专题中国电弧炉炼钢的现状及发展趋势（，，）摘要：本文阐述了中国电弧炉炼钢技术的现状，并在阐述中国近年电弧炉炼钢的发展变化及存在的问题的基础上，提出了中国电弧炉炼钢发展要注意的问题及发展趋势。
关键词：电弧炉，不锈钢，产业现状，发展趋势China electric arc furnace steelmaking status and development trendAbstract：This paper describes the status of Chinese electric arc furnace steelmaking technologies and expounded China's 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 引言电弧炉（electric arc furnace）利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。
气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。
对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。
通过金属电极或非金属电极产生电弧加热的工业炉叫做电弧炉。
电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。
电弧炼钢炉的炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成，炉底和炉壁用碱性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。
电弧炼钢炉按每吨炉容量所配变压器容量的多少分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。
电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢。
电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利。
电弧炉炼钢发明后不久，就用于冶炼合金钢，并得到较大的发展。
1中国电弧炉炼钢现状20世纪70年代前，中国的电炉一般都是30t以下的普通功率电炉。
80年代开始建设 50～75t。
普通功率和高功率电炉，同时引进建设了40～150t高功率和超高功率电炉，配备不同型式的炉外精炼设施，炼钢工艺由传统的电炉一步炼钢法转变为电炉与炉外精炼配合的二步炼钢法，电炉承担熔化任务，还原精炼移到炉外精炼装置中进行。
工艺流程选择上，传统的电炉炼钢车间采用电炉一模铸的生产流程。
新建的电炉炼钢车间普遍采用高功率或者超高功率电炉一炉外精炼一连续铸钢(简称铸钢)的新流程。
这种流程的最大特点是电炉主要作为炉料的熔化设备，而精炼任务移至炉外进行，不仅可以提高电炉的生产率，而且保证了钢水质量，解决了电炉与连铸配合上的矛盾，有利于车间全连铸的实现。
电炉炼钢车间的产品要考虑专业化生产，尽量避免品种多而全。
车间的电炉座数应根据车间产量和品种的要求选用1～2座电炉为宜。
电炉钢比重近年来，世界电炉钢产量占钢总产量的比重为32%一35%欧盟电炉钢的比重已达到50%。
由于电力资源不足以及废钢资源的短缺，我国电炉钢所占比重仍较低。
从1993年至今，我国电炉钢生产的发展可分为3个阶段，近几年我国电炉钢占钢总产量比重总体呈下降趋势。
2004年以后进入第三阶段，在这一阶段，中国电炉钢比例正面临着1990年以来第二次逐年下降的局面，由于前一阶段我国对转炉流程进行大量投资导致的转炉钢生产能力的释放，使我国转炉钢产量大幅度增长，增长速度达27%，而电炉钢第一轮投资导致的潜能挖掘释放已经饱和，年增长速度大大降低到6.7%，转炉钢增长速度高于电炉钢，从而使电炉钢比例又有所下降，估计这次下降的势头比1993-2000年那次更猛，1993-2000年每年平均约降低了一个百分点，而这次在2003-2004年间，一年内就下降了约二个百分点，从17.6%下降到15.2%。
2005年我国钢产量将达到约3.5亿t，电炉钢比例可能低于13%。
今后几年如不控制全国钢的总产量和转炉钢生产，较大幅度增加电炉钢产量，则电炉钢的比例还会迅速下降。
2 我国目前电弧炉炼钢存在的问题（1）废钢资源现状废钢资源的短缺：我国工业化进程短，社会废钢资源不足，而且钢铁制造过程技术进步使自产废钢不断减少，同时废钢进口量也相应下降，所以我国废钢资源短缺、价格居高不下。
（2）电能电价现状电能短缺与电价成本：我国电力紧缺，短时期内仍难满足国内电炉钢生产用电需求，缺电和限电导致电炉间歇式生产，生产成本更趋升高。
（3）有害元素的困扰废钢循环过程中有害元素的富集：废钢作为短流程的主要原料，其质量在不断恶化。
一方面随着废钢循环次数的增加，有害元素不断富集；另一方面钢材表面涂层技术和复合材料的广泛应用使回收的废钢带有C u 、Z n 、P b 、S n 、M o 、N i 等元素，这会不同程度地对钢材质量造成影响。
大部分短流程没有实现全线优化，生产效率不理想。
因此应以循环经济的要求来衡量，保证生产顺行，减少设备故障和生产事故，合理调度，提高作业率。
（4）环保问题在节能环保方面存在较大差距：由于认识不足、生产管理不善以及缺乏技术和投资等原因，造成大量的能源浪费及环境污染。
3 中国电炉炼钢的发展方向（1）电炉炼钢在我国目前的废钢及电力紧缺的条件下，要坚持生产高附加值优钢和以缩短冶炼周期为核心降低操作成本的方向。
对于电炉流程冶炼工序，高附加值优质产品因时、因地具有不同的含义。
目前我国高附加值优质产品，也就是能盈利的电炉钢品种包括：a) 转炉流程不适合生产的高合金钢、高温合金、大型铸锻件用钢；一些大型机械（包括冶金机械）部件，特别是铸钢件，用随时可以启动、终止的电弧炉冶炼比较合适，对一些特厚板，用电炉生产大型钢锭的轧材比用电炉或转炉生产的连铸坯的轧材质量好，对于一些军工产品，即使转炉流程能够生产，但军方不愿意重复试车，还得让电炉流程生产；b) 转炉流程能够生产但目前在国内产量还是不大的一些合金钢钟，如轴承钢、齿轮钢、弹簧钢等；c) 过去仅能用转炉流程生产的、现代电炉流程也能生产的一些品种，如高附加值的板材（薄板、中板、厚板）；d) 优质碳素钢（特别是中、高碳钢）和低合金钢（包括使用量很大的螺纹钢）。
（2）电炉应考虑生产普钢。
世界上电炉钢的比例为1/3左右，但特钢比例约15%，电炉实际在生产特钢的同时，也在大量生产普钢，但为优质普钢。
我国应充分利用“973”项目“新一代钢铁材料的重大基础研究”开发的HSLC钢及超细晶粒钢的研究成果，用现代化电炉流程来生产400MPa级铁素体珠光体类型薄板及长材可能是提高我国电炉钢比例的一个重要途径，因为它可以取代目前只经吹氩、喂线精炼的同类小转炉钢（这类钢目前总产量超过亿吨）。
（3）加部分铁水冶炼在缩短冶炼周期，提高生产率，降低电炉钢固定成本、人工成本、降低电耗方面具有显著效果。
特别应该注意的是，现代电弧炉炼钢，为了缩短冶炼周期，除超高功率供电外，还必须提高配碳量，强化用氧，加生铁是最有效的方法，国外现代电炉炼钢有加40%生铁冶炼的。
我国一般加20~30%的生铁块，电炉加部分铁水冶炼，实际上是以热铁水代替冷生铁，显然，这对节能具有重要作用，是一种技术进步，如果说欧洲、日本近十年来发展废钢预热为特征的电炉冶炼技术是对现代电炉技术发展作出的重大贡献，作目前我国广泛使用的电炉加部分铁水冶炼技术是我国对现代电炉技术发展作出的另一重大贡献，因为废钢预热的效果一般为吨钢节电60kWh，而加35%铁水冶炼吨钢节电120kWh以上，且装备简单。
（4）提高电炉吨钢用氧量，是强化电炉冶炼、提高电炉节奏最有效手段之一。
目前，电炉炼钢氧气产生的化学能在电炉总能量输入中所占的比例，从全废钢冶炼的20-30％，达到加铁水冶炼的50％以上。
大量输入氧气已是现代电弧炉炼钢工艺的一个重要特点，先进电炉的供氧强度已达到1.5Nm3/t.min以上，冶炼时间缩短到50min以下。
4 我国电炉炼钢的发展前景尽管目前我国电炉炼钢面临重重困难，但我们认为前景是光明的，因为世界电炉钢生产发展的历史，发达国家从发展中国家走过来的历史表明，电炉钢比例逐年增长的总趋势不会改变，我国废钢的生成量会不断增加，废钢生铁比价会有所改变，加上国家宏观调控都会朝有利于电炉钢生产发展的方面变化。
在中国工程院2005年4月在上海举办的“中国电炉流程与工程技术研讨会”（简称第二次上海会议）上殷瑞钰院士预测我国电炉钢比例至2020年可望达到25%。
如果采用加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。
目前应引导钢铁企业考虑对发展我国现代电炉炼钢的第二轮投资，新增现代电炉炼钢生产能力。
历史经验证明，我国对现代电炉炼钢的第一轮投资，经过十年才达到产能充分释放，形成生产能力。
再过十年。
估计我国的废钢及电力紧缺的局面将会有大的改变，电炉炼钢的优势将会得以充分体现出来，到时候现抓电炉钢生产，就可能措手不及，失去机会，减少企业利润。
根据不同条件，目前应考虑进行新一轮的投资，适当的新建100t左右级别的现代电弧炉，否则，可能会导致新建不符合产业政策，容量小于60t以下的电弧炉，或使大批小容量的电炉重新起动。
世界电炉钢产量不断增长，总产量占整个粗钢产量的1/3，但我国目前面临自1990年以来第二次逐年下降的局面。
因此，针对我国目前废钢及电力紧缺的现状，从全球可持续发展和使我国由钢铁大国变为钢铁强国的战略出发，目前国家应通过宏观调控，扶持我国电炉钢的发展，引导钢铁企业对发展我国现代电炉炼钢流程进行第二轮投资。
为发展我国的现代电炉钢生产，在技术上仍然应坚持电炉生产高附加值钢和降低操作成本的方向，电炉加部分铁水冶炼及采用集束氧枪强化供氧气是二项重要的技术。
电炉钢厂除生产特钢外要积极创造条件生产普钢，特别是“973”项目开发的400MPa 级铁素体＋珠光体类型的HSLC钢及超细晶钢薄板及长材。
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