电弧炉高效低耗炼钢技术阐述

电弧炉高效低耗炼钢技术阐述
1、电弧炉炼钢的发展及现代电弧炉炼钢的概念
自上世纪中叶至今，虽然转炉炼钢技能取得了长足的进步，但国际电炉的钢比例不断增加，从1950年的7.3%增加到2003年的33.1 %，其中美国从6.2%增加到48.9% ，2004年美国电炉钢比例达53%。

自1950年以后，电弧炉炼钢所占比例迅速上升，变成了与转炉流程相抗衡的第二大钢铁制造流程，主要原因有：（1）平炉炼钢由氧气转炉炼钢所代替，积累的废钢转由电弧炉炼钢流程来消化。

（2）超高功率电弧炉炼钢技能的成功使用，使电弧炉炼钢的功率显著进步，出产成本大幅度下降。

（3）连铸、连轧技能的成功使用，废钢-电弧炉炼钢-连轧型的“小钢厂”敏捷发展，占据了型材出产比例。

就电弧炉炼钢的现在的技能和化学能利用技能的长足进步，冶炼周期已由60min进入50-40min，因此其出产节奏已迫近转炉水平。

1993年6月，殷瑞钰和徐匡迪教授在上海召开了“当代电炉流程与工程疑问的研讨会”。

在会上，他们依据上世纪8O年代以来电炉炼钢技能的发展状况，提出了现代电炉炼钢一词及总结了现代电炉炼钢的特征。

现代电弧炉炼钢的特征总结为：高效、节能、环保、电炉出产节奏转炉化，钢的二次精粹在线化和钢的凝结进程接连化，建立在接连轧制基础上的商品专业系列化和可持续发展。

其中现代电弧炉炼钢的首要特征即是：高效低耗。

多项现代电弧炉高效低耗炼钢技能在中国得到了研讨、推行及使用与长足的发展。

2、现代电弧炉高效低耗炼钢技术在我国的应用
2.1优化电弧炉炉料结构
电弧炉炼钢主要固态炉料有废钢、生铁、直接还原铁（DRI）和热压块铁（HBI）等。

废钢基本来源有三种：自产废钢、加工厂废钢、循环旧废钢。

炉料结构对电弧炉炼钢的各项指标都有重大影响。

优化炉料结构不只有利于完成技能的最好化，并能给公司带来经济效益，更可以为合理的使用有限的资本提供牢靠的根据。

天津钢管公司炼钢厂具有国内容量较大的炼钢电弧炉，并且是当前我国为数不多的长时间倾加直接还原铁的电弧炉炼钢厂，研讨其炉料的构造对我国电弧炉炼钢铁源的拓宽有重要的指导意义。

东北大学和北京科技大学在对电弧炉炼钢炉
料研讨的基础上，并参照物理化学中三元相图浓度三角形的概念，提出了电弧炉炼钢炉料构造三角形概念，并阐述出了一个新的炉料构造参数：生铁废钢配入比。

2.2强化冶炼技术
2.2.1强化用氧技术
强化用氧技术主要有氧燃烧嘴、吹氧助熔和熔池脱碳、炉门喷碳粉和吹氧机械手、底吹氧气和二次燃烧技术等。

近年来，强化用氧技术的开展和使用对电弧炉炼钢技术经济指标的改进起到了重要的作用。

其中氧燃烧嘴、氧枪和二次燃烧是主要的用氧办法，将它们结合使用可起到改进熔池搅拌作用、推进冶金的反应、下降电耗以及提高生产率等作用。

强化用氧具有一最好值，当前电能与氧之间的耗费份额还远未到达此最好值。

高效、节能是21世纪电弧炉炼钢技能的指导思想。

合理使用动力已变成开展电弧炉炼钢新技术的主攻方向。

兴澄特钢100t直流电弧炉于1997年11月投产，变压器额定容量90MVA，年设计产出能力68万吨。

2001年10月电弧炉炉壁安装3套ACIPyreJet集束氧枪和2套Pyr0x氧燃烧嘴，使冶炼通电时间由51 min降至42 min，冶炼周期由59 min降至49 min，电耗由327 kWh/t降至281 kWh/t，氧耗为52 m3/t。

2003年，新抚顺特钢公司与北京科技大学协作，在炼钢厂的30t EBT电炉上采用USTB 炉壁氧气喷吹新技术。

经过6个月的实践，电炉在用氧量添加18 m3 /t的情况下，冶炼时间显著下降，缩短27 min，电耗下降56 kWh/t，电极耗费下降2.6 kg/t，连铸由本来只能浇铸两炉添加六连浇，作用非常明显。

2005年1-7月份，鄂钢70t Consteel电弧炉使用集束氧枪后，平均电耗由338 kWh/t下降到219 kWh/t，电极耗费未变1.86 kg/t，氧耗由51.6 m3 /t提高到60.3 m3 /t。

2.3铁水热装技术
电弧炉兑入铁水冶炼是我国冶金工作者对现代电弧炉炼钢技能发展的奉献。

实践证明它不只能缩短供电时间和冶炼周期、下降冶炼电耗、稀释废钢中的有害元素、利于产出优质钢水、开发新钢种、增加商品竞争力，并且可解决废钢短缺的问题。

目前我国很多冶金公司在电弧炉内兑铁水后获得明显的经济效益。

天津无缝钢管厂150t超高功率电弧炉从2001年11月开始选用30%-35%的铁水热装，经两年多的生产实践获得如下效益：冶炼周期从89min/炉到54 min/炉，最短45 min/炉;钢产量2004年达120万吨，增加50%以上;氧耗38-40 m3/t;电耗由
520 kWh/t下降至338 kWh/t，下降了182 kWh/t。

2002年10月，兴澄特钢100t直流电弧炉选用40%-50%铁水热，优化了供电准则、泡沫渣等技术，冶炼电耗下降95 kWh/t，氧气耗费下降28 m3/t，冶炼周期缩短7.5 min 。

3、我国现代电弧炉炼钢技术的发展目标和关键技术
2006年，中国金属学会和中国钢铁工业协会联合组织了近百名专家，编写了“2006年-2020年中国钢铁工业科学与技术发展指南”，其中对我国电弧炉炼钢技术到2020年的发展目标和实现，目标完善、推广应用及重点研究开发的关键技术进行了叙述和说明。

3.1电弧炉炼钢技术的发展目标
3.1.1总体目标
高度重视炼钢原料技术的研究，实现冶炼高效化以及自动化和标准化;平均吨钢电耗低于380 kWh/t，冶炼周期∋50 min，氧气消耗30-35 m3 /t，平均炉龄1000炉。

3.1.2分阶段目标
（1）2006-2010年：平均吨钢电耗低于420 kWh/t，冶炼周期∋60min，氧气消耗35-40 m3 /t。

50t以上电弧炉实现计算机操作。

平均炉龄800炉。

（2）2011-2020年：平均吨钢电耗低于380 kWh/t，冶炼周期∋50min，氧气消耗30～35 m3 /t。

平均炉龄1000炉，实现智能化电炉生产。

注：上述目标是如下炉料结构的可比值：全部冷固体料，冷生铁配比15%，其余为冷废钢和直接还原铁。

3.2电弧炉炼钢关键技术
3.2.1 2006-2010年电弧炉炼钢关键技术
（1）电弧炉炼钢合理炉料结构和废钢处理技术。

低成本、强化冶炼的最佳炉料配比结构与工艺技术，废钢分捡、加工（包括粉碎性加工、剪切、打捆）、贮存与配料技术。

（2）电弧爐炼钢强化氧燃辅助能源应用和余热利用技术。

除废钢全量预热外，主要是电炉汽化冷却与蒸汽供真空精炼使用的系统装备与技术。

各类氧燃烧
嘴、氧枪结构优化，提高供氧强度与利用效率的技术，集束氧枪、高效氧燃枪的研发及布置应用是重点。

结束语
现如今，我国必须抓好和完善电弧炉炼钢技术要到2020年的发展目标和实现，重点研究以及推广应用开发关键的技术，进行了详细的叙述和说明。

电炉钢厂应该根据自己的实际情况，选则适合自己的现代的电弧炉高效低耗炼钢技术，要不断研究，改进，优化和推广应用。

参考文献：
[1]王京亮. 石钢60t电弧炉炼钢生产工艺模型研究[D].河北科技大学，2013.。