中國電弧爐煉鋼的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.doc

資源與材料學院畢業(yè)生登記樣本，僅供參考！專題中國電弧爐煉鋼的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（，）摘要：本文闡述了中國電弧爐煉鋼技術(shù)的現(xiàn)狀，并在闡述中國近年電弧爐煉鋼的發(fā)展變化及存在的問題的基礎(chǔ)上，提出了中國電弧爐煉鋼發(fā)展要注意的問題及發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：電弧爐，不銹鋼，產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢 China electric arc furnace steelmaking status and development trendAbstract：This paper describes the status of Chinese electric arc furnace steelmaking technologies and expounded Chinas 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 trends0 引言電弧爐（electric arc furnace）利用電極電弧產(chǎn)生的高溫熔煉礦石和金屬的電爐。氣體放電形成電弧時能量很集中，弧區(qū)溫度在3000以上。對于熔煉金屬，電弧爐比其他煉鋼爐工藝靈活性大，能有效地除去硫、磷等雜質(zhì)，爐溫容易控制，設(shè)備占地面積小，適于優(yōu)質(zhì)合金鋼的熔煉。通過金屬電極或非金屬電極產(chǎn)生電弧加熱的工業(yè)爐叫做電弧爐。電弧爐按電弧形式可分為三相電弧爐、自耗電弧爐、單相電弧爐和電阻電弧爐等類型。電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋、爐門、出鋼槽和爐身組成，爐底和爐壁用堿性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。電弧煉鋼爐按每噸爐容量所配變壓器容量的多少分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐煉鋼是通過石墨電極向電弧煉鋼爐內(nèi)輸入電能，以電極端部和爐料之間發(fā)生的電弧為熱源進行煉鋼。電弧爐以電能為熱源，可調(diào)整爐內(nèi)氣氛，對熔煉含有易氧化元素較多的鋼種極為有利 。 電弧爐煉鋼發(fā)明后不久，就用于冶煉合金鋼，并得到較大的發(fā)展。 1中國電弧爐煉鋼現(xiàn)狀 20世紀70年代前，中國的電爐一般都是30t以下的普通功率電爐。80年代開始建設(shè) 5075t。普通功率和高功率電爐，同時引進建設(shè)了40150t高功率和超高功率電爐，配備不同型式的爐外精煉設(shè)施，煉鋼工藝由傳統(tǒng)的電爐一步煉鋼法轉(zhuǎn)變?yōu)殡姞t與爐外精煉配合的二步煉鋼法，電爐承擔熔化任務，還原精煉移到爐外精煉裝置中進行。工藝流程選擇上，傳統(tǒng)的電爐煉鋼車間采用電爐一模鑄的生產(chǎn)流程。新建的電爐煉鋼車間普遍采用高功率或者超高功率電爐一爐外精煉一連續(xù)鑄鋼(簡稱鑄鋼)的新流程。這種流程的最大特點是電爐主要作為爐料的熔化設(shè)備，而精煉任務移至爐外進行，不僅可以提高電爐的生產(chǎn)率，而且保證了鋼水質(zhì)量，解決了電爐與連鑄配合上的矛盾，有利于車間全連鑄的實現(xiàn)。電爐煉鋼車間的產(chǎn)品要考慮專業(yè)化生產(chǎn)，盡量避免品種多而全。車間的電爐座數(shù)應根據(jù)車間產(chǎn)量和品種的要求選用12座電爐為宜。電爐鋼比重 近年來，世界電爐鋼產(chǎn)量占鋼總產(chǎn)量的比重為32%一35%歐盟電爐鋼的比重已達到50%。由于電力資源不足以及廢鋼資源的短缺，我國電爐鋼所占比重仍較低。從1993年至今，我國電爐鋼生產(chǎn)的發(fā)展可分為3個階段，近幾年我國電爐鋼占鋼總產(chǎn)量比重總體呈下降趨勢。2004年以后進入第三階段，在這一階段，中國電爐鋼比例正面臨著1990年以來第二次逐年下降的局面，由于前一階段我國對轉(zhuǎn)爐流程進行大量投資導致的轉(zhuǎn)爐鋼生產(chǎn)能力的釋放，使我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量大幅度增長，增長速度達27%，而電爐鋼第一輪投資導致的潛能挖掘釋放已經(jīng)飽和，年增長速度大大降低到6.7%，轉(zhuǎn)爐鋼增長速度高于電爐鋼，從而使電爐鋼比例又有所下降，估計這次下降的勢頭比1993-2000年那次更猛，1993-2000年每年平均約降低了一個百分點，而這次在2003-2004年間，一年內(nèi)就下降了約二個百分點，從17.6%下降到15.2%。2005年我國鋼產(chǎn)量將達到約3.5億t，電爐鋼比例可能低于13%。今后幾年如不控制全國鋼的總產(chǎn)量和轉(zhuǎn)爐鋼生產(chǎn)，較大幅度增加電爐鋼產(chǎn)量，則電爐鋼的比例還會迅速下降。2 我國目前電弧爐煉鋼存在的問題（1）廢鋼資源現(xiàn)狀廢鋼資源的短缺：我國工業(yè)化進程短，社會廢鋼資源不足，而且鋼鐵制造過程技術(shù)進步使自產(chǎn)廢鋼不斷減少，同時廢鋼進口量也相應下降，所以我國廢鋼資源短缺、價格居高不下。（2）電能電價現(xiàn)狀電能短缺與電價成本：我國電力緊缺，短時期內(nèi)仍難滿足國內(nèi)電爐鋼生產(chǎn)用電需求，缺電和限電導致電爐間歇式生產(chǎn)，生產(chǎn)成本更趨升高。（3）有害元素的困擾廢鋼循環(huán)過程中有害元素的富集：廢鋼作為短流程的主要原料，其質(zhì)量在不斷惡化。一方面隨著廢鋼循環(huán)次數(shù)的增加，有害元素不斷富集；另一方面鋼材表面涂層技術(shù)和復合材料的廣泛應用使回收的廢鋼帶有C u 、Z n 、P b 、S n 、M o 、N i 等元素，這會不同程度地對鋼材質(zhì)量造成影響。大部分短流程沒有實現(xiàn)全線優(yōu)化，生產(chǎn)效率不理想。因此應以循環(huán)經(jīng)濟的要求來衡量，保證生產(chǎn)順行，減少設(shè)備故障和生產(chǎn)事故，合理調(diào)度，提高作業(yè)率。（4）環(huán)保問題在節(jié)能環(huán)保方面存在較大差距：由于認識不足、生產(chǎn)管理不善以及缺乏技術(shù)和投資等原因，造成大量的能源浪費及環(huán)境污染。3 中國電爐煉鋼的發(fā)展方向（1）電爐煉鋼在我國目前的廢鋼及電力緊缺的條件下，要堅持生產(chǎn)高附加值優(yōu)鋼和以縮短冶煉周期為核心降低操作成本的方向。對于電爐流程冶煉工序，高附加值優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品因時、因地具有不同的含義。目前我國高附加值優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，也就是能盈利的電爐鋼品種包括：a) 轉(zhuǎn)爐流程不適合生產(chǎn)的高合金鋼、高溫合金、大型鑄鍛件用鋼；一些大型機械（包括冶金機械）部件，特別是鑄鋼件，用隨時可以啟動、終止的電弧爐冶煉比較合適，對一些特厚板，用電爐生產(chǎn)大型鋼錠的軋材比用電爐或轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的連鑄坯的軋材質(zhì)量好，對于一些軍工產(chǎn)品，即使轉(zhuǎn)爐流程能夠生產(chǎn)，但軍方不愿意重復試車，還得讓電爐流程生產(chǎn)；b) 轉(zhuǎn)爐流程能夠生產(chǎn)但目前在國內(nèi)產(chǎn)量還是不大的一些合金鋼鐘，如軸承鋼、齒輪鋼、彈簧鋼等；c) 過去僅能用轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)的、現(xiàn)代電爐流程也能生產(chǎn)的一些品種，如高附加值的板材（薄板、中板、厚板）；d) 優(yōu)質(zhì)碳素鋼（特別是中、高碳鋼）和低合金鋼（包括使用量很大的螺紋鋼）。（2）電爐應考慮生產(chǎn)普鋼。世界上電爐鋼的比例為1/3左右，但特鋼比例約15%，電爐實際在生產(chǎn)特鋼的同時，也在大量生產(chǎn)普鋼，但為優(yōu)質(zhì)普鋼。我國應充分利用“973”項目“新一代鋼鐵材料的重大基礎(chǔ)研究”開發(fā)的HSLC鋼及超細晶粒鋼的研究成果，用現(xiàn)代化電爐流程來生產(chǎn)400MPa級鐵素體珠光體類型薄板及長材可能是提高我國電爐鋼比例的一個重要途徑，因為它可以取代目前只經(jīng)吹氬、喂線精煉的同類小轉(zhuǎn)爐鋼（這類鋼目前總產(chǎn)量超過億噸）。（3）加部分鐵水冶煉在縮短冶煉周期，提高生產(chǎn)率，降低電爐鋼固定成本、人工成本、降低電耗方面具有顯著效果。特別應該注意的是，現(xiàn)代電弧爐煉鋼，為了縮短冶煉周期，除超高功率供電外，還必須提高配碳量，強化用氧，加生鐵是最有效的方法，國外現(xiàn)代電爐煉鋼有加40%生鐵冶煉的。我國一般加2030%的生鐵塊，電爐加部分鐵水冶煉，實際上是以熱鐵水代替冷生鐵，顯然，這對節(jié)能具有重要作用，是一種技術(shù)進步，如果說歐洲、日本近十年來發(fā)展廢鋼預熱為特征的電爐冶煉技術(shù)是對現(xiàn)代電爐技術(shù)發(fā)展作出的重大貢獻，作目前我國廣泛使用的電爐加部分鐵水冶煉技術(shù)是我國對現(xiàn)代電爐技術(shù)發(fā)展作出的另一重大貢獻，因為廢鋼預熱的效果一般為噸鋼節(jié)電60kWh，而加35%鐵水冶煉噸鋼節(jié)電120kWh以上，且裝備簡單。（4）提高電爐噸鋼用氧量，是強化電爐冶煉、提高電爐節(jié)奏最有效手段之一。目前，電爐煉鋼氧氣產(chǎn)生的化學能在電爐總能量輸入中所占的比例，從全廢鋼冶煉的20-30，達 到 加 鐵 水冶煉的50以上。大量輸入氧氣已是現(xiàn)代電弧爐煉鋼工藝的一個重要特點，先進電爐的供氧強度已達到1.5Nm3/t.min以上，冶煉時間縮短到50min以下。4 我國電爐煉鋼的發(fā)展前景盡管目前我國電爐煉鋼面臨重重困難，但我們認為前景是光明的，因為世界電爐鋼生產(chǎn)發(fā)展的歷史，發(fā)達國家從發(fā)展中國家走過來的歷史表明，電爐鋼比例逐年增長的總趨勢不會改變，我國廢鋼的生成量會不斷增加，廢鋼生鐵比價會有所改變，加上國家宏觀調(diào)控都會朝有利于電爐鋼生產(chǎn)發(fā)展的方面變化。在中國工程院2005年4月在上海舉辦的“中國電爐流程與工程技術(shù)研討會”（簡稱第二次上海會議）上殷瑞鈺院士預測我國電爐鋼比例至2020年可望達到25%。如果采用加35%鐵水的電爐冶煉工藝，2020年我國電爐鋼比例會超過30%，電爐鋼生產(chǎn)前景是光明的。目前應引導鋼鐵企業(yè)考慮對發(fā)展我國現(xiàn)代電爐煉鋼的第二輪投資，新增現(xiàn)代電爐煉鋼生產(chǎn)能力。歷史經(jīng)驗證明，我國對現(xiàn)代電爐煉鋼的第一輪投資，經(jīng)過十年才達到產(chǎn)能充分釋放，形成生產(chǎn)能力。再過十年。估計我國的廢鋼及電力緊缺的局面將會有大的改變，電爐煉鋼的優(yōu)勢將會得以充分體現(xiàn)出來，到時候現(xiàn)抓電爐鋼生產(chǎn)，就可能措手不及，失去機會，減少企業(yè)利潤。根據(jù)不同條件，目前應考慮進行新一輪的投資，適當?shù)男陆?00t左右級別的現(xiàn)代電弧爐，否則，可能會導致新建不符合產(chǎn)業(yè)政策，容量小于60t以下的電弧爐，或使大批小容量的電爐重新起動。世界電爐鋼產(chǎn)量不斷增長，總產(chǎn)量占整個粗鋼產(chǎn)量的1/3，但我國目前面臨自1990年以來第二次逐年下降的局面。因此，針對我國目前廢鋼及電力緊缺的現(xiàn)狀，從全球可持續(xù)發(fā)展和使我國由鋼鐵大國變?yōu)殇撹F強國的戰(zhàn)略出發(fā)，目前國家應通過宏觀調(diào)控，扶持我國電爐鋼的發(fā)展，引導鋼鐵企業(yè)對發(fā)展我國現(xiàn)代電爐煉鋼流程進行第二輪投資。為發(fā)展我國的現(xiàn)代電爐鋼生產(chǎn)，在技術(shù)上仍然應堅持電爐生產(chǎn)高附加值鋼和降低操作成本的方向，電爐加部分鐵水冶煉及采用集束氧槍強化供氧氣是二項重要的技術(shù)。電爐鋼廠除生產(chǎn)特鋼外要積極創(chuàng)造條件生產(chǎn)普鋼，特別是“973”項目開發(fā)的400MPa級鐵素體珠光體類型的HSLC鋼及超細晶鋼薄板