中国电弧炉炼钢的现状及发展趋势

专题

中国电弧炉炼钢的现状及发展趋势

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摘要：本文阐述了中国电弧炉炼钢技术的现状，并在阐述中国近年电弧炉炼钢的发展变化及存在的问题的基础上，提出了中国电弧炉炼钢发展要注意的问题及发展趋势。

关键词：电弧炉，不锈钢，产业现状，发展趋势

China electric arc furnace steelmaking status and development trend

Abstract：This paper describes the status of Chinese electric arc furnace steelmaking technologies and expounded China's development and changes in recent years, electric arc furnace steelmaking and problems, based on the proposed China should pay attention to the development of electric arc furnace steelmaking problems and trends.

Key Words：EAF，steel，present status，development trends

0 引言

电弧炉（electric arc furnace）利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。

通过金属电极或非金属电极产生电弧加热的工业炉叫做电弧炉。电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。电弧炼钢炉的

炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成，炉底和炉壁用碱性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。电弧炼钢炉按每吨炉容量所配变压器容量的多少分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢。电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利。电弧炉炼钢发明后不久，就用于冶炼合金钢，并得到较大的发展。

1中国电弧炉炼钢现状

20世纪70年代前，中国的电炉一般都是30t以下的普通功率电炉。80年代开始建设 50～75t。普通功率和高功率电炉，同时引进建设了40～150t高功率和超高功率电炉，配备不同型式的炉外精炼设施，炼钢工艺由传统的电炉一步炼钢法转变为电炉与炉外精炼配合的二步炼钢法，电炉承担熔化任务，还原精炼移到炉外精炼装置中进行。

工艺流程选择上，传统的电炉炼钢车间采用电炉一模铸的生产流程。新建的电炉炼钢车间普遍采用高功率或者超高功率电炉一炉外精炼一连续铸钢(简称铸钢)的新流程。这种流程的最大特点是电炉主要作为炉料的熔化设备，而精炼任务移至炉外进行，不仅可以提高电炉的生产率，而且保证了钢水质量，解决了电炉与连铸配合上的矛盾，有利于车间全连铸的实现。电炉炼钢车间的产品要考虑专业化生产，尽量避免品种多而全。车间的电炉座数应根据车间产量和品种的要求选用1～2座电炉为宜。

电炉钢比重近年来，世界电炉钢产量占钢总产量的比重为32%一35%欧盟电炉钢的比重已达到50%。由于电力资源不足以及废钢资源的短缺，我国电炉钢所占比重仍较低。从1993年至今，我国电炉钢生产的发展可分为3个阶段，近几年我国电炉钢占钢总产量比重总体呈下降趋势。

2004年以后进入第三阶段，在这一阶段，中国电炉钢比例正面临着1990年以来第二次逐年下降的局面，由于前一阶段我国对转炉流程进行大量投资导致的转炉钢生产能力的释放，使我国转炉钢产量大幅度增长，增长速度达27%，而电炉钢第一轮投资导致的潜能挖掘释放已经饱和，年增长速度大大降低到6.7%，转炉钢增长速度高于电炉钢，从而使电炉钢比例又有所下降，估计这次下降的势头比1993-2000年那次更猛，1993-2000年每年平均约降低了一个百分点，而这次在2003-2004年间，一年内就下降了约二个百分点，从17.6%下降到15.2%。2005年我国钢产量将达到约3.5亿t，电炉钢比例可能低于13%。今后几年如不控制全国钢的总产量和转炉钢生产，较大幅度增加电炉钢产量，则电炉钢的比例还会迅速下降。

2 我国目前电弧炉炼钢存在的问题

（1）废钢资源现状

废钢资源的短缺：我国工业化进程短，社会废钢资源不足，而且钢铁制造过

程技术进步使自产废钢不断减少，同时废钢进口量也相应下降，所以我国废钢资

源短缺、价格居高不下。

（2）电能电价现状

电能短缺与电价成本：我国电力紧缺，短时期内仍难满足国内电炉钢生产用

电需求，缺电和限电导致电炉间歇式生产，生产成本更趋升高。

（3）有害元素的困扰

废钢循环过程中有害元素的富集：废钢作为短流程的主要原料，其质量在不断恶化。

一方面随着废钢循环次数的增加，有害元素不断富集；另一方面钢材表面涂层技术和复合材料的广泛应用使回收的废钢带有C u 、Z n 、P b 、S n 、M o 、N i 等元素，这会不同程度地对钢材质量造成影响。大部分短流程没有实现全线优化，生产效率不理想。因此应以循环经济的要求来衡量，保证生产顺行，减少设备故障和生产事故，合理调度，提高作业率。

（4）环保问题

在节能环保方面存在较大差距：由于认识不足、生产管理不善以及缺乏技术和投资等原因，造成大量的能源浪费及环境污染。

3 中国电炉炼钢的发展方向

（1）电炉炼钢在我国目前的废钢及电力紧缺的条件下，要坚持生产高附加值优钢和以缩短冶炼周期为核心降低操作成本的方向。对于电炉流程冶炼工序，高附加值优质产品因时、因地具有不同的含义。目前我国高附加值优质产品，也就是能盈利的电炉钢品种包括：

a) 转炉流程不适合生产的高合金钢、高温合金、大型铸锻件用钢；一些大型机械（包括冶金机械）部件，特别是铸钢件，用随时可以启动、终止的电弧炉冶炼比较合适，对一些特厚板，用电炉生产大型钢锭的轧材比用电炉或转炉生产的连铸坯的轧材质量好，对于一些军工产品，即使转炉流程能够生产，但军方不愿意重复试车，还得让电炉流程生产；