热系统使用单独的热源，通常加热桶中的废钢。根据文献，这种预热方法可以实现高达 30 kWh/t 的节能，并且由于缩短了攻丝时间，因此减少了电极和耐火材料的消耗。

随着电炉技术的发展废钢预热，一些厂家尝试用炉尾气对废钢进行预热。但缺点是预热时粉尘会粘附在废钢上，并且由于热循环过程中的温度波动，废钢预热时难以控制废气的温度，并且在预热的废钢内部形成温度梯度。

在废钢预热技术要求方面，希望控制温度，避免废桶燃烧，防止细小废钢在桶内燃烧或粘附。 技术是一种完全不同的方法。

该技术的核心是将废钢连续装入炉中，从而完成能源效率转换和产量增加。这种炉子设计的关键是控制熔池温度、废钢进料速率和废钢成分。

该系统的优点之一是废钢在炉管内用废气部分预热，预热后的废钢不断装入炉内，使炼钢厂可以在泡沫渣的掩护下全功率启动炉子。

在整个熔炼过程中，电弧总是埋在泡沫渣中，因此电弧状态极其稳定，闪闪和谐波很少，噪音大大降低。

这

废钢预热的好处可以表现为产量增加 10%，功耗降低，以及每吨钢的废钢除湿和电极消耗减少。

采用该系统时，废气进入预热系统，废料温度可达 315-450°C。 但随着炼钢技术的发展，炉子运行效率更高，出钢时间进一步缩短，废钢预热越来越困难。后来，废钢预热实际上是以牺牲炉子产量和增加维护成本为代价的。

从那时起，废钢的预热技术一直是指轴炉和环保型高效炉 （），这两个系统的主要优点是 100% 预热废钢，降低了功耗和电极消耗。使用指式炉可将能耗降低到 70 kWh/t。炉耗指标可达/t。

2、EPC废钢预热技术体系

在电炉领域，废料预热与节电同样重要。国家窑炉专家开发了各种应用技术，用于利用窑炉废气对废钢进行高效预热。

EPC预热技术不仅考虑了环保问题，还解决了电炉熔炼时限制废钢装载操作的问题。

EPC预热系统（环保型预热连续装料系统）在电炉冶炼废钢的炼钢过程中采用废钢预热技术，利用炉外废气将废钢预热至700-800°C，可显著降低电耗废钢预热，从而提高炉内生产率。

EPC 预热系统安装在电炉的上壳旁边，预热后的废钢由旁边的伸缩式给料机连续装入炉内熔炼，在此过程中炉内仍通电。

当废料桶装满位于等待台上的料斗中时，炉子与预热室完全隔离，确保在装载废料时很少或没有灰尘从炉中逸出。

目前正在开发的EPC系统是竖炉预热炉，它在炉内保留一定量的熔融金属（近40%），从而保持平衡的熔炼情况。

1. EPC 系统的优势

EPC 系统结合了 100% 废钢预热和连续进料的优点，在炉内装载过程中无粉尘排放和热量损失，并提供一系列优势，包括：

（1）粉尘排放最小：在炉料中，系统始终处于密闭状态，使车间保持最低的污染。

（2）节能：与传统电炉相比，EPC系统可降低约/t的功耗。

（3）废钢装料炉不受条件限制：可在炉内通电时装入炉内，不受炉内运行的限制，提高了炉的运行效率，减少了停电时间。

（4）停炉次数少，维护量少，热量损失少：对水冷元件无特殊要求，可避免事故发生时水冷部件的大量大修和因水冷过度造成的热量损失。

（5）通断电时间缩短，生产效率高：与传统电炉相比，炉子生产效率可提高25%。

（6）炉顶和炉顶三角形区域使用寿命长：装炉时无需打开和/关闭炉顶，电弧远离炉顶，热冲击较小，有助于延长炉顶及其三角形的使用寿命。

（7）投资回报率高：预热效果好，因此节能效果明显，生产成本低。此外，在保证一定废料质量的同时，可以提高产量。

（8）电弧闪蒸少：依靠平熔池的运行、废钢的预热和能源的不间断输入，闪变和谐波的发生次数减少了50%，噪音也相应降低。

2. EPC 系统的技术特点

EPC 系统在设计时充分考虑了窑炉的最大操作灵活性，这体现在以下技术特性上：

（1） 在炉内储备高达 30%-40% 的熔融金属，用于平熔池操作。

（2）采用伸缩式给料机和综合称重装置，控制废钢装炉的速度。

（3） 使用伸缩式给料机优化废钢在通电炉中的连续加载。

（4） 根据熔炼功率和预热温度微调废旧炉装车速度。

（5） 熔池温度均匀，可精确控制。

（6） 可以精确控制废钢的预热温度，并将气密系统的排气量降至最低。

3. EPC 系统的环境效益

这种 EPC 系统的环境效益如下

：

（1）废钢在密闭系统的保护下装入仓库（电炉顶部和EPC系统均为密封封闭结构，主除尘系统始终运行）。

（2）废钢装炉时烟气排放最少。

（3）操作区域干净整洁，无安全隐患。

（4）排气量最少，低于常规的30%;

（5） 除尘器处的粉尘最少，比常规的低 30%。

（6） 电弧噪音低（预热的废钢在泡沫渣的保护下在平坦的熔池中熔化）。

（7）直接预热，废钢进炉的加热温度极高。

4. EPC 系统结构及操作说明

这

废料炉系统基本上分为两部分，一部分是预热室和伸缩式给料机，另一部分是凹形装料平台（等待给料台）和在台面上操作的给料斗。

废钢经进料斗甩入预热室上部空间，高温废气经预热室中的废钢从炉内向上流出进行预热，可使废钢温度达到800°C的高温，离开预热室的气体温度约为200°C。在

预热室下方安装了一个伸缩式进料系统，以确保废料以恒定的速度送入炉内。废气离开预热室后，流向袋式除尘器，可以回收部分废气以调节预热室入口的温度。废料被连续送入炉中，直到炉内达到所需的熔体重量。

在钢炉熔炼过程中，炉的输入功率几乎总是均匀和稳定的。废钢进入预热室的速度是根据废钢的重量和预热室内废气的温度自动调整的，与此相关的炼钢炉中废钢的供应速度，也根据炉子的输入功率进行调整。

5. EPC 系统与指式炉和窑炉的比较

（1）由于EPC装有密闭系统，因此无需因滚筒装载而进行二次除尘，并且不会中断初级吸尘运行。

（2）指式电炉装料时需要打开炉体，装炉时从炉体排出大量烟尘进入车间。

（3）每班需要清空炉膛一次，修理炉内衬，处理掉熔融金属），此外，应打开管道两端，以便一次性将大量空气混入废气中。

（4）EPC也采用泡沫渣和平坦熔池操作，可以获得最佳产量并减少电弧闪烁。

（5） EPC 具有完整的密封对策，因此废钢装入炉内时没有能量损失。

（6） EPC 在材料方面非常灵活，因此对废料没有特殊要求。

（7） 废气预热只是废钢的顶层。EPC 和指式炉废气不可避免地会穿过整个废料层。

（8） EPC 水冷件，无废料接触，最大限度地减少能量损失。

（9）炉体装料无开孔，因此不存在大量粉尘和有机物燃烧不完全造成的污染。

（10）EPC炼钢中车间含尘量最低，这意味着可以大大简化二次除尘管道系统。

（11） 粉尘中含有大量的锌，通常可以经济地回收 （30%）。

（12） 低能耗意味着烟囱含有较少的 CO2 并且更环保（约 20%）。

3. 一些专家建议

技术开发的关键是证明其工艺和环境效益，以及其相对便利性和生产效率。

没有单一的技术解决方案可以满足各种炼钢操作的要求，相反，钢铁制造商必须优先考虑关键目标，然后考虑不同炉子设计对这些目标的贡献。

考虑到这一点，始终建议遵循以下准则： ◆ 确保炼钢过程中的最大灵活性。◆ 它不仅可以增加产量，还可以提高能源效率。◆ 可以提高最终产品的质量。◆ 能够以最少的投资满足环境标准。

根据上述准则，提供了以下建议：

（1） 选择正确的炉型。选择中的各种因素可能包括原材料的可用性、能源可用性和成本、所要求的产品类型、后处理/精加工的可达到性水平、资本成本和熟练劳动力的可用性。

（2） 它可以平衡各种能量输入，以确保炼钢过程的最大灵活性。从长远来看，这有助于最大限度地减少能源损失，并根据情况允许更多和更少的氧气，或更多的氧气和更少的电力，并调整不同能源的使用。

（3） 为了最大限度地减少总能源需求，需要仔细分配炉子的输入能源。熔池的充分混合有助于实现此目的。为了尽量减少温度和废气成分的波动，吹氧操作应在整个冶炼周期中保持平衡。

这优化了二次燃烧并最大限度地减少了废气系统的尺寸。此外，烟气的产生也降至最低，炉渣和熔池更接近平衡。

（4）为了达到发泡渣操作的最佳效果，喷入熔池和渣层的固体颗粒应分布在整个熔池表面。这样做还可以使熔渣和熔池更加平衡，这也有助于最大限度地减少对助焊剂的需求并提高钢材质量。

（5） 为了尽量减少空气渗入，应尽量封闭炉体。这最大限度地减少了炉子废气的排放，并允许使用更小的排烟系统。

（6） 废料预热很可能是回收废气热量的最可行解决方案。此选项对于使用大量化学能的熔炉特别有趣，因为炼钢废气将包含更多的能量。

为了回收废气中所含的化学能，需要充分的二次燃烧。但难以实现全炉完全二次燃烧，应达到高水平的二次燃烧。废钢预热中的分阶段二次燃烧进一步优化了废气热回收。

（7） 为了以最低的成本获得最大的工艺灵活性，应以炉混合设计为前提。设计首先应考虑原材料供应的灵活性以及在保持高产量的同时保持最大能源效率的需求。

例如，大注固体颗粒物的操作模式，以碳化铁或直接还原铁粉为原料，可用于延长平熔池的寿命，在炉内设计以延长颗粒注射周期。

另一种方法也可以是增加熔池的深度，这样就可以增加注射速率，而不会有过度注射的风险。

（8） 炼钢技术将不断改进，不仅要优化电炉的能源效率，还要努力实现整体最佳的炼钢系统。

简而言之，最重要的一点是优化整个系统的生产成本，而不是优化生产链的单个部分。虽然工艺灵活性提高，但操作技术也变得更加复杂。

这需要对操作技术有深入的理解，只有这样才能更好地控制炼钢技术，并更仔细地考虑炉子结构的选择。

预计未来几年将生产更多新的炉子设计。只要有炼钢电炉，这种努力就不会停止。

4. 结论

毫无疑问，目前电炉设计的趋势表明，未来电炉设计在电能利用和化学能输入方面将达到非常高的水平。

一种能源与另一种能源相比的使用量取决于当地各种能源的成本和效率。许多新的炼钢技术现在正在商业化，几乎所有技术都旨在降低输入功率和最大限度地提高炼钢能源效率。因此，有一些技术寻求在炼钢中最大限度地利用化学能，而这些技术几乎完全是

根据假设的平衡条件，氧气与燃料（碳、一氧化碳、天然气）发生反应，以最大限度地提高炼钢的能源输入。其他技术则通过回收废气中的能量来利用炉膛（竖炉、EOF 炉）的输入能量。

这种技术的基础是依赖于从废气到废钢的高效热传递，这需要废钢和废气之间的最佳接触。

旨在满足最新环境标准的废料预热技术有助于降低能耗、提高产量，从而减少温室气体排放。EPC 炉系统为用户提供了领先的技术，可以提高产量并降低成本，并显著减少温室气体排放。