电炉2006-2020年规划

4.1.2.2 电弧炉炼钢技术发展现状

近年来，世界范围内电炉钢产量增长迅速，超过钢总产量的增长速度。2003年全世界钢总产量为96716.4万吨，其中电炉钢产量为32681.6万吨，占钢总产量的33.8%，与1995年相比，电炉钢产量增长了34.64%，而钢总产量只增长了30.16%。

在废钢资源丰富、电价低廉的国家和地区，电弧炉炼钢发展迅速。如美国，2002年和2003年电炉钢占钢总产量的比例分别达到50.7%和48.9%。我国由于废钢资源短缺，电价较高，2003年虽总产量达到3906万吨，电炉钢比也仅为17.6％，2004年产量达4167万吨，可是因钢产量增长太快，比例又下降到15.72％。

多年来，我国电弧炉以冶炼合金钢为主，多集中于特殊钢厂，一般炉容量小于50吨。从20世纪90年代起，大容量、超高功率电弧炉在我国获得了较快发展。据统计，1990年至1999年我国先后有19座60～150吨电弧炉投产，总容量为1645吨，2000年以后，又有多台容量大于50t的电弧炉投产。我国1995年有电炉约1600台，而至2004年生产的电弧炉减少到500台以下，其中重点大中型企业有电炉169台，100t以上电炉13台，50t～99t 电炉28台。表4－9为近年来我国电弧炉产钢量及所占比例。

表4－9 我国电炉钢产量及其所占比例

年度钢总产量/万吨电炉钢产量/万吨电炉钢占比例/%

1995 9536 1811.0 19.0

1996 10124 1893.2 18.7

1997 10891 1912.1 17.6

1998 11459 1814.3 15.8

1999 12395 1947.7 15.7

2000 12849 2020.0 15.7

2001 15163 2400.5 15.8

2002 18225 3049.0 16.7

2003 22234 3906.0 17.6

2004 27280 4167.0 15.3

尽管达到国际先进水平80～120万吨/年·台的电炉在2003年达到16台，但平均每座电炉的年生产率仅为15万吨/年·台，这仍然是相当低的水平，究其主要原因仍然是炉容量小，30t上下的电炉占了大多数，而国外主流炼钢电弧炉炉容量为80～120t，近几年来有增至150～200吨的趋势。炉容量过小的结果产生了自动化与机械化水平低下、能量利用率低、环境治理差、冶金质量低、生产稳定性差、人均劳动生产率低等等一系列问题。

近年来我国电弧炉炼钢的一大特点是大量配加铁水，电炉冶炼的生产节奏大幅度加快，

铁水比>30％的电炉，冶炼电耗降至300kwh/t以下，钢中有害残余元素平均含量降低，钢中氮含量也有所降低，由于我国小高炉生产的铁水成本很低，电炉钢厂获得了明显的效益。但从技术层面来分析，存在有重大的值得质疑的问题，如：①生产高炉铁水所需的能耗和产生的污染量很大，使电炉炼钢低能耗，清洁生产的优势大打折扣。②出现了电炉前配置小高炉及相关铁前工序的现象，使电炉炼钢短流程紧凑型生产的优势丧失殆尽。应该说，电炉炼钢所加铁水是我国废钢资源短缺的一个阶段的历史现象、权宜之计，而不是一种合理的技术方向。

4.2.2.2 电弧炉炼钢技术的发展目标

——我国电炉炼钢技术发展的总体目标是：高度重视炼钢原料技术的研究，大型化、高效化，以及与之相应的自动化和标准化。

——分阶段目标：

·2006～2010年：平均吨钢电耗400～420kwh/t，冶炼周期≤65 min，氧气消耗25～30 m3/t。50吨以上电弧炉实现计算机操作，炉龄大于600～800炉。

·2011～2020年：平均吨钢电耗低于380 kwh/t，冶炼周期≤50 min，氧气消耗36m3/t，平均炉龄大于1000炉。

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

4.3.2.2 电弧炉炼钢关键技术

——2006～2010年推广和开发的技术

●电弧炉炼钢合理炉料结构技术

迅速判断最低成本、高速冶炼的最佳炉料配比结构与工艺技术。

●电弧炉炼钢废钢处理技术

废钢分捡、加工（包括粉碎性加工、剪切、打梱）、贮存与配料技术。

●电弧炉炼钢余热利用技术

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

●电弧炉炼钢全程泡沫渣冶炼技术

发泡剂及添加技术，泡沫渣层厚度控制技术，泡沫渣层CO二次燃烧及传热控制技术。

●电弧炉炼钢强化氧燃辅助能源应用技术

主要是各类氧燃烧咀、氧枪结构优化，提高供应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。

●电弧炉炼钢优化供电技术

优化供电模型，供电曲线，高效节电。

●高阻抗电弧炉炼钢技术

自主开发高效、电网低干扰的高阻抗电炉系统技术。

●直流电弧炉炼钢技术

综合引进的几类主要装备技术优点，开发自主知识产权、高稳定性供电，长寿底电极、低[N]控制技术等高效、低耗的直流电炉技术。

包括电炉冶炼终点精确控制技术；电弧炉炼钢成份、温度精确控制技术；电弧炉炼钢烟气成分分析与动态控制技术。

●电弧炉高效炼钢技术

包括高效废钢预热技术，超高功率及供电优化技术，高供氧强度、供燃强度技术。全固体料冶炼周期≤65min，30%热铁水条件下冶炼周期≤45min。

——2011～2020年开发技术

●电弧炉炼钢无排放清洁生产技术

高效一、二次除尘技术，汽化冷却技术、炉渣处理与回收利用技术，水零排放技术等。

●电弧炉智能炼钢技术

从炉料加工、配料、供电到全流程质量控制终点控制全过程自动化的全数字化智能控制技术。

●电弧炉连续炼钢技术

连续加料、冶炼、出钢和合金化控制装备与技术。

●电炉工艺模型和配料、能量优化技术

·电炉快速冶炼与节能技术

·电炉在线动态炉气、成份、温度监测与智能化控制技术