王昊宇 祁居北 王玉梅
新疆昆玉钢铁有限公司 833200
摘要：转炉冶炼在实际操作过程中受到不同因素的影响，造成废钢在转炉冶炼应用中受到了一定的限制。本文从炉外废钢的现状角度出发，进而提出提升炉外废钢应用率的措施的同时，探究分析了LF精炼炉中加废钢的具体工艺和成本优势，旨在为降低转炉冶炼成本提供参考依据。
关键词：转炉冶炼；炉外废钢；冶炼研究
引言：废钢在转炉冶炼中具有重要意义，不仅在于其成本低、可循环能力强，更在于其能够有效的提高经济效益，为提高我国经济发展做出重要贡献。因此，需要重视废钢材料在转炉冶炼过程中的重要作用，积极运用铁水罐、钢包炉等废钢加入技术，提高废钢比的同时，有效降低成本，实现经济效益最大化的目的。
一、炉外废钢的现状
废钢是指钢铁厂在生产的过程中无法成为产品的钢铁废料。目前世界每年产生的废钢总量在3至4亿吨，大约占钢总量的45%到50%。作为一种可以再生循环的资源，废钢的回收与利用价值较高，为经济、社会都能提供较高的效益。例如，1吨的废钢铁能够炼钢900千克，代替铁矿石1600千克，减少废气排放量约86%左右。同时，如果用废钢炼1吨的钢可以减少1.6吨的碳排放、减轻1吨的原煤消耗。能够大大降低吨钢的综合能耗。随着经济的不断发展，科学技术水平的不断提高。我国钢铁的蓄积量和废钢资源也在不断增加，使废钢价格优势愈加明显，资源总量也越来越充足。废钢价格的不断降低，为其在转炉冶炼有效应用提供了良好的实际操作基础。但是，受到废钢种类、规格、吊车能力、转炉口尺寸以及废钢槽的尺寸等不同因素的影响，在具体操作过程中容易发生废钢使用率逐渐降低的情况[1]。
二、提升炉外废钢应用率的措施
（一）铁水罐内加废钢
通常情况下，铁水罐内的废钢都是由破碎的钢料和钢筋压块组成，如果完成转炉兑铁的作业后需要将废钢及时加入到铁水罐内。之所以将废钢加入到铁水罐内，是由于此方式能够很大程度上避免铁水罐内温度过低的情况发生，使废钢能够提前进行一定程度的预热。铁水罐加入废钢能够解决炉前转炉时一次性加入过多的废钢，防止转炉过程中因需加入废钢而浪费过多的时间，降低了由于废钢过多而使其加入难度增加的问题。有效减少加入废钢的时间的同时，提高了转炉的冶炼效率。在铁水罐中加入废钢时需要及时记录铁水罐在加入废钢前后的不同数据变化。以铁水罐内加入废钢为例，当铁水罐的包容量在100吨时，如果加入废钢6吨-7吨左右，此时发现出铁量在88吨左右，铁水罐的空包温度1100摄氏度，而出铁温度在1480摄氏度到1500摄氏度之间，从出铁到炼钢厂的铁水温度是1300摄氏度（如表1所示）。
表 1 铁水罐加入废钢前后的温度变化
废钢量/吨 出铁量/吨 空罐温度/℃ 出铁温度/℃ 到站温度/℃
7.1 88.0 1091.0 1490.0 1320.0
6.5 87.0 1107.0 1497.0 1321.0
6.8 89.0 1098.0 1499.0 1288.0
（二）炉后钢包加废钢
为有效提高炉外废钢的应用效率，可以在转炉冶炼出钢的过程中，积极利用高位料仓向炉后的钢包中加入废钢的方式。由于废钢中主要包含破碎的钢料、钢筋头或者高锰生铁块等，因而若采用此种式，能够使钢率可以达到99%，与此同时，降低脱氧剂的使用数量，高锰生铁块能够有效的降低合金的成本。炉后加入废钢技术不会对钢材的质量产生任何影响。而加入高锰生铁块不仅能够降低成本，脱氧剂的使用量也有所下降。例如，在炉后加入1吨左右的钢筋头废钢和1吨的高锰生铁块，平均出钢量在112吨左右，但得到的Fe得收率差距较大，高锰生铁块的Fe得收率在13.46%，钢筋头废铁为1.93%，进而导致了加入钢筋头废钢的方式降低了钢的产量。在具体实际操作过程中，对材料单价进行实际的调研发现，钢坯价格在3400元/吨，高锰生铁块的价格在2700元/吨，废铁为2500元/吨。因此，可以得出，消耗1吨的高锰生铁块会比消耗1吨炉后废钢能够提高300元左右的经济效益，若每个月消耗1000吨的高锰生铁块，则至少可以节省28万元，若按照此规律计算，每一年都能够降低340万左右的资源能源消耗（如表2所示）。
表 2 1吨高锰铁块与1吨钢筋头废钢比较
种类 价格/元*t-1 产量影响/kg*t-1 对效益影响/元*t-1
高锰铁块 2700.0 - -
炉后废钢 2500.0 - -
差值 200.0 115.0 300.0
三、LF精炼炉中加废钢
（一）工艺
LF精炼炉是炉外精炼的重要方式之一，能够较快的得到白渣，与此同时，LF精炼炉是建立在初炼炉基础上的一种钢水的精炼处理设备。LF精炼炉的工艺原理是通过有效的利用电极电弧加热的方式对钢水进行加热，相较于传统的初炼炉来说，LF精炼炉功能更加完备，能够有效的提升钢液的质量水平。因此，依据LF精炼炉的性质制定对应的废钢的预热系统，在转炉产生煤气后对废钢进行预热处理，当预热到450摄氏度到600摄氏度的时候持续加入到LF精炼炉中的钢液内，并通过LF精炼炉设备本身具有的电弧加热功能，进而达到快速融化废钢的目的，实现对废钢的后续精炼处理工作，得到符合相关质量标准的钢液。与此同时，LF精炼炉对处理废钢物料的尺寸、规格都有相关要求，若选用废钢颗粒作为物料，则废钢颗粒的尺寸需要保持在50至100毫米左右，LF精炼炉内加热时也需要将温度控制在450摄氏度到600摄氏度左右。当上述要求都满足的情况下，才能达到炼钢生产要求。
（二）成本
LF精炼炉设备结够较为简单，同时拥有多样的冶金功能以及在使用过程中灵活性高，精炼效果明显。因而LF精炼炉设备在具体应用中具有较高的经济价值和社会价值，同时也成为钢铁生产工艺中的重要炼钢设备。一方面，每一台LF精炼炉可以通过加入10%至20%的废钢的方式有效提升自身的工作效率的同时，提高钢水的产量；另一方面，在LF精炼炉中加入废钢能够实现对废气钢铁的回收与利用，加强了废钢的循环利用能力。因此，LF精炼炉设备在转炉冶炼中应用，从客观角度来说，更有助于我国经济实现可持续的发展。LF精炼炉工作原理主要是通过控制自身的钢水温度和利用LF精炼炉电弧加热的功能对废钢进行预热和升温，进而极大的提高了资源利用效率，有效避免了资源的浪费。在降低每吨钢材生产成本方面具有积极的意义，能够有效提高企业的经济效益[2]。
结论：总而言之，转炉炉外中使用废钢，在选用合适的工艺情况下，同样能够炼成符合标准的钢坯。因而，在转炉冶炼技术中，可以不断的增加或减少废钢的使用量，从而降低铁资源的损耗程度。另外，为提高转炉产能，要严格按照相关标准对废钢进行控制，才能有效提高钢材的产量，促进我国炼钢产业持续健康发展。
参考文献：
[1]李敬,刘伟.基于干法除尘下高碳钢双渣留渣法冶炼工艺的优化[J].天津冶金,2020(04):13-16.
[2]董旭.碳质发热剂在转炉冶炼中的应用实践[J].冶金管理,2019(23):7-8.