在钢铁生产中,废钢作为重要原料,其初始温度(常为常温)会直接影响后续冶炼环节的能耗与效率,纯氧燃烧废钢预热通过 “高温速热” 特性,成为降本增效的关键抓手。从预热效率来看,该技术依托纯度≥92% 的工业纯氧助燃,火焰温度可达 1800℃—2200℃,能实现 10 吨级废钢 10 分钟内从常温速热至 1000℃,较传统空气助燃预热效率提升 3 倍以上。这种高效预热直接缩短了后续冶炼周期 —— 以转炉炼钢为例,预热后的废钢进入转炉后,无需消耗大量燃料提升温度,可使转炉冶炼时间缩短 15%—20%,单炉钢生产效率提升约 8%,按年产 100 万吨钢的企业计算,每年可增加产能 6 万 —8 万吨。
从成本控制来看,纯氧燃烧废钢预热的节能效果直接转化为成本优势。一方面,预热后的废钢能降低转炉、高炉的燃料消耗,实测显示,每预热 1 吨废钢至 1000℃,可减少转炉焦炭消耗 15kg—20kg,按焦炭价格 2000 元 / 吨计算,单吨废钢可节省成本 30 元 —40 元;另一方面,纯氧燃烧的热效率高达 90%—95%,较传统煤气预热(热效率约 60%)减少能源浪费,单台预热系统年燃料成本可降低 40% 以上。例如某钢铁企业采用纯氧燃烧废钢预热后,年处理 50 万吨废钢可节省燃料与焦炭成本合计 1800 万元,成本控制效果显著。
在 “双碳” 战略背景下,纯氧燃烧废钢预热凭借 “低耗减排” 特性,成为钢铁企业实现碳达峰、碳中和的重要技术路径。从节能角度看,该技术通过两大核心设计减少能源消耗:一是纯氧助燃剔除了空气中 78% 的惰性氮气,避免氮气带走 30% 以上的热量,大幅降低热损失;二是配套的烟气余热回收系统,可将燃烧产生的 1200℃以上高温烟气转化为预热空气,反哺燃烧过程,形成能源循环利用,使整体能耗较传统预热方式降低 40%—50%。按单台预热系统年处理 30 万吨废钢计算,每年可节省标准煤消耗约 2400 吨,节能效果突出。

从减碳角度看,纯氧燃烧废钢预热的减排价值体现在两方面:一是减少燃料消耗间接降低碳排放 —— 每节省 1 吨标准煤,可减少二氧化碳排放 2.6 吨,单台系统年减碳量可达 6240 吨,相当于种植 34.7 万棵成年乔木的固碳效果;二是直接降低污染物排放 —— 纯氧燃烧几乎不产生氮氧化物(NOx),排放量可控制在 5mg/m³ 以下,远低于国家超低排放标准(30mg/m³),同时避免传统煤气预热产生的二氧化硫、粉尘等污染物,无需额外投入脱硝、除尘设备,既减少环保成本,又助力企业满足严苛的环保要求。例如某钢铁企业应用该技术后,废钢预热环节的碳排放强度从 80kgCO₂/ 吨废钢降至 32kgCO₂/ 吨废钢,减排率达 60%,为企业碳减排目标的实现提供了有力支撑。
钢铁生产的连续性直接决定产能与产品质量,纯氧燃烧废钢预热通过 “精准控温 + 减少故障”,为生产稳定提供关键保障。在温度控制方面,该技术配备 AI 智能温控系统,通过 128 组传感器实时监测废钢温度,结合百万级工艺数据库自动调节燃烧功率,确保废钢预热温度均匀性控制在 ±20℃以内,避免因局部温度差异导致废钢受热不均。这种精准控温能有效减少后续冶炼环节的温度波动 —— 例如在高炉炼铁中,预热均匀的废钢可使高炉内温度场稳定,减少因温度骤降导致的炉况波动,高炉顺行率提升至 98% 以上,避免非计划停炉。
同时,纯氧燃烧废钢预热能显著减少生产故障。传统常温废钢加入钢包、铁包后,易因温度骤升导致包壁内衬开裂,增加钢包更换频率;而预热后的废钢可降低钢包、铁包的热冲击,使内衬寿命延长 30% 以上,减少设备维修与更换时间。此外,充分预热还能去除废钢表面的水分与油污,避免水分进入转炉、高炉后分解为氢气,导致钢中氢含量超标(可控制在 2ppm 以下),减少钢材氢脆缺陷,钢坯合格率提升 5%—8%,从源头保障产品质量稳定。
四、安全环保:优化生产环境的重要保障
纯氧燃烧废钢预热在提升生产安全性与改善操作环境方面,也展现出显著作用。从安全角度看,该技术通过 “密闭式预热 + 智能防护” 构建双重安全体系:密闭式预热仓将废钢预热全过程封闭,避免火焰外溢与高温辐射;系统配备火焰监测、压力保护、紧急切断等智能装置,一旦出现氧压异常、温度超标等情况,可自动切断燃料与氧气供应,杜绝燃气泄漏、爆炸等安全隐患。对比传统煤气预热(存在煤气泄漏、一氧化碳中毒风险),纯氧燃烧废钢预热的安全事故发生率降低 90% 以上,保障操作人员人身安全。
从环保角度看,纯氧燃烧废钢预热实现 “零烟尘排放”。系统沿铁运线布置,与车间除尘系统深度联动,通过专用排烟管道将预热过程中产生的微量烟尘(浓度低于 10mg/m³)引入除尘设备,烟尘捕集率>99%,处理后排放气体中粉尘浓度低于 5mg/m³,彻底解决传统预热 “烟尘弥漫、污染车间环境” 的问题。同时,纯氧燃烧无废气排放,避免一氧化碳、二氧化硫等有害气体对空气的污染,连铸平台操作环境温度降低 5℃—8℃,空气质量显著改善,提升工人作业舒适度,符合现代钢铁企业 “绿色生产、以人为本” 的发展理念。