在“碳达峰”与“碳中和”战略目标的驱动下，钢铁行业面临能源结构转型与碳排放削减的双重挑战。本文聚焦于提高废钢比的技术路径，分析了中国钢铁工业的规模发展趋势、铁矿石依赖问题以及碳减排目标对行业的影响。研究表明，废钢预热温度对提高废钢比具有显著影响，废钢温度每提升200℃，废钢比可提高5%-13%。本文重点探讨了洛阳豫新工程技术股份有限公司研发的“纯氧燃烧废钢预热系统”，该系统能够在10分钟内将10吨废钢加热至1000℃以上，上下温差小于30℃，热效率提升5倍以上，同时减少CO₂排放10%-30%。该技术已在多家大型钢铁企业成功应用，为钢铁行业实现碳中和目标提供了切实可行的技术解决方案。

1.引言

钢铁行业作为高能耗、高碳排放的重点领域，其碳排放量占全国总量的15%左右。在“碳达峰”与“碳中和”目标的背景下，钢铁行业亟需通过技术创新实现绿色转型。2022年，中国粗钢产量达到10.18亿吨，废钢资源量预计到2030年将占钢产量的40%-50%。提高废钢比不仅是降低铁矿石依赖的关键路径，也是减少碳排放的重要手段。然而，如何高效预热废钢以提高其利用率，成为行业面临的主要技术挑战。

2. 钢铁行业现状与挑战

近年来，全球钢铁行业正经历结构性调整，中国作为全球最大钢铁生产国，其产量增速逐渐趋缓。2023年中国粗钢产量约10.2亿吨，与2022年基本持平，呈现"减量提质"特征。展望2025年，在"双碳"目标约束下，中国钢铁产量预计将在9.8-10.5亿吨区间波动，突破2020年10.65亿吨历史峰值的可能性较低。这一趋势主要受多重因素影响：国内产能置换政策持续收紧、电炉短流程炼钢占比提升（目标15%以上）、房地产需求疲软与新能源装备制造等高端需求增长并存。与此同时，全球钢铁格局正在重塑，印度、东南亚等新兴产区产能扩张，预计2025年全球产量或将接近20亿吨，但中国占比可能首次降至50%-52%，标志着行业正式进入"总量见顶、结构优化"的新发展阶段。未来钢铁行业发展将更加依赖技术创新驱动，特别是氢能炼钢、废钢循环利用等绿色技术的突破与应用。

3. 提高废钢比的技术路径

3.1 废钢预热温度对废钢比的影响

北京科技大学包燕平教授的研究表明，废钢预热温度对提高废钢比具有显著影响：

- 废钢温度达到400℃时，废钢加入量可增加100kg/t，废钢比提高5%以上；

- 废钢温度达到600℃时，废钢加入量可增加200kg/t，废钢比提高8.7%以上；

- 废钢温度达到800℃时，废钢加入量可增加300kg/t，废钢比提高13%以上。

3.2 废钢预热技术的比较

东北大学战东平教授对多种废钢预热方式进行了全面分析，包括余温预热、发热剂、烤包器烘烤、氧燃枪等。研究指出，不同铁耗水平需要采用不同的废钢预热工艺：

- 铁耗>830kg/t：采用常规工艺；

- 铁耗800-830kg/t：采用转炉+发热剂；

- 铁耗750-800kg/t：采用铁水罐或钢包废钢预热；

- 铁耗650-750kg/t：采用综合废钢预热+快速炼钢+辅助保温；

- 铁耗<650kg/t：采用100%废钢+快速炼钢+综合预热+辅助保温。

4. 纯氧燃烧废钢预热系统的研发与应用

4.1 系统设计与技术优势

洛阳豫新工程技术股份有限公司研发的“纯氧燃烧废钢预热装置”具有以下技术优势：

-高效加热：10分钟内将10吨废钢加热至1000℃以上，上下温差小于30℃；

-节能减排：热效率提高5倍以上，CO₂排放减少10%-30%，二恶英和CO排放符合发达国家标准；

-广泛适用性：支持转炉煤气、高炉煤气、天然气等多种燃料。

4.2 应用案例与效果

自2020年以来，该技术已在永洋钢铁、永锋钢铁、甘肃兰鑫、成实钢铁、贵阳钢铁等多家企业成功应用。例如：

- 永洋钢铁120t钢包采用转炉煤气预热，废钢加热效率显著提升；

- 包钢集团钢管公司、薄板厂、炼钢厂等多个项目采用该技术，运行平稳，效果显著。

5. 结论与展望

在“碳中和”目标的推动下，提高废钢比成为钢铁行业降低铁耗和碳排放的关键路径。纯氧燃烧废钢预热系统通过高效加热和节能减排，为行业提供了可行的技术解决方案。未来，随着废钢资源量的增加和碳减排要求的提高，该技术有望在钢铁行业中得到更广泛的应用，助力行业实现绿色转型和可持续发展。

如需进一步技术交流或合作，请联系洛阳豫新工程技术股份有限公司，电话：13937972936。