工业领域绿色低碳技术应用案例3 DP系列废钢预热连续加料输送成套设备项目.docx

案例3 DP系列废钢预热连续加料输送成套设备项目主要完成单位：河南太行全利重工股份有限公司主要完成人员：黄恒、毕彦岭、杜广辉、郭红伟、张凯、秦广军、李彦峰DP系列废钢在钢铁行业中具有重要的地位，其处理和利用对于提高资源利用效率、降低生 产成本、减少对原生资源的依赖具有重要意义。因此，开发和应用针对DP系列废钢的合适处理 设备和技术，对于钢铁企业的可持续发展具有重要意义。一、项目背景实现节能降碳减污增效是我国钢铁企业高质量发展的必经之路，也是当前钢铁生产中需要 解决的关键瓶颈。目前，我国废钢应用潜力巨大、冶炼技术成熟，为推动行业节能降碳，促进碳 达峰碳中和目标实现，我国在推动废钢循环再生利用的基础上，促使钢铁企业由高能耗 (432.84kgcet)、高碳排放(1.515 kgcet)的长流程炼钢，转向低能耗(229.63kgcet)、低碳排 放(0.804kgcet)的短流程炼钢，同时置换新建炼钢产能的27%为电炉钢，净增电炉钢产能3500 万吨。可见，以短流程、电炉钢实现废钢的循环再生利用，是钢铁行业生产工艺当前的重要发展 趋势。目前，我国DP系列废钢在电炉冶炼加料时通常采用吊篮式加料方式，需要不断打开炉盖 与起降电极，存在着加料时间久、热量损失多、冶炼周期长、能电消耗高等显著问题，阻滞了短 流程炼钢实现绿色生产、提质增效与节能降碳的进程，亟需推动装备技术的绿色低碳创新。河南太行全利重工股份有限公司研发DP系列废钢预热连续加料输送成套设备，整体为电 炉配套装置，是废钢料场与电炉之间的炉料输送系统。设备应用电炉高温烟气对废钢连续预热连 续输送、高温烟尘净化等技术手段，利用电炉第四孔给电炉连续加料，同时通过电炉高温烟气等 余热，对DP料槽内的废钢进行连续余热、连续入炉，以达到冶炼熔池平稳，实现缩短冶炼周期、 节约电能、改善工作环境、降低工人劳动强度的目的。图IDP系列废钢预热连续加料输送成套设备适用范围二、创新点及相关技术内容创新点1：实现四轴变频驱动和水平往复运动传统废钢预热加料输送设备往往采用开放式或半封闭式的加料方式，废钢通常需要在加热 炉外进行预热，然后通过输送设备送入熔池，造成工序冗长、影响钢材品质。此外，传统的废钢 预热加料设备往往需要在不同的环节中进行输送、预热、熔炼等操作，缺乏智能化加料系统，导 致加料量不稳定，影响了冶炼过程的稳定性和效率。为解决上述现实问题，同时提升冶炼效率与 钢材品质，降低能源和物料损耗，项目采取以下措施实现四轴变频驱动和水平往复运动。具体而 言：项目采用全封闭连续式加料，废钢始终在熔池内，节省电极穿井时间，实现全程泡沫渣熔 池操作、优化冶炼指标，提升钢材品质。打造高效节能废金属冶炼系统，采用推料助熔工序，实 现输送、预热、熔炼一体化操作，减弱对电网的冲击。同时，研发可计量称重连续预热加料系统， 实现根据钢液情况精准加料，稳定冶炼工艺，提高生产效率。图2 DP系列废钢预热输送流程示意图创新点2:研发双工位多端转向和多炉供料的物料输送技术传统废钢预热加料输送设备通常采用传热方式预热废钢，采用单一输送装置，限制了多炉 共用、预热效果，使得普遍存在能量利用效率较低的问题。针对上述问题，项目研发了具有对流 加热功能的振动输送设备，实施对流和辐射相结合的高效传热，提高了废钢预热效果；构建了多 段转向废钢预热输送装置和双工位旋转链板输送机，实现多段组合、任意角度转向多炉共用的工 艺要求,研发应用了高效物料预热输送装置，改变高温烟气流动方向，大幅提高物料预热能力和速度。图3高效物料输送技术流程图创新点3：实现主动在线气体监控传统废钢预热加料输送设备通常缺乏主动式在线气体监测装置，采用传统除尘设备和烟气 净化技术，使得高温气体的检测较难、电炉烟气二嗯英难以抑制，以及烟气污染难以控制。为解 决上述现实问题，项目开发了主动式在线气体监测装置，对高温气体进行快速采集、检测和反馈， 为烟气净化提供随机监控数据。同时，项目采用温差式（急冷）抑制和除尘吸附技术，实现了电 炉烟气二嗯英的有效抑制和高效脱除。图4 主动在线气体监控流程图三、经验总结与推广价值DP系列废钢预热连续加料输送成套设备项目技术适宜于钢铁行业电炉、转炉、精炼炉等冶 炼设备的废钢预热加料，实现了电弧炉冶炼过程中智能化、信息化高度集成，实现了连续加料、 连续预热、连续熔化和连续冶炼的“四连续”高效绿色冶炼新工艺，形成了 “连续加料-供电-供 氧-余热-二嗯英治理”技术集成。根据河南太行全利重工股份有限公司测算结果，项目技术经济、环境与社会效益显著。在 产量提升30%的基础上，冶炼时间平均缩短16-35分钟，电极消耗降低05-0.8kgt,金属收得率 提高约2%,钢中有害元素含量降低。项目大幅度降低了炼钢能耗，电能消耗显著降低80-100kwh1 并且有效减少了工厂二氧化碳综合排放量，减少了烟气排放。截止2022年底，我国钢铁企业废钢用量达到2.2亿吨，但是DP系列废钢再利用的工艺装 置普遍需要更新迭代。因此，推广DP系列废钢预热连续加料输送成套设备项目技术，有助于推 动行业环保效益、经济效益的共同提升。