11.1 电炉炼钢的历史及其发展

11.1.2.3 电炉流程
当今钢铁工业所采用的炼钢流程，经长期的发展竞争，主要为以下两种，即 高炉—转炉炼钢流程与废钢—电炉炼钢流程。后者与前者相比较．具有流程短． 设备布置、工艺衔接紧凑，投入产出快，故称为“短流程”。“短流程”是有前 提的，即该流程必须是高效、节能的，起码是世界上流行的“三位一体”(即由 电炉一炉外精炼—连铸组成的流程)。或者“四个一”(即由电炉一炉外精炼-连 铸 -连轧组成的流程)。也正是由于这种高效、节能的流程，才赋于电弧炉炼钢强 大的生命力。“短流程”的优点见表11—3。
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电炉炼钢发展历史
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电炉炼钢发展历史
在钢产量上，尽管全球租钢总量自20世纪70年代中期全90年代后期以米 —直徘徊在7.0~7.8亿t之间，但电炉钢产量比例—直在稳步上升．见表11— 1。世界主要产钢国电炉钢比例最高的是美国。美国由于有丰富的废纲和充足 廉价的电力，使得电炉发展迅速，其比例超过了45％。
综上分析可见，充足的废钢资源与环保意识的加强，以及能源与流程的优势。 有利于钢铁工业的可持续发展．使得以废钢为主要原料的电弧炉炼钢前途光明。
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了煤的替代能源．使得废钢开始了经济回收．这最终使得钢铁成为出界上最易于回 收的材料。 电弧炉炼钢从诞生以来，其发展速度虽然不如20世纪60年代前的平炉．也比不上 60年代后的转炉的发展，但随着科技的进步。电弧炉钢产量及其比例始终在稳步增 长，见图11-1、图11-2。尤其20世纪70年代以来，电力工业的进步，科技对钢 的质量和数量的要求提高，大型超高功率电炉技术的发展以及炉外精炼技术的采用 ，使电炉炼钢技术有了很大的进步。
墨电极与金属料之间产生电弧的高温来加热、熔化炉料，是用来生产待殊钢和高合
金钢的主要方法。电弧炉从诞生至今已经历了105年的历史 。在这百年中．电弧 炉的设备工艺技术在不断发展．产量在不断提高，其原团正是在于电弧护炼钢的经
济效益与环境优势。
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11.1.2.2 能源供应
电炉炼钢发展前景
电炉用电能炼钢，除废钢原料外，电能占炼钢成本比例最大。随着电力工 业的发展，对电炉的发展尤为有利。美国电炉发展速度快的原因是与电力充足 、电价便宜分不开的。另外．废钢铁 为非氧化物．相比铁氧化物来说属于一种化学能的载能体。这使得“废钢—电 炉炼钢流程”比”高炉—转炉炼钢流程”的吨钢能耗减少一半以上。
电炉钢除了在传统的特殊钢和高合金钢领域继续保持其相对优势外．正在 普钢领域表现出强劲的竞争态势。在产品结构上。电炉钢几乎覆盖了整个长 材生产领域．诸如圆钢、钢筋、线材、小型钢、无缝管，甚至部分中型钢材 等．并且正在与转炉钢争夺板材(热轧板)市场。
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电炉炼钢发展前景
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电炉炼钢的历史及其发展
电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称。按电能转换热能方式的差异． 电炉可分为：电渣重熔炉—利用电阻热，感应熔炼炉—利用电磁感应。电子束炉 —依靠电子碰撞，等离子炉—利用等离子弧以及电弧炉—利用高温电弧等几种炼钢 的电炉。 目前，世界上电炉炼钢产量的95%以上都是电弧炉产生的，因此电炉炼钢主要 指电弧炉。传统电炉是以废钢为主要原料．以三相交流电作电源．利用电流通过石
11.1.2.1 废钢资源与生态环境
由于废钢铁是电炉的主要原料，故电弧炉相当于钢铁工业的回收工具．它既回 收从电弧炉流程返回的废钢．也回收从氧气转炉流程返回的废钢。这种现象，使得 大型联合企业与小型钢厂形成一个闭环。为此,各个国家均把废钢铁视为宝贵资源。 自从有了钢铁产品以来，按全世界所生产的粗纲逐年相加．求得的积累钢产量 到2004年已超过375亿t。按废钢循环动态平衡的观点来分析．钢铁产品大约10 一20年将转化为废钢。若按20年折旧计算。每年由此而产生的废钢量将达16．5 亿t，该值约为目前世界年粗纲总量的两倍。目前废钢利用率较低，若按55％的回 收利用率(见表11—2、图11—2)，每年可利用的废钢达9亿t．用它来生产不到3 亿t电炉钢(包括转炉用的部分店钢)应该说绰绰有余。这说明，就目前世界范围来看 ，废钢资源是不缺乏的，而且随着钢铁积累量的增加，废钢利用率的提高(如美国目 前皮钢利用率已达66％的高水平)，可利用的废钢量将继续增加。可以预测、当废 钢循环达到动态平衡，世界电炉钢产量比例将接近废钢利用率。
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电炉炼Biblioteka Baidu发展前景
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电炉炼钢发展历史
电弧炉是继转妒，平炉之后出现的又一种炼钢方法．它是在电发明之后的1899年 。由法国的海劳尔持（Heroult）在La Praz发明的。它发展于阿尔卑斯山
(Alps)的峡谷中，原因是在距它不远处有一个火力发电厂。电弧护的出现．开发
德国转炉钢从3150万t到3200万t曾2%，电炉钢从600万t到1210万 t增102％；法国转炉钢从1790万t到1220万t减32%，电炉钢从340万t
到810万t增138％；西班牙转炉钢从590万t到430万t减27％,电炉钢从 480万t到1050万t增119％；意大利转炉钢从1050万t不变．电炉钢从 1230万t到1550万t增24％。
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日本电炉在竞争中求发展，1985—1994年9年间．电炉生产能力增加 了2074万t(增加了73%)．而高炉-转炉能人降低了 2619万t。电炉钢产 量比例由29%提高31.6%。
欧洲1978一1998年20年间转炉钢与电炉钢产量的变化如下：
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11.1.2.4 电炉炼钢与环境保护
电炉炼钢有利于环境保护，无论从当前还是长远考虑，都会迫使人们去发展电 炉。目前，人们已经感到CO2的排放对人类生存的威胁。形报道，过去50年间因 温室效应南极气温上升2.5摄氏度，达到零下3摄氏度，全球气候异常现象剧增。 现今全球工业化加速， CO2的排放与日俱增，南极升温将会变快冰雪融化后果不 堪设想。这种情况促使各国领导人1995年在日本京都开会，决定把CO2排放量压 缩到1990年水平。世界各国都在研究减少CO2 等有害气体排放的办法．如没想用 核电为热源，用海水制H2作还原剂．以消除CO2排放。采用电炉炼钢，将减少 CO2排放总量80％。 我国是世界第一产钢产铁大国．钢铁企业排放的CO2在我国CO2排放总量中 占10%以上。