炼钢过程大量排放有害物质是最严重问题之一。在世界范围，排放法规变得更为严厉。在电炉领域，从某种意义上说，废钢预热与节省电力具有同等意义。各国专家为用炉子废气高效预热废钢开发出各种应用技术。EPC的目的之一是考虑环境的方方面面，摆脱电炉熔炼势态限制进行废钢装炉作业。EPC预热装于电炉上部炉壳旁边，经预热驻留于此的废钢由旁边的伸缩式给料机连续装入炉中进行熔炼，而这一过程是炉子仍处于通电状态下完成的。即使废钢料桶在位于待投台中的料斗里装料，预热室也会被料斗正面斗壁封闭，使炉子与预热室完全隔离，从而保证炉子装废钢当中很少或根本无粉尘逸出。废钢料桶是在装料料斗位于待投台里时打开EPC系统顶部卧式滑动闸门柱EPC料斗里装废钢。装完废钢后，EPC系统顶部卧式滑动闸门自动关闭。装在料斗里的废钢处于待投位置。由于熔炼及预热，EPC在装料当中其预热室总被隔离，无需中断熔炼及预热。等待投料的料斗在两个液压缸作用下，在预热室上方向前横移，将废钢投入预热室，使之进行预热。料斗位于预热区上方时用其后壁将预室封闭。特殊废气管道结构及水冷调节阀使得能有效控制预热室预热效果。废钢料桶能在位于待投台（又叫装料台）内时将废钢装入EPC系统的料斗里，因此熔炼作业及预热不致被中断。废钢料桶升至一定高度将废钢装入料斗后，EPC顶部横向滑动闸门关闭。

　　目前所开发的EPC系统是基于AC/DC技术的竖炉身预热炉，此炉在炉内保留大量预留熔融金属（近40%），因而能保持均衡的熔炼态势。此炉是经炉底出钢口定期出钢。废钢装炉系统基本分两大部分，一部分是预热室及伸缩式给料机，另一部分是下凹式装料平台（等待投料台或待投台）及在台内运作的投料料斗。废钢是由投料料斗投到预热室上部空间。高温废气从炉子出来向上流经预热室内废钢预热，可使废钢温度达到800℃的高温度。气体离开预热室时温度约为200℃。在预热室下面装有伸缩式给料机系统。此给料机分两步运行，保证废钢能以恒定速率送入炉中。废气离开预热室流向袋式除尘器，某些废气可予以回收用于调节预热室入口温度。废钢连续送入炉内，直到炉内达到所需熔体重量为止。此后是短时精炼及过热阶段。最后，将炼好的一炉钢水出炉。在一炉钢的熔炼过程中，炉子输入功率几乎一直均匀稳定。炉子大多数操作完全自动化，预热室废钢入室速率根据预热室内废钢重量及废气温度进行调整，也完全是自动控制。炉内废钢供给速率与此项控制链接，同时也要根据炉子输入功率来定。根据泡沫渣深度控制喷碳及吹氧。

　　EPC系统操作步骤如下所述：

　　1）精炼期：

　　——预热下一炉所用废钢

　　——伸缩式给料机位于后退位置

　　——为装炉备好另一桶废钢

　　——滑动闸门打开准备装料

　　——料斗在后退位置装料

　　2）出钢后：

　　——接通电源，利用炉内预留熔融金属启动熔炼

　　——启动伸缩式供料机喂送废钢

　　——料斗装料时用其正面斗壁将炉身密封

　　——不中断吸收废气，无烟尘逸出

　　——相互不受制约地进行装炉/给料/熔炼各项作业

　　3）废钢连续供给/预热阶段：

　　——在废钢连续供给中预热废钢

　　——伸缩式给料机位于中间位置

　　——优化隧道内小给料机的废钢喂送

　　——正在装料的料斗用其后壁将炉身密封

　　——优化炉身顶部吸气/预热

　　4）熔料及装料阶段

　　——伸缩式给料机将废钢投入隧道区

　　——伸缩式给料机（速率）保证废气达到最佳渗透

　　——废钢装入后滑动闸门关闭

　　——料斗往预热室内移动

　　——废钢装炉及供给并行不悖

　　5）废钢装炉/熔炼/供给阶段

　　——在连续供给废钢当中预热废钢

　　——伸缩式给料机位于前面位置

　　——用小给料机优化隧道内废钢供给

　　——正在装炉的料斗用其后壁将炉身封闭

　　——优化炉身吸气/预热

　　6）废钢熔炼/装炉/供料阶段

　　——仅是料斗进入预热室

　　——仅伸缩式给料机供给废钢

　　——废钢装炉及连续供料当中不中断通电

　　——料斗在装炉中用其前面斗壁将炉身封闭

　　——优化废气传导

　　3 EPC系统与传统电炉、指状电炉及Consteel炉的对比

　　1）EPC由于装有封闭系统无需因料桶装料进行二次除尘、无一次吸气中断。

　　2）指状炉装料中需敞开炉身。废气吸入被中断，炉身会像烟囱那样喷入废气。在装炉当中有大量烟尘从炉身排入车间里。

　　3）Consteel炉需每班将炉子排空一次（修理炉衬及处理预留熔献金属），而传统电炉可持续操作。此外，隧道两端开着，使大量空气进入一次废气。

　　4）EPC同Consteel一样是借泡沫渣及平坦熔池操作，可获得最佳收得率（渣及粉尘中的Fe得到控制）及减少电弧闪变。

　　5）EPC有完整的密封对策，因而废钢装炉当中无能量损失。

　　6）EPC在用料方面灵活性极大，因而对废钢无特别要求。

　　7）EPC是装设在秤重台座上，能准确知道炉身重量。用自动化系统计算炉内所装废钢重量，从而可不断加大废钢预热量，使炉身保持相应负荷，并使实际利用的废气能量最大。

　　8）Consteel仅是顶层废钢得到废气预热。而EPC及指状炉废气必然要穿过整个废钢层。

　　9）EPC无废钢接触的水冷部件，这使能量损失最低。

　　10）不经敞开的炉体装料，因而无大量粉尘产生及无有机物不完全燃烧造成的污染。

　　11）EPC炼钢中车间内粉尘含量最低，这意味可大大简化二次除尘管子系统。

　　12）粉尘含大量锌，一般都可很经济地回收（30%）。

　　13）能耗低意味烟囱CO2含量更尚环保（约20%）。

　　4 小结

　　毫无疑问，当前电炉结构趋势表明，今后炉子结构在电能利用及化学能输入上都将跃上极高水平。一种能源与另一种能源相比各用多少取决于当地各种能源成本及使用效率。许多炼钢新技术现正转向商业化。几乎所有这些技术目的都是降低输入功率及达到最高炼钢能效。因此有些技术力图在炼钢中最大限度利用化学能，这类技术几乎完全是根据假平衡条件，用氧与燃料（碳、CO、天然气）充分反应使炼钢达到最大限度能量输入。而另一些技术是力图通过回收废气中的能量，利用炉子的输入能（竖身炉、Consteel、EOF炉）。这类技术的立足点是依赖废气向废钢的高效传热，这就需要废钢与废气之间的最佳接触。上述各种技术都能证明其某些效益。一项技术开发的关键在于证明其工艺及环境效益的同时，还要证明其相对便捷及无损于生产效率。没有哪种技术方案可以满足各种炼钢操作要求。相反，炼钢厂家倒不如首选重点目标，考虑不同炉子结构对重点目标的贡献。在这种考虑中始终宜遵循以下标准：

　　◆确保炼钢工艺最大灵活性。

　　◆不但增产，而且能提高能源利用效率。

　　◆能提高最终产品质量。

　　◆能以最低投入符合环境标准。

　　根据以上标准得出以下准则：

　　1）正确的炉型选择应是采用符合个体设备具体要求的方案。这种选择的各种因素可能含以下各点：原料可用性，能源可用性及成本，所要求的产品种类，炼后处理/精加工可达水准，基建费及熟练劳动力可用性。

　　2）能平衡各种能量输入，保证炼钢工艺具备最大灵活性。从长远看，这有助于将能源损失减至最低能作到按情况多用电，少用氧，或多用氧，少用电，对不同能源的使用进行调整。

　　3）为将能量总需求降至最低，需仔细分配炉子的输入能量。熔池的充分混拦有助于达此目的。为将废气温度及成分波动降至最小，应均衡整个冶炼周期中的吹氧操作。这可优化二次燃烧及将废气系统规模压缩至最小。此外，烟气的发生会减至最少，渣与熔池更接近平衡。

　　4）为使造泡沫渣作业达到最高效果，应能使喷入熔池及渣层中的固体颗粒物均布在整个熔池表面上。这样作还能使渣及熔池更为平衡，同时也有助于将熔剂的需求降低至最少及提高钢质量。

　　5）为将渗入空气减至最低应尽可能将炉体封闭起来。这样可将炉子废气排量减至最低，从而可采用规格较小的排烟系统。

　　6）废钢预热很可能是回收利用废气热量最可行的方案。对于大量使用化学能的炉子这种选择尤有意义，这是因为这时炼钢废气所含能量会更多。为回收废气所含化学能，必须进行充分的二次燃烧。但在全炉次中很难达到完全的二次燃烧，应设法达到高水平的二次燃烧。在废钢预热中分阶段进行二次燃烧可进一步优化废气热回收。

　　7）欲用最小代价获得最大工艺灵活性，需以炉子结构杂化为前提。这样的结构首先应考虑原料供给的灵活性，同时要在高产的同时保持最高的能源利用效率。例如，大量喷吹固体颗粒物、用碳化铁或直接还原铁粉作原料的操作模式可选用能延长平坦熔池时限的炉子结构，以便延伸颗粒物喷吹周期。也可采取另一种作法，即加大熔池深度，使之能加大喷吹速率而避免喷吹过大的风险。

　　8）炼钢技术会继续改进，不但会设法再优化电炉能源利用效率，还会力求总体整个炼钢系统。总的来说最重要的一点是优化整个系统的生产成本，而不是优全生产链上的某个作业环节。提高工艺灵活性的同时，操作技术将变得更为复杂。这就需要对操作技术有深刻的了解。只有这样才能更好地控制炼钢技术，进而对电炉结构的选择作出更周密的思考。预计，今后几年会产生更多的新型炉子结构。只要有电炉炼钢存在，这种努力就不会止步。

　　各种废钢预热技术只要按最新环境标准设计，就都会有助于降低能耗，提高产量并会因电耗则减少温室气体排放。已获得专利的EPC炉子系统可为用户提供领先技术既能增产降低成本，也能明显减少温室气体排放。