中國(guó)鋼鐵與大型電爐現(xiàn)狀

冶金學(xué)—煉鋼篇

——中國(guó)鋼鐵與大型電爐現(xiàn)狀閻立懿東北大學(xué)鋼鐵冶金研究所2008年10月29～11月24日沈陽(yáng)（No15）2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿2主要內(nèi)容電爐煉鋼及其發(fā)展電爐煉鋼設(shè)備及其電熱特性電爐煉鋼原料及冶煉工藝電爐新技術(shù)、新工藝爐外處理中國(guó)鋼鐵與大型電爐現(xiàn)狀2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿3

上次介紹爐外精煉技術(shù)的主要內(nèi)容：最初RH主要是對(duì)鋼水脫氫，后來(lái)增加了脫碳、脫氧、改善鋼水純凈度及合金化等功能。當(dāng)增加噴粉手段還可以脫磷，可生產(chǎn)超低磷鋼。VD法主要具有脫氧、脫氣及脫硫等功能，雖然由[C]＋[O]=CO↑真空有利于脫碳，但因之前的操作脫氧比較徹底，故忽略其脫碳量，而僅考慮碳脫氧。只有增設(shè)吹氧手段時(shí)，才具有真正的脫碳功能。

VOD法主要具有脫碳、脫氧、脫硫及脫氣等功能。過(guò)程分三個(gè)階段：低真空度真空吹氧脫碳、高真空度真空碳脫氧、真空脫氣，后兩個(gè)階段類似于VD過(guò)程，只不過(guò)VD過(guò)程的碳脫氧不強(qiáng)烈！AOD法主要具有脫碳、脫氣、脫氧、脫硫等功能。過(guò)程分二個(gè)階段：氧化期進(jìn)行脫碳、脫氣，還原期進(jìn)行脫氧、脫硫！比較AOD與VOD爐各自主要特點(diǎn)。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿4中國(guó)鋼鐵及大型電爐現(xiàn)狀1中國(guó)鋼鐵工業(yè)ABC2中國(guó)大型電爐現(xiàn)狀中國(guó)電爐煉鋼概況大型電爐技術(shù)現(xiàn)狀2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿51中國(guó)鋼鐵工業(yè)ABC

從1890年張之洞創(chuàng)辦漢陽(yáng)鐵廠到1949年的半個(gè)多世紀(jì)，產(chǎn)鋼總量?jī)H為760萬(wàn)t，不足現(xiàn)在一個(gè)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的年產(chǎn)鋼量；1949年全國(guó)產(chǎn)鋼15.6萬(wàn)t，也就是現(xiàn)在兩個(gè)多小時(shí)的鋼產(chǎn)量（163萬(wàn)t/天）。

1978年中國(guó)實(shí)行改革開放以來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到較快發(fā)展，對(duì)鋼材的需來(lái)也在不斷增加。在這一背景下，中國(guó)鋼鐵工業(yè)也進(jìn)入持續(xù)增長(zhǎng)時(shí)期，中國(guó)粗鋼產(chǎn)量由1978年的0.318億t，到1996年的1億多t（世界第一），2007年的4.89億t，占世界粗鋼比例近38%；年初估計(jì)，2008年產(chǎn)鋼量將達(dá)到5.4億噸，目前分析，能夠達(dá)到5.0億噸，相當(dāng)于美國(guó)或日本的五倍、世界2～10名的總和。

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鋼鐵冶金技術(shù)水平及技術(shù)指標(biāo)呈現(xiàn)多層面，即有世界領(lǐng)先水平、先進(jìn)水平，也有一般水平、落后水平。目前（2007年），全國(guó)重點(diǎn)冶金企業(yè)有70多家，其中年產(chǎn)鋼在200萬(wàn)噸以上的企業(yè)有63家，500萬(wàn)噸以上的企業(yè)有23家，其中48家進(jìn)入世界前100名，有10家超過(guò)1000萬(wàn)噸（進(jìn)入世界前28名）。粗鋼產(chǎn)量處于前十位鋼鐵企業(yè)見表1-1。其中沙鋼2007年兼并淮鋼與河南永鋼；湖南華菱鋼鐵集團(tuán)是由湘潭鋼鐵有限公司、漣源鋼鐵有限公司、湖南衡陽(yáng)鋼管有限公司、江蘇錫鋼有限公司等重組；濟(jì)鋼公司與萊鋼公司組成山東鋼鐵集團(tuán)公司。

2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿7排序20062007傳統(tǒng)十大企業(yè)產(chǎn)量/萬(wàn)噸企業(yè)產(chǎn)量/萬(wàn)噸1鞍本2255寶鋼2858鞍鋼2寶鋼2253鞍本2359寶鋼3唐鋼1906沙鋼2289本鋼4沙鋼1463唐鋼2275武鋼5武鋼1376武鋼2019包鋼6濟(jì)鋼1124馬鋼1417唐鋼7馬鋼1091首鋼1286攀枝花8萊鋼1079濟(jì)鋼1212首鋼9首鋼1055萊鋼1170馬鋼10華菱鋼鐵991華菱鋼鐵1112太鋼11包鋼749太鋼929表1-1粗鋼產(chǎn)量處于前十位鋼鐵企業(yè)2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿8

特殊鋼生產(chǎn)廠家，主要有老的國(guó)企15家，如上海五鋼、西寧鋼廠、大冶鋼廠、舞陽(yáng)鋼廠、大連鋼廠、撫順鋼廠、北滿鋼廠、太原鋼廠、本特鋼、長(zhǎng)城特鋼、貴陽(yáng)鋼廠、天津鋼管、成都鋼管及陜鋼，還有新興企業(yè)，如興澄鋼廠、寧波寶新、張家港浦項(xiàng)、上?？颂敳?、廣州聯(lián)眾等，這些企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模一般在50～100多萬(wàn)噸，其中太原鋼廠、興澄、天津鋼管200萬(wàn)噸以上。其中上海五鋼并入寶鋼集團(tuán)；香港中信泰富1993年收購(gòu)興澄特鋼后，近年又連續(xù)收購(gòu)大冶鋼廠、石家莊鋼廠；以大連鋼廠為核心，合并撫順鋼廠、北滿鋼廠成立東北特鋼集團(tuán)；長(zhǎng)城特鋼、成都鋼管與攀枝花鋼鐵集團(tuán)重組；陜鋼～。此外，還有為數(shù)眾多的中小型鋼鐵企業(yè)，這部分企業(yè)的鋼和鋼材生產(chǎn)能力約占全國(guó)的～20％，包括有獨(dú)立的煉鐵企業(yè)、軋鋼企業(yè)和鋼材深加工企業(yè)，如焊管、金屬制品等。中國(guó)原十大（TopBigTen）與其他鋼鐵企業(yè)現(xiàn)在與將來(lái)（預(yù)測(cè)）分布情況，見圖1-1、1-2、1-3。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿9

中國(guó)原十大（TopBigTen）與其他鋼鐵企業(yè)現(xiàn)在與將來(lái)（預(yù)測(cè)）分布情況，見圖1-1、1-2、1-3。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿10圖1-1中國(guó)十大鋼鐵聯(lián)合企業(yè)2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿11＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊圖1-215家特鋼與30幾家地方企業(yè)＊＊2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿12圖1-3未來(lái)中國(guó)鋼鐵企業(yè)分布-預(yù)測(cè)2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿132中國(guó)大型電爐現(xiàn)狀中國(guó)電爐煉鋼概況大型電爐技術(shù)現(xiàn)狀2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿142.1中國(guó)電爐煉鋼概況

中國(guó)電爐煉鋼技術(shù)的大發(fā)展應(yīng)該是始于十五年前的1993年原冶金部和上海市在上海召開的“當(dāng)代電爐流程和電爐工程研討會(huì)”。由于各級(jí)政府的引導(dǎo)、支持，對(duì)現(xiàn)代電爐流程進(jìn)行大量投資，依靠引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，在我國(guó)建成了一批“三位一體”或“四個(gè)一”的先進(jìn)電爐流程。

1993年～2006年我國(guó)電爐鋼產(chǎn)量及比例的變化情況，見圖2-1。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿15我國(guó)現(xiàn)代電爐煉鋼的發(fā)展情況2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿16

由圖可見，從1993年至今，電爐鋼生產(chǎn)的發(fā)展可分為三個(gè)階段：第一階段：1993——2000年，產(chǎn)量在1800～2000萬(wàn)噸波動(dòng)，比例在逐漸下降23%～15%。比例下降原因：

1）淘汰大量落后電爐，新上電爐還沒(méi)有達(dá)產(chǎn)；

2）鐵水過(guò)剩，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量迅速增加；

3）電爐噸鋼成本高于轉(zhuǎn)爐鋼。其中成本高的原因如下：

之一廢鋼暫時(shí)短缺，北科大黃務(wù)滌指出：印、韓國(guó)廢鋼存儲(chǔ)量遠(yuǎn)不如中國(guó)，他們采取部分進(jìn)口，以發(fā)展電爐，即廢鋼不足不是理由；

之二電價(jià)高不合理，寶鋼周渝生指出：美國(guó)電爐用電價(jià)格合0.25元/kWh，韓國(guó)從中國(guó)內(nèi)地運(yùn)煤去發(fā)電，電爐用電價(jià)格卻比我們低，這才是問(wèn)題的癥結(jié)所在。還有不少國(guó)家對(duì)電爐用電出于環(huán)保原因，還有優(yōu)惠政策等。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿17

之三廢鋼鐵價(jià)格高，國(guó)家應(yīng)制定稅收優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)回收、加工和利用廢鋼鐵資源。并大力開發(fā)國(guó)外資源，廢鋼鐵進(jìn)口實(shí)現(xiàn)零稅制。

之四廢鋼稅收政策調(diào)整增加成本：

2001年財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局頒布《關(guān)于廢舊物質(zhì)回收經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)有關(guān)增值稅政策的通知》。對(duì)廢舊物質(zhì)經(jīng)營(yíng)單位銷售其收購(gòu)的廢舊物質(zhì)免征增值稅。而對(duì)利用廢舊物質(zhì)生產(chǎn)加工的企業(yè)，購(gòu)入廢舊物質(zhì)由供應(yīng)商開具的增值稅發(fā)票改為普通發(fā)票，抵扣進(jìn)項(xiàng)稅由17％降為10％。

國(guó)家調(diào)整該政策的出發(fā)點(diǎn)是想通過(guò)減免廢舊物質(zhì)回收單位稅收，以降低廢鋼回收成本，增加社會(huì)廢鋼資源的回收量，促使廢鋼市場(chǎng)價(jià)格下降，起到鼓勵(lì)回收和利用廢鋼的作用。通過(guò)幾年的實(shí)際運(yùn)行，該項(xiàng)政策的調(diào)整并未達(dá)到預(yù)期目的，反而使特殊鋼企業(yè)稅賦加重，生產(chǎn)成本急增，效益下降。廢鋼是電爐的主要原材料，約占生產(chǎn)成本的60%，由于抵扣進(jìn)項(xiàng)稅減少7％，使每噸電爐鋼直接增加成本140～200元。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿18

第二階段：

2000——2003年，在世界電爐鋼比例有所下降的同時(shí)，我國(guó)電爐鋼比例卻走出低谷有所回升，由15%～17.6%（3906萬(wàn)噸）。電爐鋼比例回升說(shuō)明在這一階段電爐鋼的增長(zhǎng)速度比鋼總量增長(zhǎng)速度更快，見表2-1。電爐鋼比例回升快的原因：

1）國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的拉動(dòng)；

2）電爐鋼流程進(jìn)行的新一輪投資，新增大型電爐生產(chǎn)能力得到發(fā)揮，并迅速投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)、超產(chǎn)；

3）在消化國(guó)外技術(shù)基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新，開發(fā)有中國(guó)特色的電爐煉鋼技術(shù)。2004年4167萬(wàn)噸（15.7％）第三階段：2004年至今，由于房地產(chǎn)業(yè)大發(fā)展及對(duì)轉(zhuǎn)爐流程進(jìn)行大量投資導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐鋼生產(chǎn)能力的釋放，使得轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量大幅度增加，與此同時(shí)，電爐鋼第一輪投資的潛能基本飽和，使得電爐鋼比例較大幅度回落，但電爐鋼產(chǎn)量不會(huì)降低，2006、07年接近5000萬(wàn)噸。這些原因使得電爐的生產(chǎn)及電爐的發(fā)展，在一定時(shí)期受到限制。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿192.2中國(guó)大型電爐技術(shù)狀況

從二十世紀(jì)90年代初期至今，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展、鋼材需求量日益增長(zhǎng)形勢(shì)的推動(dòng)下，中國(guó)先后建設(shè)40多個(gè)現(xiàn)代化的電爐車間，均選擇UHP電爐。

UHP電爐及其相關(guān)的主要設(shè)備均從國(guó)外引進(jìn)，電爐容量為50～150噸，到2003年約十年間，引進(jìn)的UHP電爐達(dá)到40幾座，其中約30多座為國(guó)際水平，≥100噸的電爐有13座，年產(chǎn)80～120萬(wàn)噸鋼的有16座，同時(shí)淘汰近1400座小電爐。這些大型UHP電爐將發(fā)展成為中國(guó)電爐鋼生產(chǎn)的主流。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿202.2.1交流超高功率電弧爐

因UHP電爐高效、節(jié)能的效果，到2003年（不到十年時(shí)間）中國(guó)已建成一批大型交流UHP電爐。這些UHP電爐容量在50～150t，主體設(shè)備均為引進(jìn)，同時(shí)引進(jìn)或部分引進(jìn)一些配套技木，包括廢鋼預(yù)熱、水冷爐壁和水冷爐蓋、氧-燃燒咀、偏心爐底出鋼、高阻抗技術(shù)、泡沫渣長(zhǎng)弧冶煉、排煙除塵、爐底吹氬攪拌、計(jì)算機(jī)控制以及爐外精煉技術(shù)等，使其今天的電爐更加完善。

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淮陰鋼鐵公司在引進(jìn)全新70tUHP電爐同時(shí)，引進(jìn)了70t鋼包精煉爐、五機(jī)五流小方坯連鑄機(jī)、連續(xù)軋鋼生產(chǎn)線，建成了具有“電爐初煉+爐外精煉+連鑄+連軋”的這一代表當(dāng)代電爐煉鋼發(fā)展方向的現(xiàn)代化的“四位一體”式的短流程生產(chǎn)線。其中多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)水平，在國(guó)內(nèi)同類型生產(chǎn)線中居領(lǐng)先地位。近幾年，中國(guó)又引進(jìn)及自產(chǎn)80～150噸煉鋼電爐10余座，如太原鋼鐵公司、聯(lián)眾（廣州）不銹鋼公司于2007年初由奧鋼聯(lián)引進(jìn)投產(chǎn)的150噸UHP電爐，年產(chǎn)80萬(wàn)噸不銹鋼板；天津鋼管100噸，衡陽(yáng)鋼管與德陽(yáng)重型（二重）由意大利引進(jìn)的80噸電爐，以及寶鋼特鋼的60噸；還有國(guó)產(chǎn)的舞陽(yáng)100噸，天津鋼管90噸，營(yíng)口、天重、上重、齊重100噸，洛礦80噸；還有一批待上的，如寶通、唐海及滄州100噸電爐。引進(jìn)投產(chǎn)的UHP電爐情況見表2-1。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿22序廠

名電爐容量t/MVA電爐爐型爐外精煉連鑄機(jī)投日期1張家港永新公司70/54AC4流方坯19912舞陽(yáng)鋼鐵公司90/60ACLF/VD單流板坯19913福建馬尾鋼廠50/48ACLF4流方坯19924天津鋼管公司150/100ACLF/VD4流圓坯19925撫順特鋼公司50/35ACLF/VD模鑄19926成都鋼管公司90/54ACLF圓坯19947張家港潤(rùn)忠公司90/65AC豎爐LF/VD5流方坯19958淮陰鋼鐵公司70/60高阻抗LF5流方坯19959南京鋼鐵公司70/60高阻抗LF/VOD5流方坯199610江蘇錫鋼公司70/54ACLF4流方坯199611安陽(yáng)鋼鐵公司100/72高阻抗LF/VD單流板坯200012張家港沙景公司100/65AC豎爐LF/VD200113撫順特鋼公司60/40ACLF/VOD4流方坯200214北滿特鋼公司90/85ACLF/VD200215天津鋼管公司100/100ACLF/VD4流圓坯200516衡陽(yáng)鋼管公司80/70ACLF/VD4流圓坯200517寶鋼特鋼公司60/54ACLF/AOD200618廣州不銹鋼公司150/140ACLF/AOD板坯200619太原鋼鐵公司150/140ACLF/AOD板坯2006202023/2/3東北大學(xué)/閻立懿23

迄今為止，全世界已經(jīng)投產(chǎn)的50t以上的直流電弧爐已超過(guò)100臺(tái)，中國(guó)有近15臺(tái)。其中，寶山鋼鐵公司、上海五鋼及上海浦東鋼鐵公司分別從法國(guó)的克萊西姆公司（CLECIM）引進(jìn)150t、從德國(guó)的好希望公司（GHH）引進(jìn)100t及從ABB集團(tuán)引進(jìn)100t×2座直流電弧爐。這幾臺(tái)直流電弧爐不但噸位大，而且爐底電極形式各亦。爐底電極的形式分別為鋼棒水冷式，觸針風(fēng)冷式及導(dǎo)電耐火材料風(fēng)冷式爐底電極。就直流電弧爐的運(yùn)行情況來(lái)看，排除我們?nèi)狈︸{馭大型電弧爐的技術(shù)水平、操作經(jīng)驗(yàn)與管理經(jīng)驗(yàn)外，應(yīng)該說(shuō)比較正常。2.2.2直流電弧爐的發(fā)展2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿24

其中效果最佳的當(dāng)屬江陰興澄鋼鐵公司于1997年建成國(guó)內(nèi)第一條電爐“四位一體”短流程合金鋼生產(chǎn)線，即100tUHP直流電爐+LF/VD爐外精煉+R12m五機(jī)五流合金鋼連鑄機(jī)+十六機(jī)架高剛度連軋機(jī)等主要工藝裝備，全部從德國(guó)德馬克公司（DEMAG）引進(jìn)，具有當(dāng)代世界領(lǐng)先水平。實(shí)現(xiàn)連鑄100%、精煉100%及人均產(chǎn)鋼量1000t/a·p，年產(chǎn)鋼60萬(wàn)t（現(xiàn)在年產(chǎn)＞100/276萬(wàn)噸）。引進(jìn)投產(chǎn)的DC電爐情況見表2-2。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿25序廠

名電爐容量t/MVA電爐爐型爐外精煉連鑄機(jī)投產(chǎn)日期1上海浦東鋼鐵公司100/76DCLF/VD單板坯19952上海浦東鋼鐵公司100/76DCLF/VD單板坯19953沿山鋼廠60/60DCLF/VD5流方坯19964蘇州蘇興特鋼公司100/100DCLF/VD5流方坯19965寶山鋼鐵公司150/99DC雙殼爐LF/VD圓方坯19976上海五鋼公司100/76DCLF/VD5流方坯19977江陰興澄鋼鐵公司100/100DCLF/VD5流方坯19978大冶特鋼公司60/56DCLF/VD4流方坯19979廣州鋼鐵公司60/52DCLF4流方坯1998.810珠江鋼鐵公司150/120DC指豎爐LF/VOD單板坯199811杭州鋼鐵公司80/80DCLF3流方坯1999.312新疆八一鋼廠70/60DCLF4流方坯1999.10132023/2/3東北大學(xué)/閻立懿262.2.3電爐廢鋼預(yù)熱技術(shù)

1）料籃預(yù)熱法天津鋼管公司、撫順特鋼公司等在引進(jìn)了超高功率電爐的同時(shí)，配備了料籃式廢鋼預(yù)熱裝置。但是，實(shí)際操作結(jié)果并不理想，TG公司150t的預(yù)熱溫度效果極差（廢鋼入爐溫度只有100多度），F(xiàn)G公司的50t預(yù)熱裝置從安裝后就一直沒(méi)用，而且現(xiàn)在已經(jīng)拆除。近兩年，料籃預(yù)熱法有了新的發(fā)展，由意大利達(dá)涅利公司開發(fā)的DANARCPLUS2000料籃預(yù)熱裝置。南鋼在引進(jìn)投產(chǎn)了達(dá)涅利的70t高阻抗電弧爐后，2000年后又安裝了達(dá)涅利新式料籃預(yù)熱裝置，但因車間空間小操作不暢及預(yù)熱效果等問(wèn)題，現(xiàn)已拆除。珠江也引進(jìn)達(dá)涅利這種新式料籃預(yù)熱裝置的高阻抗電弧爐，效果有待考察。新式料籃預(yù)熱裝置見圖2-2～2-4。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿272023/2/3東北大學(xué)/閻立懿282023/2/3東北大學(xué)/閻立懿292023/2/3東北大學(xué)/閻立懿30

新式料籃預(yù)熱裝置裝置結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：該系統(tǒng)包括一個(gè)水冷的蛤殼式預(yù)熱料籃（預(yù)熱料籃），它是由提升和旋轉(zhuǎn)裝置操縱的。車間的橋式起重機(jī)吊常規(guī)的廢鋼料籃給預(yù)熱料籃加廢鋼。預(yù)熱料籃通過(guò)煙氣管道和可移動(dòng)頂蓋與電弧爐排煙彎管相連。在預(yù)熱位置，預(yù)熱料籃在沉降室側(cè)，用活動(dòng)煙管的方法密封。當(dāng)往預(yù)熱料籃加廢鋼或預(yù)熱裝置維修時(shí)，可采用旁通管維持電爐生產(chǎn)。該法的特點(diǎn)：預(yù)熱料籃壽命高；高溫?zé)煔饴窂蕉蹋瑥U鋼預(yù)熱直接，運(yùn)輸距離短，廢鋼預(yù)熱溫度高、效果好。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿312）雙殼電爐

新式雙殼爐自1992年的第一座，到目前為止年已有20多座投產(chǎn)，大部分為直流雙殼爐。日本首先開發(fā)出這種雙殼爐并率先采用，日本制造業(yè)占據(jù)了大部分市場(chǎng)。中國(guó)寶山鋼鐵公司從克萊西姆公司引進(jìn)150t雙殼爐，從運(yùn)行情況看，廢鋼的堆比重與廢鋼在爐中的布置對(duì)廢鋼預(yù)熱效果影響很大。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿32

3）豎窯式電爐中國(guó)最早使用的豎爐是張家港潤(rùn)忠公司從德國(guó)的?？怂构疽M(jìn)的，1995年10月投產(chǎn)，爐子為超高功率交流單殼90t/65MVA，同期引進(jìn)了90t鋼包爐與瑞士康卡斯特公司（CONCAST）RFM5流小方坯連鑄機(jī)，1996年又投產(chǎn)了26機(jī)架高速線材軋機(jī)（132m/s），形成了具有當(dāng)代國(guó)際水平的“四個(gè)一”短流程生產(chǎn)線。這臺(tái)豎爐的1999年運(yùn)行結(jié)果：冶煉周期58min，電耗402kWh/t，電極消耗為2.27kg/t，年產(chǎn)連鑄坯65萬(wàn)噸，人均年產(chǎn)鋼量超過(guò)1000t等指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿33

為了實(shí)現(xiàn)100%廢鋼預(yù)熱，?？怂构居珠_發(fā)了第二代豎爐（手指式豎爐）。珠江鋼鐵公司與安陽(yáng)鋼鐵公司分別于1998年和1999年引進(jìn)投產(chǎn)了年產(chǎn)100萬(wàn)噸的150t與年產(chǎn)70萬(wàn)噸的100t手指式豎爐，生產(chǎn)板材。張家港沙景鋼鐵公司2000年引進(jìn)投產(chǎn)了100t/70MVA手指式豎爐；2002年又引進(jìn)同樣容量的手指式豎爐。撫順鋼鐵公司引進(jìn)的60t/35MVA手指式豎爐，2001年9月投產(chǎn)。引進(jìn)投產(chǎn)的豎爐情況見表2-3。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿34序廠

名電爐容量t/MVA電爐爐型爐外精煉連鑄機(jī)投產(chǎn)日期1張家港潤(rùn)忠公司90/65豎爐LF/VD5流方坯19952珠江鋼鐵公司150/120DC指豎爐LF/VOD單薄板坯19983安陽(yáng)鋼鐵公司100/72指式豎爐高阻抗LF/VD單流板坯19994張家港沙景公司100/65指式豎爐LF/VD20015張家港沙景公司100/65指式豎爐LF/VD20026撫順特鋼公司60/35指式豎爐LF/VOD4流方坯2002782023/2/3東北大學(xué)/閻立懿354）爐料連續(xù)預(yù)熱電爐

國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的超過(guò)十座，情況見表2-1。西寧特鋼公司與貴陽(yáng)特鋼公司最早從意大利德興公司（TECHINT）引進(jìn)了相同容量的康斯迪電爐，均于2000年上半年建設(shè)投產(chǎn)。西寧特鋼公司康斯迪電弧爐設(shè)備主要技術(shù)性能參數(shù)見表2-4。另外，國(guó)內(nèi)自己制造類似的爐料連續(xù)預(yù)熱電爐，舞陽(yáng)鋼廠有三座100噸已運(yùn)行；冀南特鋼有一座70噸已投入生產(chǎn)；鞍鋼重型的70噸正在設(shè)計(jì)、制造；福州福泰60噸電爐預(yù)留連續(xù)加料預(yù)熱；還有幾家有意向。引進(jìn)投產(chǎn)及國(guó)內(nèi)消化的爐料連續(xù)預(yù)熱電爐情況見表2-5。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿36表2-460t康斯迪電爐主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)數(shù)值經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)值電爐出鋼量/t60冶煉周期/min60變壓器容量/MVA36電耗/kWh/t325爐殼高度／mm4650電極消耗/kg/t1.7電極直徑/mm550氧氣消耗/m3/t35～37輸料帶能力/t/min0.6～2.0碳粉消耗/kg/t182023/2/3東北大學(xué)/閻立懿37序號(hào)公司出鋼量/t變壓器容量/MVA投產(chǎn)日期備注1青海西寧特鋼60362000-02康斯迪2貴州貴陽(yáng)鋼廠60362000-06〃3廣東韶關(guān)鋼鐵公司90602000-12〃4江蘇無(wú)錫雪豐鋼廠70362001-09〃5山東石橫特鋼65362002-02〃6湖北鄂城鋼鐵公司60362002-09〃7吉林通化鋼鐵公司65362003-01〃8寧夏恒力鋼鐵公司75452004-06〃9浙江嘉興鋼鐵公司75452004-12康斯迪10舞陽(yáng)鋼鐵公司75改－水平進(jìn)料11舞陽(yáng)鋼鐵公司10060改－水平進(jìn)料12舞陽(yáng)鋼鐵公司100902007-01水平進(jìn)料13河北冀南特鋼公司70452007-05爐料連續(xù)預(yù)熱14鞍鋼重型公司75362008配康斯迪15福州福泰公司60322008預(yù)留爐料連續(xù)預(yù)熱16山東西王鋼鐵公司80602009連續(xù)加料表2-5國(guó)內(nèi)康斯迪電爐引進(jìn)投產(chǎn)情況2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿382.2.4強(qiáng)化用氧技術(shù)

近代電爐煉鋼大量使用氧氣，有的已經(jīng)達(dá)到45～50Nm3/t以上。電爐強(qiáng)化用氧技術(shù)包括爐壁氧-燃燒咀助熔、爐門水冷氧槍脫碳及碳-氧槍造泡沫渣以及二次燃燒節(jié)能降耗。

1）氧-燃燒咀西歐、日本及北美幾乎所有電爐都采用氧-燃燒咀進(jìn)行強(qiáng)化冶煉。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多電爐均采用，如張家港潤(rùn)忠公司引進(jìn)的90噸豎爐上采用8個(gè)氧-油燒咀進(jìn)行助熔，使用效果較好。另外，南京鋼鐵公司、淮陰鋼鐵公司、安陽(yáng)鋼鐵公司、撫順特鋼公司、成都無(wú)縫鋼管公司及萊蕪鋼鐵公司等也都采用氧-燃燒咀技術(shù)。圖2-5。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿392023/2/3東北大學(xué)/閻立懿402）爐門氧槍機(jī)械手

爐門氧槍機(jī)械手分為水冷式（非消耗）與自耗式氧槍，中國(guó)大多數(shù)為前者，開始關(guān)注自耗式氧槍。德國(guó)?？怂沟裙鹃_發(fā)的水冷氧槍與美國(guó)Berry公司、德國(guó)BSE工程公司等開發(fā)的水冷碳-氧槍，在強(qiáng)化用氧、促進(jìn)爐渣的泡沫化以及縮短熔氧期的冶煉時(shí)間等方面起到了積極的作用。國(guó)內(nèi)大型電爐多采用水冷碳-氧槍，如舞鋼、成都鋼管、張家港潤(rùn)忠公司、南鋼及寶鋼等均引進(jìn)水冷氧槍，收到了較好的效果。無(wú)錫錫興鋼鐵公司引進(jìn)德國(guó)BSE工程公司的水冷碳-氧槍效果明顯，電耗降低40～50kWh/t，冶煉時(shí)間縮短15～25min。西寧特鋼公司與貴陽(yáng)特鋼公司的CONSTEEL電爐也均配備了水冷碳-氧槍。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿413）二次燃燒氧槍

二次燃燒雖然是最近幾年的技術(shù)，但發(fā)展很快，美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)及意大利等均達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平。國(guó)內(nèi)有部分采用。寶山鋼鐵公司為150t雙殼爐的每一個(gè)爐體配備了一支用于水冷二次燃燒的氧槍，由爐門插入向熔池面吹氧，但目前尚未達(dá)到預(yù)期的效果。西寧特鋼公司將二次燃燒由CONSTEEL電爐爐內(nèi)移到爐外的廢鋼預(yù)熱的通道中進(jìn)行，使廢鋼在回收廢氣顯熱的同時(shí)，還回收化學(xué)潛熱，平均溫度高達(dá)600～650℃，噸鋼節(jié)約95kWh。

2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿424）爐壁多功能氧槍

前述爐門碳-氧槍，因其增加開爐門的熱損失、增加現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)強(qiáng)度，以及因開門泡沫渣的埋弧效果較差，因而受到挑戰(zhàn)。美國(guó)、意大利、德國(guó)開發(fā)的爐壁多功能氧槍（模塊），即將氧-燃燒咀助熔、碳-氧造泡沫渣、吹氧脫碳以及二次燃燒熔為一體——模塊，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化用氧過(guò)程自動(dòng)控制。國(guó)內(nèi)，淮陰、南鋼、廣鋼、大冶、八一、西寧等幾十座電爐采取或改造成該種爐壁多功能氧槍，并達(dá)到非常好的效果。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿432.2.5存在的問(wèn)題及今后的課題

進(jìn)入90年代以來(lái)，相繼引進(jìn)了約40多座50～150噸的超高功率電爐，并淘汰近1400座小電爐，這改變了中國(guó)電爐容量小，功率水平低、生產(chǎn)率低的落后局面，其整體裝備水平已與國(guó)際接軌。但是，與世界先進(jìn)水平相比仍有很大差距：

1）高水平的裝備，低水平運(yùn)行主要包括：廢鋼預(yù)熱效率低，爐襯壽命低，偏心底出鋼自然開澆率低，連續(xù)澆注的爐數(shù)低及鋼坯熱送比例低等等。

2）工藝技術(shù)不夠重視

由于對(duì)UHP電爐這一條短流程生產(chǎn)線認(rèn)識(shí)不足，匆忙投產(chǎn)后形成一流的裝備，二流的工藝，三流的原料及四流的人員素質(zhì)等被動(dòng)局面，也就不可能達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的效果。主要：廢鋼爐料質(zhì)量差，裝料次數(shù)多、時(shí)間長(zhǎng)；熔氧結(jié)合工藝效果差，跟不上UHP電爐的節(jié)奏；泡沫渣操作不穩(wěn)定，發(fā)泡厚度低、維持時(shí)間短，難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)弧操作等，也就是說(shuō)投入U(xiǎn)HP沒(méi)有得到超高的效率。2023/2/3東北大學(xué)/閻立懿44

3）配套技術(shù)不完善主要在強(qiáng)化用