劉遠偉　白小君

摘? 要：電弧爐煉鋼短工藝的發(fā)展及特點綜述。如DRI、熱裝鐵水、廢鋼預(yù)熱等新的短流程煉鋼。淺析我國短流程煉鋼的現(xiàn)狀及對短流程發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：電弧爐;短流程;煉鋼

短流程是一種結(jié)合電弧爐和連鑄連軋的生產(chǎn)工藝，主要表現(xiàn)為準(zhǔn)備原料，將LF爐精煉到連鑄軋制，形成一個三合一或四合一的工藝。電弧爐短流程煉鋼工藝、效率、環(huán)保等優(yōu)點已成為世界上兩大煉鋼工藝之一。

一、現(xiàn)代短流程煉鋼工藝的發(fā)展

1.國內(nèi)外短流程煉鋼的現(xiàn)狀是一個短流程，對高端產(chǎn)品、能源多樣化和原材料多樣化優(yōu)勢。電短流程鋼廠的發(fā)展因國家和地區(qū)而異，取決于可用資源廢鋼、電煤炭、天然氣。由于多年來粗鋼產(chǎn)量的快速增長，我國電爐鋼的比重沒有增加，而是下降，成為世界上電爐鋼比重下降的少數(shù)國家之一。美國電爐煉鋼是世界第一鋼鐵型材市場已被短流程鋼鐵完全占據(jù)。北美厚板市場逐漸被IPSCO、North Star、Nucor、Oregon Steel短期鋼鐵企業(yè)占據(jù)。熱軋板、冷軋板和鍍鋅板的市場也逐漸被SDI、Nucor、Gallation、Deltasteel、Trico、Hylsa等短流程鋼鐵公司占據(jù)，隨著連鑄機技術(shù)的發(fā)展，越來越多的高附加值和先進技術(shù)的短流程鋼廠正在擴大。

2.現(xiàn)有技術(shù)的特性。隨著電爐鋼產(chǎn)量的迅速增加，生產(chǎn)技術(shù)具有許多特點。（1）將較長材、扁平材產(chǎn)品擴展到較高的附加值。（2）電爐容量及短流程煉鋼的規(guī)模增加。最大容量為400噸。容量從80t升至120 t增至150至200 t，近年來，建成了250-300 t短流程鋼廠。（3）隨著電弧爐的發(fā)展，功耗不斷降低。（4）在材料多樣化過程中，從礦石到熱軋產(chǎn)生了短流程鋼廠。（5）整合先進技術(shù)形成連續(xù)電爐短流程鋼廠。（6）先進的技術(shù)包括短流程鋼廠，如鋼鐵廢料預(yù)熱、薄帶成型、無頭軋制等。原料來源是電爐短工藝與高爐-轉(zhuǎn)爐長工藝的主要區(qū)別點，不同區(qū)域資源相結(jié)合，出現(xiàn)了不同形式的電爐短流程。

3.分析了我國當(dāng)前的短流程現(xiàn)狀。近年來，我國新建了一批短流程鋼廠。從我國電弧爐的短流程技術(shù)和設(shè)備來看，可以發(fā)現(xiàn)以下特點：（1）從設(shè)備角度來看，我國短流程爐席位逐年減少，電容量大規(guī)模擴大。50噸以上電爐產(chǎn)能約占我國電爐煉鋼總產(chǎn)能的85%，成為我國電爐煉鋼的主要設(shè)備。但是，100噸及以上電爐的生產(chǎn)能力僅為42%，這是低的。（1）工藝：近幾十年來，我國短流程電弧爐煉鋼技術(shù)不斷發(fā)展。關(guān)于減少冶煉周期、降低運營成本和生產(chǎn)高附加值鋼冶煉廠、高功率合理供電、富氧及燃料噴吹、偏心爐底出鋼、熱兌鐵水等技術(shù)未達到國際水平。（2）從整個流程來看，存在著具有國際先進水平的短流程，如興澄鋼鐵廠合金鋼棒生產(chǎn)工藝、珠江鋼鐵廠電爐坯連鑄生產(chǎn)工藝等。煉鋼短流程工藝柔性強，在高碳鋼和合金鋼等特種鋼的生產(chǎn)中具有優(yōu)勢。隨著鐵礦石資源的減少和廢鋼鐵的增加，預(yù)計數(shù)噸鋼材的利潤將大大高于傳統(tǒng)的漫長過程。但是，在當(dāng)前形勢下，電弧爐短流程技術(shù)面臨著若干挑戰(zhàn)：①廢物資源短缺：我國快速工業(yè)化進程和社會廢物資源不足，而煉鋼技術(shù)進步導(dǎo)致廢物不斷減少從而導(dǎo)致乏鋼資源短缺，價格高漲。②電力不足，電費昂貴：由于我國電力緊缺，短期內(nèi)國內(nèi)電爐煉鋼的需求仍然難以滿足。電力短缺和電力限制導(dǎo)致電爐生產(chǎn)斷斷續(xù)續(xù)，生產(chǎn)成本增加。③廢鋼回收過程中的有害物質(zhì)積累：廢鋼是短過程中的主要原料，其質(zhì)量正在下降。一方面，隨著廢物的循環(huán)利用，有害元素積累起來;④大多數(shù)短流程沒有優(yōu)化，生產(chǎn)力也沒有優(yōu)化。因此，必須根據(jù)循環(huán)經(jīng)濟的要求來衡量，以確保生產(chǎn)的順利進行，減少設(shè)備故障和生產(chǎn)事故，合理規(guī)劃，提高投入使用的比率。⑤在節(jié)能和環(huán)境保護方面存在重大差距：知識不足、生產(chǎn)管理不善、技術(shù)不足和投資不足導(dǎo)致能源浪費和環(huán)境污染。

二、我國鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的未來發(fā)展展望

我國鋼鐵生產(chǎn)總量居世界前列，鋼鐵工業(yè)作為我國產(chǎn)業(yè)的支柱，在我國經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。在我國鋼鐵生產(chǎn)過程中，大多數(shù)鋼鐵產(chǎn)品都是采用轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)制造的，目前這是煉鋼的主要技術(shù)手段。隨著我國加工鋼材技術(shù)的發(fā)展，我國鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進步為現(xiàn)代鋼鐵技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1.大力發(fā)展回轉(zhuǎn)爐降渣煉鋼工藝。隨著鋼鐵產(chǎn)量的增加，我國鐵礦供應(yīng)變得更加緊張，受到了環(huán)境的制約，先進降渣節(jié)鐵技術(shù)的發(fā)展成為我國未來鋼鐵技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。減少加工鋼材的廢渣可以提高鐵水回收率，減少鐵損，有效降低生產(chǎn)成本，提高鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟效益。此外，回轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝可減少回轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝產(chǎn)生的污染物和渣的排放，減少鋼鐵企業(yè)周圍的環(huán)境污染，促進生態(tài)環(huán)境管理，降低企業(yè)經(jīng)營成本對鋼鐵企業(yè)在發(fā)展回轉(zhuǎn)爐降渣煉鋼工藝的過程中，要注重以內(nèi)容：優(yōu)化回轉(zhuǎn)窯爐冶煉原料，降低硅含量，提高鐵質(zhì)含量，提高回轉(zhuǎn)爐鐵礦石開采質(zhì)量。②應(yīng)盡可能利用高爐低硅冶煉;③采用鋼工藝減少轉(zhuǎn)爐降渣。

2.優(yōu)化優(yōu)質(zhì)鋼材品種流程及吹練重點控制技術(shù)。隨著鋼加工技術(shù)的發(fā)展，清潔鋼和優(yōu)質(zhì)鋼生產(chǎn)工藝的優(yōu)化成為我國鋼鐵企業(yè)面臨的緊迫問題。根據(jù)我國鋼鐵市場的需要，在高質(zhì)量鋼生產(chǎn)過程中，必須有機地組裝生產(chǎn)工藝和設(shè)備，如鋼水處理、爐外熔煉、連鑄機和連軋機，以便有效提高轉(zhuǎn)爐煉鋼的效率，減少潔凈鋼的生產(chǎn)時間和鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)能力的提高。在鋼鐵企轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程中，應(yīng)注意提高鋼端控制精度。改進轉(zhuǎn)爐煉鋼控制的關(guān)鍵要素是優(yōu)化轉(zhuǎn)爐吹練工藝，促進爐內(nèi)鋼渣平衡，保終點控制操作的穩(wěn)定性。與此同時，必須結(jié)合轉(zhuǎn)爐煉鋼的動態(tài)控制技術(shù)手段，通轉(zhuǎn)爐煉鋼內(nèi)實時反饋實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼終點的精確控制。

3.大力發(fā)展節(jié)能技術(shù)，重視清潔生產(chǎn)。我國鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進步離不開環(huán)境問題。過去，我國鋼鐵企業(yè)在煉鋼過程中，在追求生產(chǎn)能力的同時，忽視了煉鋼廠周邊的環(huán)境問題，煉鋼造成的環(huán)境污染已成為越來越嚴(yán)重的問題。因此，使用轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的鋼鐵企業(yè)今后生產(chǎn)鋼鐵必須注意環(huán)境問題。同時，面對我國日益嚴(yán)峻的能源消耗問題，鋼鐵企業(yè)大力發(fā)展能源生產(chǎn)和減排技術(shù)，在綜合節(jié)能減排的基礎(chǔ)上，消除煉鋼廠周圍的大氣和環(huán)境污染，重視鐵水脫硅，降低爐渣的產(chǎn)出量，目前環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)對于轉(zhuǎn)爐煉鋼煙塵，必須大力發(fā)展干法除塵技術(shù)，減少水資源消耗。

隨著全球低碳經(jīng)濟的呼聲日益高漲，以及國家能源保護和環(huán)境政策的實施，短流程的發(fā)展將主要側(cè)重于原材料和能源。所以它可以適應(yīng)原料和爐內(nèi)能源的變化，同時，全封閉式設(shè)計、高溫預(yù)熱廢鋼和電弧爐煉鋼將具有更大的發(fā)展?jié)摿?。我國鋼鐵工業(yè)的工程企業(yè)和研究機構(gòu)應(yīng)努力加強短期鋼鐵制造和設(shè)備技術(shù)的研究與開發(fā)，培養(yǎng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)和獨創(chuàng)性的相關(guān)技術(shù)，逐步趕上國際同行的步伐總之，隨著短流程鋼生產(chǎn)工藝的深化和關(guān)鍵技術(shù)的研究，電爐短流程的開發(fā)推廣，將大大促進我國鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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