中國(guó)電弧爐煉鋼的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).doc

資源與材料學(xué)院畢業(yè)生登記樣本，僅供參考！專(zhuān)題中國(guó)電弧爐煉鋼的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（，）摘要：本文闡述了中國(guó)電弧爐煉鋼技術(shù)的現(xiàn)狀，并在闡述中國(guó)近年電弧爐煉鋼的發(fā)展變化及存在的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了中國(guó)電弧爐煉鋼發(fā)展要注意的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：電弧爐，不銹鋼，產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢(shì) 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(shí)能量很集中，弧區(qū)溫度在3000以上。對(duì)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(guò)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(lèi)型。電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋、爐門(mén)、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(guò)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(jìn)行煉鋼。電弧爐以電能為熱源，可調(diào)整爐內(nèi)氣氛，對(duì)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(guó)電弧爐煉鋼現(xiàn)狀 20世紀(jì)70年代前，中國(guó)的電爐一般都是30t以下的普通功率電爐。80年代開(kāi)始建設(shè) 5075t。普通功率和高功率電爐，同時(shí)引進(jìn)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(dān)熔化任務(wù)，還原精煉移到爐外精煉裝置中進(jìn)行。工藝流程選擇上，傳統(tǒng)的電爐煉鋼車(chē)間采用電爐一模鑄的生產(chǎn)流程。新建的電爐煉鋼車(chē)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(jiǎn)稱(chēng)鑄鋼)的新流程。這種流程的最大特點(diǎn)是電爐主要作為爐料的熔化設(shè)備，而精煉任務(wù)移至爐外進(jìn)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(chē)間全連鑄的實(shí)現(xiàn)。電爐煉鋼車(chē)間的產(chǎn)品要考慮專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，盡量避免品種多而全。車(chē)間的電爐座數(shù)應(yīng)根據(jù)車(chē)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(lái)，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(dá)到50%。由于電力資源不足以及廢鋼資源的短缺，我國(guó)電爐鋼所占比重仍較低。從1993年至今，我國(guó)電爐鋼生產(chǎn)的發(fā)展可分為3個(gè)階段，近幾年我國(guó)電爐鋼占鋼總產(chǎn)量比重總體呈下降趨勢(shì)。2004年以后進(jìn)入第三階段，在這一階段，中國(guó)電爐鋼比例正面臨著1990年以來(lái)第二次逐年下降的局面，由于前一階段我國(guó)對(duì)轉(zhuǎn)爐流程進(jìn)行大量投資導(dǎo)致的轉(zhuǎn)爐鋼生產(chǎn)能力的釋放，使我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度達(dá)27%，而電爐鋼第一輪投資導(dǎo)致的潛能挖掘釋放已經(jīng)飽和，年增長(zhǎng)速度大大降低到6.7%，轉(zhuǎn)爐鋼增長(zhǎng)速度高于電爐鋼，從而使電爐鋼比例又有所下降，估計(jì)這次下降的勢(shì)頭比1993-2000年那次更猛，1993-2000年每年平均約降低了一個(gè)百分點(diǎn)，而這次在2003-2004年間，一年內(nèi)就下降了約二個(gè)百分點(diǎn)，從17.6%下降到15.2%。2005年我國(guó)鋼產(chǎn)量將達(dá)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(guó)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(huì)迅速下降。2 我國(guó)目前電弧爐煉鋼存在的問(wèn)題（1）廢鋼資源現(xiàn)狀廢鋼資源的短缺：我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程短，社會(huì)廢鋼資源不足，而且鋼鐵制造過(guò)程技術(shù)進(jìn)步使自產(chǎn)廢鋼不斷減少，同時(shí)廢鋼進(jìn)口量也相應(yīng)下降，所以我國(guó)廢鋼資源短缺、價(jià)格居高不下。（2）電能電價(jià)現(xiàn)狀電能短缺與電價(jià)成本：我國(guó)電力緊缺，短時(shí)期內(nèi)仍難滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)電爐鋼生產(chǎn)用電需求，缺電和限電導(dǎo)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(guò)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(fù)合材料的廣泛應(yīng)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(huì)不同程度地對(duì)鋼材質(zhì)量造成影響。大部分短流程沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)優(yōu)化，生產(chǎn)效率不理想。因此應(yīng)以循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求來(lái)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(wèn)題在節(jié)能環(huán)保方面存在較大差距：由于認(rèn)識(shí)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(fèi)及環(huán)境污染。3 中國(guó)電爐煉鋼的發(fā)展方向（1）電爐煉鋼在我國(guó)目前的廢鋼及電力緊缺的條件下，要堅(jiān)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(duì)于電爐流程冶煉工序，高附加值優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品因時(shí)、因地具有不同的含義。目前我國(guó)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(jī)械（包括冶金機(jī)械）部件，特別是鑄鋼件，用隨時(shí)可以啟動(dòng)、終止的電弧爐冶煉比較合適，對(duì)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(duì)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(fù)試車(chē)，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(guó)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(guò)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(yīng)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(shí)際在生產(chǎn)特鋼的同時(shí)，也在大量生產(chǎn)普鋼，但為優(yōu)質(zhì)普鋼。我國(guó)應(yīng)充分利用“973”項(xiàng)目“新一代鋼鐵材料的重大基礎(chǔ)研究”開(kāi)發(fā)的HSLC鋼及超細(xì)晶粒鋼的研究成果，用現(xiàn)代化電爐流程來(lái)生產(chǎn)400MPa級(jí)鐵素體珠光體類(lèi)型薄板及長(zhǎng)材可能是提高我國(guó)電爐鋼比例的一個(gè)重要途徑，因?yàn)樗梢匀〈壳爸唤?jīng)吹氬、喂線(xiàn)精煉的同類(lèi)小轉(zhuǎn)爐鋼（這類(lèi)鋼目前總產(chǎn)量超過(guò)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(yīng)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(qiáng)化用氧，加生鐵是最有效的方法，國(guó)外現(xiàn)代電爐煉鋼有加40%生鐵冶煉的。我國(guó)一般加2030%的生鐵塊，電爐加部分鐵水冶煉，實(shí)際上是以熱鐵水代替冷生鐵，顯然，這對(duì)節(jié)能具有重要作用，是一種技術(shù)進(jìn)步，如果說(shuō)歐洲、日本近十年來(lái)發(fā)展廢鋼預(yù)熱為特征的電爐冶煉技術(shù)是對(duì)現(xiàn)代電爐技術(shù)發(fā)展作出的重大貢獻(xiàn)，作目前我國(guó)廣泛使用的電爐加部分鐵水冶煉技術(shù)是我國(guó)對(duì)現(xiàn)代電爐技術(shù)發(fā)展作出的另一重大貢獻(xiàn)，因?yàn)閺U鋼預(yù)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(jiǎn)單。（4）提高電爐噸鋼用氧量，是強(qiáng)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(xué)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(dá) 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(gè)重要特點(diǎn)，先進(jìn)電爐的供氧強(qiáng)度已達(dá)到1.5Nm3/t.min以上，冶煉時(shí)間縮短到50min以下。4 我國(guó)電爐煉鋼的發(fā)展前景盡管目前我國(guó)電爐煉鋼面臨重重困難，但我們認(rèn)為前景是光明的，因?yàn)槭澜珉姞t鋼生產(chǎn)發(fā)展的歷史，發(fā)達(dá)國(guó)家從發(fā)展中國(guó)家走過(guò)來(lái)的歷史表明，電爐鋼比例逐年增長(zhǎng)的總趨勢(shì)不會(huì)改變，我國(guó)廢鋼的生成量會(huì)不斷增加，廢鋼生鐵比價(jià)會(huì)有所改變，加上國(guó)家宏觀(guān)調(diào)控都會(huì)朝有利于電爐鋼生產(chǎn)發(fā)展的方面變化。在中國(guó)工程院2005年4月在上海舉辦的“中國(guó)電爐流程與工程技術(shù)研討會(huì)”（簡(jiǎn)稱(chēng)第二次上海會(huì)議）上殷瑞鈺院士預(yù)測(cè)我國(guó)電爐鋼比例至2020年可望達(dá)到25%。如果采用加35%鐵水的電爐冶煉工藝，2020年我國(guó)電爐鋼比例會(huì)超過(guò)30%，電爐鋼生產(chǎn)前景是光明的。目前應(yīng)引導(dǎo)鋼鐵企業(yè)考慮對(duì)發(fā)展我國(guó)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(yàn)證明，我國(guó)對(duì)現(xiàn)代電爐煉鋼的第一輪投資，經(jīng)過(guò)十年才達(dá)到產(chǎn)能充分釋放，形成生產(chǎn)能力。再過(guò)十年。估計(jì)我國(guó)的廢鋼及電力緊缺的局面將會(huì)有大的改變，電爐煉鋼的優(yōu)勢(shì)將會(huì)得以充分體現(xiàn)出來(lái)，到時(shí)候現(xiàn)抓電爐鋼生產(chǎn)，就可能措手不及，失去機(jī)會(huì)，減少企業(yè)利潤(rùn)。根據(jù)不同條件，目前應(yīng)考慮進(jìn)行新一輪的投資，適當(dāng)?shù)男陆?00t左右級(jí)別的現(xiàn)代電弧爐，否則，可能會(huì)導(dǎo)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(dòng)。世界電爐鋼產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，總產(chǎn)量占整個(gè)粗鋼產(chǎn)量的1/3，但我國(guó)目前面臨自1990年以來(lái)第二次逐年下降的局面。因此，針對(duì)我國(guó)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(guó)由鋼鐵大國(guó)變?yōu)殇撹F強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略出發(fā)，目前國(guó)家應(yīng)通過(guò)宏觀(guān)調(diào)控，扶持我國(guó)電爐鋼的發(fā)展，引導(dǎo)鋼鐵企業(yè)對(duì)發(fā)展我國(guó)現(xiàn)代電爐煉鋼流程進(jìn)行第二輪投資。為發(fā)展我國(guó)的現(xiàn)代電爐鋼生產(chǎn)，在技術(shù)上仍然應(yīng)堅(jiān)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(qiáng)化供氧氣是二項(xiàng)重要的技術(shù)。電爐鋼廠(chǎng)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(xiàng)目開(kāi)發(fā)的400MPa級(jí)鐵素體珠光體類(lèi)型的HSLC鋼及超細(xì)晶鋼薄板