电炉炼钢的发展前景1

电炉炼钢的发展前景09工商管理209214110刘春桃电炉炼钢是当今世界上钢产量位居第二位的重要炼钢方法，同时也是钢铁生产实现短流程的核心环节。上个世界60年代初，电炉炼钢技术发生了重大变化，特别是超高功率电弧炉技术，明确了提高电炉生产效率的技术方向。从上个世纪60年代至80年代中期，电炉冶炼周期从3个小时缩短到60分钟，基本上满足了连铸节奏的要求。上世纪80年代末期到90年代，由于小方坯连铸单流产量的提高以及一机多流技术的发展，1989年第一条电弧炉薄板坯（厚50mm）连铸连轧生产线在美国的纽科公司投产，其迅速发展进一步促进了电炉炼钢生产效率的提高，即增大了电炉容量、增加了单位时间输入电炉的能量、缩短了电炉冶炼周期。在超高功率供电的基础上，国际上重点发展了强化供氧、废钢预热和加铁水冶炼等增加化学热和物理热的现代电炉冶炼技术。这些技术的发展，大大缩短了电炉冶炼周期，降低了电耗及电极消耗。我国电炉炼钢存在的问题：我国总的钢产量增长速度非常快，以至于电炉钢的绝对产量虽然与日俱增，但是电炉钢占总的钢产量的比例却不大。1993年，我国电炉钢比例达到22%到23%的水平。2004年我国生产钢27279.79万吨，同比增长了22.7%，但是，电炉钢所占比例还不到20%，而世界范围内电炉钢的比例平均在33%左右。电炉钢比例合理不合理，不能脱离我国资源条件、能源结构的现状孤立而谈。一个国家电炉钢的比例是和该国资源状况、能源结构现状紧密相连的。李士琦指出，废钢资源不足和电力制约是决定我国电炉钢现在比例的两大主要因素。废钢资源是制约我国电炉炼钢发展的最大瓶颈。我国无论从废钢的历史积累量还是从废钢的现实循环量上看，都远远低于美国、日本和俄罗斯等国家；加之我国转炉钢产量巨大，也要消耗大量废钢，所以对电炉炼钢的发展也构成了一定程度的制约。据海关总署统计，2004年我国共进口废钢铁炉料（含直接还原铁及其他海绵铁块等）1178万吨，其中进口废钢1023万吨，进口废钢量首次突破1000万吨大关，比2003年的929万吨增加10.1%。据中国废钢铁应用协会统计报表数据，2004年我国重点钢铁企业自产废钢铁1700万吨、社会采购废钢铁3300万吨，以上两项共有废钢铁资源5000万吨，扣除企业调出废次材边角余料280万吨、企业库存增加40万吨，可用作炼钢原料的废钢铁资源是4680万吨，也是说还有750万吨的废钢铁炉料缺口由进口来补充，占进口废钢铁炉料总量的64%。由此可见，我国废钢资源的现状在很大程度上制约了我国电炉炼钢规模的扩大和发展。电力也是制约我国电炉炼钢快速发展的重要因素。我国能源结构的特点决定了我们现在发电主要还是以火电为主。2005年，我国发电用煤需求量增加1亿吨，但由于作为火力发电重要原料的电煤产能不足、电煤价格上涨过快、电煤质量明显下降以及煤炭运输瓶劲约束等因素，电煤的供求矛盾会更加突出，造成了我国电价普遍偏高。2005年，全国电力供需局部较2004年有所缓解，但整体供需形势依然严峻，夏季高峰全国电力缺口仍将在2000千瓦时以上。我国钢铁企业的高端、先进电炉设备，大都从国外引进。这其中有两个方面的原因：一方面，我国在电炉设备的制造能力和电炉设备的自动化程度上，与国外确定存在一定的差距。另一方面，钢铁企业在较短时间内收回投资、尽早盈利思想的影响下，不愿意进行风险投资，其结果是我国的电炉设计研发和制造单位很少能拿到钢铁企业用于电炉研制、开发的资金，这也是我国其他装备领域中普遍存在的一个问题。这个问题的解决，要靠钢铁企业转变观念，但最终还是要靠我们自身制造能力提高。第二，我国电炉炼钢的综合能耗偏高，尚未达到国际先进水平。虽然我国目前电炉炼钢各方面的经济技术指标已经与国际先进水平相当，但如果按照全部采用冷装炉料的标准进行衡量，我国电炉炼钢的技术经济指标并不乐观。第三，作为我国电炉钢原料之一的直接还原铁质量指标较差。因为我国天然气资源不足，直接还原铁大都采用煤基法生产，煤中灰分和硫含量较高，导致直接还原铁的指标不是太好。第四，我国在电炉炼钢的余热利用方面虽然取得一些进展，但还有许多问题需要深入研究。譬如，竖炉电弧炉和康期迪式电弧炉在我国都有很好的生产运行实绩，但是仍需要进一步研究开发。又如，在电炉炼钢的化学热利用方向上仍需进一步研究。在电炉炼钢生产过程中，碳与氧最终生成二氧化碳过程中产生的能量，有近2/3目前尚无较好的办法回收利用。第五，我国还需要在电炉冶炼过程中，对电炉冶炼终点控制继续作深入研究，使冶炼过程更为精确。另外，对电炉冶炼中有害元素进行有效控制也是将来一个需要重视的课题。世界电炉钢生产发展的历史表明，电炉钢比例逐年增长的总趋势不会改变。随着社会废钢资源的积累，直接还原技术的开发，电力工业的发展，电炉炼钢技术和炉外精炼技术的飞速发展，电炉生产成本会相对下降。未来国家对能源、资源和环保标准的进一步提高及管理的加强会促使我国电炉炼钢走出低谷，与工业发达国家电炉钢生产趋势相同，预计我国电炉钢比例至2020年可达25%，如采用加35%铁水的电炉冶炼工艺，2020年我国电炉钢比例会超过30%，电炉钢生产前景是光明的。废钢替代品在我国废钢资源短缺的情况下，有必要适度开发直接还原铁等替代原料产品，既可减少对废钢的过分依赖，又可提高钢的纯净度。直接还原铁含有90%左右的金属铁，比废钢密度大，有害杂质少，使用直接还原铁为电炉炼钢提供纯净铁源是近年来国际上重要的发展方向。直接还原铁的生产技术进步很快，特别是热压块(HBI)，为电炉炼钢提供了高密度、高化学能的纯净铁源。在世界范围内直接还原铁的生产技术以气基法为主流，气基法在直接还原铁产量中占90%。然而，我国天然气缺乏，优质铁矿较少，大批量优质、低成本生产直接还原铁尚需一段时间。因此，在电炉冶炼废钢原料匮乏的情况下，有必要适当加大包括煤基法生产直接还原铁在内的技术开发力度，促进直接还原铁生产技术的发展。通过大力推行节能减排政策并加强管理，逐步淘汰高能耗低水平的落后冶炼装备，势必促进钢铁工业冶炼装备大型化。未来70t及以上电炉将是我国电炉钢的主体冶炼设备。但是我们仍应清醒的看到，我国是一个发展中国家，各类各层次钢铁产品需求不同，地区发展和资源配置又极不平衡，炼钢装备呈现出“大、中、小结合，先进与落后”的多层次局面，不会在很短时间内得到彻底改变。随着电炉炼钢流程的现代化，我国特钢企业应努力研发生产国内需求的军工、轴承、齿轮、工模具、耐热、耐冷、耐腐蚀等特种钢材，提高产品质量和技术水平。目前我国电炉冶炼配加铁水工艺可弥补废钢不足的问题，且缩短冶炼周期，使电炉与连铸更加匹配。在我国废钢和直接还原铁资源未达到足够丰富的情况下，考虑到成本压力，电炉配加铁水工艺将在一定时期内存在。另外，节能减排技术是未来我国电炉冶炼工艺发展的主要方向。随着我国节能环保要求的不断提高及规范管理的不断加强，电炉冶炼工艺需要不断开发完善新型节能环保技术，如电炉烟气的回收利用，除尘设备的技术升级等。目前我国某企业已成功回收利用电炉产生蒸汽，并不断完善装备技术水平，回收蒸汽供给真空精炼装置，对于整个生产流程的节能降耗起到促进作用，值得鼓励推广。由于电炉炼钢过程流程短、能耗低、环境负荷轻，是一种较为清洁的、先进的炼钢方法，应给予重视和发展。我国电炉炼钢的发展应该在引进、借鉴国外先进技术的基础上，围绕缩短冶炼周期这一核心课题，开发具有自主知识产权的现代电炉冶炼技术。面对我国废钢资源短缺、电价较高的现实情况，进一步缩短电炉冶炼周期、提高电炉炼钢生产率，对于我国在新的条件下促进电炉炼钢的发展具有十分重要的意义