技术原理与核心优势
与传统使用空气(含约21%氧气)助燃的废钢预热方式相比,全氧废钢预热技术的核心在于用纯氧替代空气作为助燃介质。这一改变带来了多重显著优势:
高温快速预热:纯氧燃烧火焰温度极高(可达2500℃以上),能在短时间内(通常8-20分钟)将废钢预热至800-1100℃的高温,大幅缩短生产周期。
高效节能降耗:由于燃烧介质中不含氮气,避免了大量热量被氮气吸收并带走,热效率大幅提升。相比传统空气助燃方式,可降低燃气消耗40%-70%。
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环保减排:全氧燃烧从根本上减少了氮氧化物的生成,其排放量可比传统方式降低70%以上,同时因燃料消耗减少,也间接降低了二氧化碳排放。
工艺流程与典型设备构成
全氧废钢预热工艺通常集成于钢铁生产的主流程中,常见的应用位置包括铁水罐(包)内、钢包内以及转炉/电炉前的连续输送系统。其典型工作流程与核心设备系统如下:
典型工艺流程:以铁水罐内预热为例,流程包括:在空铁水罐中加入废钢 → 将罐体运送至预热工位 → 启动全氧燃烧烘烤器对废钢进行快速烘烤(约8-15分钟) → 将预热后的铁水罐运至高炉兑铁 → 将兑铁后的铁水送至炼钢工序。
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关键设备系统:一套完整的全氧废钢预热设备通常包含以下几个核心子系统:
全氧燃烧与预热系统:核心是全氧烧嘴,负责产生高温火焰。配套燃气(如天然气)和氧气供应单元,以及严格的安全联锁系统。
密封与集烟系统:包括活动式密封罩和与除尘管道对接的接口,用于收集和处理预热过程中产生的高温烟气,满足环保要求。
自动化控制系统:通常基于PLC,实现全过程自动控制,包括烧嘴定位、点火、功率调节,以及通过红外测温实现预热终点温度的闭环精确控制。6
钢结构与辅助系统:包括支撑框架、冷却水系统等,保障设备稳定运行。
应用效益与行业价值
全氧废钢预热技术的推广应用,为钢铁企业带来了切实的经济与环境效益,是行业实现降本增效与绿色转型的关键技术之一。
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直接降本增效:
降低铁耗/钢耗:预热后的废钢加入铁水或钢水后,熔化所需的热量减少,可显著降低铁水消耗。实践数据显示,可降低铁耗约7公斤/吨铁,或吨钢铁耗减少80-100公斤。
缩短冶炼时间:高温废钢入炉后熔化更快,能缩短转炉或电炉的冶炼周期,提高生产效率。
助力绿色低碳转型:
节能:通过降低燃气消耗和利用工艺间隙时间进行预热,直接减少了能源投入。
降碳:作为提高转炉废钢比的关键措施,该技术可助力碳排放降低16%。同时,减少燃料消耗也直接降低了二氧化碳排放。
提升生产灵活性:该技术可作为对现有炼钢流程的增量改造,在不改变主工艺的前提下,灵活部署于铁水运输、钢包精炼等多个环节,利用生产“空档时间”实现废钢预热,优化整体生产节奏。
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