纯氧燃烧预热是目前钢铁行业中对温度与效率要求较高场景的优选方案，其核心是依托纯度≥92% 的工业纯氧作为助燃介质，通过 “无惰性气体干扰” 的燃烧特性实现废钢快速升温。

技术原理：纯氧与燃料（天然气、丙烷或焦炉煤气）在特制燃烧器中充分混合，形成温度达 1800℃—2200℃的高温火焰，直接作用于废钢表面或通过辐射加热仓传递热量，同时配套烟气余热回收系统，将燃烧产生的 1200℃以上高温烟气转化为预热空气反哺燃烧，热效率可达 90%—95%。

核心特点：升温速度快（10 吨级废钢 10 分钟内可从常温升至 1000℃）、温度可控性强（通过 AI 温控系统实现 ±20℃温差控制）、污染物排放低（NOx 排放量≤5mg/m³，无粉尘外溢）。

应用场景：适配转炉炼钢、高炉炼铁等需高预热温度（800℃—1200℃）的场景，尤其适合大型钢铁企业年处理 10 万吨以上废钢的规模化需求。例如某钢铁集团采用纯氧燃烧预热系统后，转炉炼钢单炉废钢加入量提升 15%，焦炭消耗降低 20kg / 吨钢。

优劣势：优势在于热效率高、升温快、减排效果显著；劣势是初期投资较高（含纯氧制备设备，单套系统投资约 500 万 —800 万元），需配套稳定的纯氧供应体系。

富氧燃烧预热是在传统空气助燃基础上的改良技术，通过向空气中掺入一定比例纯氧（使助燃气体氧浓度达 23%—60%），提升燃烧效率与升温速率，兼顾经济性与节能性。

技术原理：通过膜分离或变压吸附（PSA）设备制备低浓度富氧空气，与燃料按 1:1.2—1:1.5 的空燃比混合燃烧，火焰温度较空气助燃提升 300℃—500℃（可达 1200℃—1600℃），同时减少氮气带走的热损失，热效率较空气助燃提升 15%—25%。

核心特点：初期投资低（单套系统投资约 100 万 —200 万元，仅为纯氧燃烧的 1/4—1/5）、氧浓度可调（根据废钢预热需求灵活调整 23%—60% 氧浓度）、改造周期短（老旧预热设备改造仅需 1—2 个月）。

应用场景：适合中小型钢铁企业、铸造厂等预算有限，且预热温度需求中等（500℃—800℃）的场景，如某铸造厂将传统空气助燃预热炉改造为 30% 氧浓度的富氧系统后，废钢预热时间从 40 分钟缩短至 25 分钟，天然气消耗降低 30%。

优劣势：优势在于成本可控、改造灵活、适配中小规模产能；劣势是热效率低于纯氧燃烧（约 75%—82%），氧浓度超过 60% 后易出现局部过热，且 NOx 排放量随氧浓度升高而增加（氧浓度 50% 时 NOx 约 150mg/m³，需配套简易脱硝设备）。

烟气余热利用预热是依托钢铁生产过程中产生的废热资源（如烧结机、加热炉、锅炉排放的高温烟气）实现废钢预热的绿色方案，核心是 “变废为宝”，降低能源消耗。

技术原理：通过管道将工业烟气（温度 300℃—800℃）引入专用预热仓，利用烟气辐射与对流换热加热废钢，部分系统配套热风循环装置，将降温后的烟气（200℃—300℃）再次引入余热锅炉回收热量，形成 “烟气 - 废钢 - 余热” 的能源循环。若烟气温度较低（＜500℃），可通过热泵技术提升烟气温度后再用于预热。

核心特点：几乎无额外能源消耗（仅需风机动力电）、环保零排放（利用现有烟气，不新增污染物）、运行成本低（日均电费仅需 200—500 元，远低于燃料消耗成本）。

应用场景：适合自身有稳定高温烟气来源的钢铁企业，如烧结厂、热轧车间等，预热温度通常在 300℃—600℃，主要用于补充预热（如与其他预热方法配合使用，提升整体预热效率）。例如某钢铁厂利用烧结机 500℃烟气预热废钢，年节省天然气消耗 120 万 m³，折合成本约 300 万元。

优劣势：优势在于节能环保、运行成本极低；劣势是依赖烟气资源（烟气量或温度不足时预热效果下降）、预热温度较低（难以满足 800℃以上高温需求）、受生产工况影响大（如烧结机检修时无法稳定供烟）。

电加热预热是通过电能转化为热能实现废钢升温的技术，适合对环保要求极高、无燃料供应条件的场景，核心是 “清洁可控”。

技术原理：采用电阻加热管、电磁感应加热或红外加热等方式，将电能转化为热能传递给废钢：电阻加热管通过直接接触或辐射加热（温度可达 800℃—1000℃）；电磁感应加热利用高频磁场使废钢自身产生涡流发热（升温均匀，温差≤30℃）；红外加热则通过红外辐射器定向传递热量，适合轻薄废钢预热。

核心特点：零污染物排放（无废气、粉尘）、温度控制精准（通过 PLC 系统实现 ±5℃温差调节）、操作灵活（可根据废钢批次调整加热功率与时间）、设备占地面积小（单套 10 吨级电加热预热仓占地仅 20—30㎡）。

应用场景：适配小型钢铁厂、特种钢生产企业（如不锈钢、轴承钢），或环保要求严苛的区域（如居民区周边工厂），预热温度通常在 400℃—800℃。例如某特种钢厂采用电磁感应电加热预热废钢，避免燃料燃烧对钢水成分的影响，铸坯合格率提升至 99.2%。

优劣势：优势在于清洁环保、控温精准、操作便捷；劣势是运行成本较高（工业电价 0.6 元 / 度时，单吨废钢预热成本约 40—60 元，高于燃料预热）、大功率设备需配套专用供电线路（避免电网负荷波动）。

转炉烟气循环预热是将转炉炼钢过程中产生的高温烟气（1200℃—1600℃）直接用于废钢预热的集成技术，实现 “炼钢 - 预热” 的工艺联动，核心是 “工艺协同”。

技术原理：在转炉烟罩出口设置专用烟气分流管道，将部分未燃法转炉烟气（含 CO、CO₂等，温度 1200℃以上）引入废钢预热仓，通过高温烟气直接加热废钢，预热后的烟气再返回转炉除尘系统处理，同时配套 CO 回收装置，将未燃烧的 CO 转化为燃料再次利用。

核心特点：与炼钢工艺深度融合（无需额外燃料）、预热温度高（可达 800℃—1000℃）、资源利用率高（回收 CO 作为二次燃料）。

应用场景：仅适用于转炉炼钢企业，且需采用未燃法烟气处理工艺（如 OG 法），例如某大型转炉钢厂采用该技术后，废钢预热温度达 750℃，转炉冶炼周期缩短 10 分钟 / 炉，年减少 CO 排放 8000 吨。

优劣势：优势在于工艺集成度高、无额外燃料消耗、资源回收利用；劣势是技术门槛高（需改造转炉烟气系统，避免烟气含尘量过高堵塞管道）、受转炉生产节奏限制（转炉停炉时无法预热）、需配套 CO 防爆与回收装置（增加初期投资）。