1 引言
鋼鐵生產(chǎn)可分為“從鐵礦石到鋼材”和“從廢鋼到鋼材”兩大流程。相對(duì)于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中以高爐-轉(zhuǎn)爐為代表的常規(guī)流程而言，以廢鋼為主原料的 電弧爐煉鋼生產(chǎn)具有工序少、投資低和建設(shè)周期短 的 特 點(diǎn) ，因 而 被 稱 為 短 流 程 。 近 年 來 ，我 國(guó) 廢 鋼 資源產(chǎn)生量增多，電力條件改善，國(guó)家政策導(dǎo)向支持 為電爐鋼的發(fā)展創(chuàng)造了一定的條件，但電爐鋼的發(fā) 展仍存在一些制約因素，一是廢鋼資源質(zhì)量參差不 齊，二是電爐鋼成本競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，廢鋼與鐵水價(jià)差不 能長(zhǎng)期支撐電爐鋼成本競(jìng)爭(zhēng)力，國(guó)內(nèi)總體電價(jià)水平 較高，石墨電極價(jià)格高且波動(dòng)較大，造成電爐鋼成本 控制難度大。鋼鐵企業(yè)排放指標(biāo)要求越來越嚴(yán)，鋼 鐵企業(yè)排放的污染物 80%來自焦化、燒結(jié)等環(huán)節(jié)，長(zhǎng)流程煉鋼的弊端日漸明顯。系統(tǒng)的比較電爐 鋼和轉(zhuǎn)爐鋼成本，以及長(zhǎng)短流程能耗與排放，可供發(fā) 展電爐鋼企業(yè)參考，具有重要意義。
電爐煉鋼新技術(shù)主要有鐵水+廢鋼冶煉技術(shù)、強(qiáng)化用氧技術(shù)、伸縮爐蓋電爐技術(shù)、新型康斯迪電爐 煉鋼技術(shù)、新型量子電爐煉鋼技術(shù)等。未來電爐爐 型的發(fā)展方向是能實(shí)現(xiàn)連續(xù)加料、廢鋼預(yù)熱、綠色環(huán) 保、余熱回收及人工智能型煉鋼的電爐。目前，我國(guó) 康斯迪電爐占總電爐數(shù)量 70%左右，建設(shè)較早的電 爐企業(yè)一般為非連續(xù)加料的普通電爐。德國(guó)?？怂辜夹g(shù)公司為實(shí)現(xiàn)電爐一籃料操作，開發(fā)了伸縮爐蓋技術(shù)，在普通電爐基礎(chǔ)上增加爐殼 高度、增加爐蓋的升降行程，有利于縮短非通電時(shí) 間、提高生產(chǎn)率。運(yùn)行效果: 噸鋼吹氧小于 30Nm3 /t，天然氣 4 Nm3 /t; 電耗 369 kWh/t，電極消耗0.91 kg/t，一籃料加料次數(shù)由 40%增加至 54%。新型康斯迪電爐，其主要特點(diǎn)及優(yōu)越性: 爐體稱 量裝置安裝位置，由傾動(dòng)平臺(tái)下四個(gè)滾輪內(nèi)，改為安裝在傾動(dòng)平臺(tái)上方的四個(gè)角，依四個(gè)稱量單元來測(cè) 量 工 作 狀 態(tài) 的 爐 體 重 量 ，該 方 式 安 裝 、維 護(hù) 方 便 ，故 障率小; 縮短廢鋼預(yù)熱段的長(zhǎng)度，提高煙氣出口溫 度; 控制野風(fēng)的混入，強(qiáng)化預(yù)熱段內(nèi)的二次燃燒，保 證出口溫度在 800 ~ 900 °C ，抑制二噁英的產(chǎn)生; 電 爐爐底設(shè)置底吹裝置，在廢鋼下料區(qū)爐底設(shè)置底吹 裝置，改善熔池鋼水溫度偏差，縮短冶煉周期; 在廢 鋼預(yù)熱段設(shè)置擋板，防止電極極心圓偏位。新型量子電弧爐優(yōu)越性: 過程基本不停電，非通電時(shí)間1~2 min，高生產(chǎn)率，冶煉周期可實(shí)現(xiàn)33~36min; 變壓器功率利用率高，約等于 1，減小變壓器功 率的匹配; 電耗可以達(dá)到 280 kWh/t( 廢鋼預(yù)熱 600 °C)，電極消耗可以達(dá)到0.9kg/t;平熔池操作，電壓 閃爍、噪音水平低，可以免用屋頂煙罩; 節(jié)能、環(huán)保、新型。這種新型電爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，國(guó)外有部分鋼企投 用 ，但 國(guó) 內(nèi) 目 前 無 新 型 量 子 電 爐 投 產(chǎn)。據(jù)相關(guān)介紹，量子電爐電耗可達(dá)到 280 kWh / t，電極消耗可達(dá)到 0.9 kg / t。電 極 消 耗 與 原 料 結(jié) 構(gòu) 、強(qiáng) 化 用 氧 、廢 鋼 預(yù) 熱 、連 續(xù)加料有關(guān)。目前國(guó)內(nèi)外電爐電極消耗 0.91 ~ 4.0 kg/t，配加鐵水冶煉時(shí)電極消耗低于全廢鋼冶煉電 爐。35%鐵水+65%廢鋼，電極消耗取國(guó)內(nèi)**水平2 kg/t。50%鐵水+50%廢鋼，電極消耗取國(guó)內(nèi)**水平1.8 kg/t。石墨電極價(jià)格 10.5~14.5 萬元/t，電極直徑越大價(jià)格越高，電爐鋼企業(yè)電極直徑一般為 400 ~ 550m m ，以 1 4 . 5 萬 元 / t 測(cè) 算 。電爐鋼電耗取決于原料結(jié)構(gòu)、裝備水平、用氧強(qiáng) 度、廢鋼預(yù)熱溫度、加料方式等因素。目前國(guó)內(nèi)外電 爐電耗 200~480 kWh/t，加部分鐵水冶煉在縮短冶 煉周期，降低電耗方面具有顯著效果。全廢鋼冶煉，電耗以 400 kWh / t 測(cè)算。35%鐵水+65%廢鋼，電耗以國(guó)內(nèi)**水平250 kWh/t 測(cè)算。50%鐵水+50%廢鋼，電耗以國(guó)內(nèi)**水平200kWh/t測(cè)算。量子電爐，電耗以 280 kWh / t 測(cè)算。
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