代煉鋼流程主要是轉(zhuǎn)爐流程和西安電爐流程。 西安電爐，西安電爐設(shè)備，西安電弧爐，西安精煉爐，西安礦熱爐，西安中頻爐 ，西安電渣爐，西安重鑫電爐設(shè)備有限公司，http://zjfs168.com.cn2004年世界粗鋼產(chǎn)量達(dá)10.548億t，其中轉(zhuǎn)爐鋼66452萬t，占63%，西安電爐鋼35652萬t，占33.8%?，F(xiàn)代煉鋼流程的冶煉工序?yàn)檗D(zhuǎn)爐冶煉和西安電爐冶煉。

近年來，中國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量迅猛增長，1993—2000年西安電爐鋼年產(chǎn)量在1900萬ｔ左右，致使西安電爐鋼占整個(gè)鋼產(chǎn)量的比例從23.2%降至15.7%，平均每年下降一個(gè)百分點(diǎn)。在這種情況下，在對(duì)于國內(nèi)西安電爐鋼發(fā)展問題上出現(xiàn)了不同的看法。本文從現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐與西安電爐的共性方面，探討一下不同煉鋼流程的發(fā)展問題。

現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐與西安電爐的共性問題

1   現(xiàn)代煉鋼流程冶煉工序的功能演變

隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐和西安電爐的功能在發(fā)生轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代轉(zhuǎn)爐的功能逐步演變?yōu)椋孩倏焖俑咝撎计鳎虎诳焖偕郎仄?；③能量轉(zhuǎn)換器；④優(yōu)化脫磷器?，F(xiàn)代西安電爐的功能演變?yōu)椋孩購U鋼快速熔化器?，F(xiàn)代電弧爐冶煉的一個(gè)重要特征是冶煉周期顯著縮短，已達(dá)到35～45ｍｉｎ，與同容量轉(zhuǎn)爐冶煉周期相當(dāng)，可滿足高效連鑄多爐連澆的節(jié)奏要求，成為一廢鋼快速熔化器。②快速升溫器。電弧爐原料中的廢鋼、生鐵和ＤＲＩ熔化后，為滿足出鋼溫度要求，快速升溫，現(xiàn)代電弧爐成為了一個(gè)快速升溫器。③能量轉(zhuǎn)換器。現(xiàn)代電弧爐的能源結(jié)構(gòu)包括電能、化學(xué)熱和物理熱。為縮短冶煉周期，必須充分利用變壓器功率，增加電能輸入；增加化學(xué)熱和物理熱。在一定的冶煉周期條件下，3種能量可互相轉(zhuǎn)換。目前，中國部分地區(qū)電力緊缺，價(jià)格高，可增加化學(xué)熱和物理熱的比例，爐料預(yù)熱可增加物理熱。采用廢氣預(yù)熱爐料技術(shù)可增加物理熱，減少電能的輸入。原料中高配碳，生鐵成為主要原料之一，加鐵水是最好的生鐵預(yù)熱方式，可增加化學(xué)熱和物理熱。現(xiàn)代電弧爐成為一很好的能量轉(zhuǎn)換器。④高效脫碳脫磷器。為了縮短冶煉周期，以滿足高效連鑄節(jié)奏的要求，強(qiáng)化供氧，脫碳速度快，在廢鋼熔化和升溫過程中電弧爐冶煉具有良好的脫磷條件，現(xiàn)代電弧爐成為一高效脫碳脫磷器。⑤廢棄塑料、輪胎等的處理器?，F(xiàn)代轉(zhuǎn)爐流程的焦?fàn)t、高爐工序可回收部分廢棄塑料；現(xiàn)代電弧爐流程也可能具有處理廢棄塑料、輪胎等增加化學(xué)熱的功能，且成本較低，但要注意環(huán)境保護(hù)。

如上所述，轉(zhuǎn)爐和西安電爐的功能已演變?yōu)榛鞠嘟皇怯捎跔t型不同，原料成分(主要是Ｃ，Ｐ)不同，在脫碳量、脫碳速度和脫磷要求方面有所不同，從而工藝有所差別。

2   能源結(jié)構(gòu)

鋼鐵冶金工程包括轉(zhuǎn)爐煉鋼和電弧爐煉鋼，本質(zhì)上均屬于鐵煤化工工程。

轉(zhuǎn)爐煉鋼的鐵素原料主要來自鐵水(鐵礦石)及冷料(生鐵塊及廢鋼)，碳素原料亦來自鐵水及冷料。用于煉鋼的能源，主要是吹氧與碳反應(yīng)生成的化學(xué)熱以及在高爐冶煉過程鼓入的熱空氣(可以是富氧的)與加入的焦炭和噴入的煤粉反應(yīng)放熱而使鐵水帶入的物理熱，煉鋼過程中能源表現(xiàn)形式有化學(xué)熱和物理熱。

電弧爐煉鋼過程的鐵素原料主要來自廢鋼及生鐵，碳素原料亦主要來自廢鋼及生鐵(碳可用噴粉方式加入)。用于煉鋼的能源，主要來自由煤轉(zhuǎn)換出來的電能(火力發(fā)電)以及吹氧與碳反應(yīng)生成的化學(xué)熱(包括廢鋼預(yù)熱過程煙氣中ＣＯ二次燃燒熱)以及從預(yù)熱廢鋼帶入的物理熱。煉鋼過程中能源表現(xiàn)形式有電能、化學(xué)熱和物理熱，它們比例有所不同，可以互相轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的電弧爐冶煉以電能為主，現(xiàn)代電弧爐冶煉過程中化學(xué)熱和物理熱占能耗的50%以上。物理熱可以由廢鋼顯熱，加部分鐵水代替生鐵帶來，也可像ＥＣＯＡＲＣ技術(shù)一樣，由化學(xué)熱及電能轉(zhuǎn)變而來。轉(zhuǎn)爐主要是利用鐵水的化學(xué)熱和物理熱，傳統(tǒng)電弧爐主要是利用電能，現(xiàn)代電弧爐煉鋼增加了化學(xué)熱和物理熱，電耗只占總能耗的1/3左右。

3   現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)流程的原料結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐鋼生產(chǎn)流程的主要原料是鐵水和冷料(包括廢鋼、生鐵)，鐵水主要取決于礦石、焦煤資源。

現(xiàn)代西安電爐鋼生產(chǎn)流程的主要原料是廢鋼和生鐵，加入生鐵是為了有效進(jìn)行高配碳操作，為了進(jìn)一步縮短冶煉周期，最好是加入部分鐵水。

因此現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐和西安電爐的主要原料均是鐵水和廢鋼只是二者比例不一。廢鋼由污染環(huán)境的廢棄物變?yōu)殇撋a(chǎn)的有用“資源”。

4   現(xiàn)代煉鋼流程的冶煉周期

從技術(shù)上考慮，轉(zhuǎn)爐存在一合理的冷料(廢鋼或生鐵)加入比，西安電爐存在一合理的鐵水加入比。目前，現(xiàn)代西安電爐冶煉周期與轉(zhuǎn)爐的冶煉周期基本相當(dāng)。

5   現(xiàn)代煉鋼流程以氮代氬底吹問題

為均勻成分和溫度，現(xiàn)代大型轉(zhuǎn)爐采用頂?shù)讖?fù)吹，現(xiàn)代大型西安電爐也采用底吹技術(shù)，吹氣采用氮?dú)迩袚Q方式，前期吹氮，后期吹氬。根據(jù)碳氧反應(yīng)可以脫氮和在煉鋼溫度及氧化性條件下氧硫表面活性作用對(duì)鋼液吸氮具有阻礙作用的原理，采用冶煉過程中全程吹氮，西安電爐出鋼氮可<30×10-6，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐全程底吹氮出鋼時(shí)氮含量可在10×10-6左右。

鋼材中的氮取決于現(xiàn)代煉鋼流程冶煉工序出鋼后增氮量，應(yīng)注意加強(qiáng)出鋼后鋼液的保護(hù)，防止鋼液直接與大氣接觸。

6  轉(zhuǎn)爐西安電爐冶煉工序的終點(diǎn)控制

對(duì)轉(zhuǎn)爐的終點(diǎn)成分、溫度控制已做了大量的研究，開發(fā)了許多終點(diǎn)控制技術(shù)，現(xiàn)代西安電爐工序冶金過程與轉(zhuǎn)爐相近，也開發(fā)了自己的終點(diǎn)控制技術(shù)，特別是根據(jù)碳氧、鐵氧競爭氧化的原理，開發(fā)了低碳鋼的終點(diǎn)控制技術(shù)，并成功地用于生產(chǎn)。

7  對(duì)鋼種的適用性

隨著轉(zhuǎn)爐爐外精煉技術(shù)的發(fā)展及西安電爐冶煉周期的縮短，兩種流程對(duì)絕大部分鋼種冶煉的適應(yīng)性相當(dāng)，選擇何種冶煉工序已演變?yōu)椋阂蝗Q于工序經(jīng)濟(jì)效益，二取決于可持續(xù)發(fā)展，即取決于資源、能源支撐條件和環(huán)保要求。

綜上所述，現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐冶煉與現(xiàn)代西安電爐冶煉具有越來越多的共性。

共性對(duì)鋼生產(chǎn)率的影響

由于兩種流程對(duì)鋼種適應(yīng)性基本相當(dāng)，使得企業(yè)家對(duì)選擇何種冶煉工序主要考慮企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益又主要取決于冶煉工序金屬原料的價(jià)格。

目前，中國廢鋼遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足煉鋼生產(chǎn)的需求。廢鋼價(jià)格不斷上漲且短缺，高價(jià)位還將維持一相當(dāng)長的時(shí)間；當(dāng)前電力也緊張、電價(jià)高。為此，對(duì)于同一鋼種，一般企業(yè)家均會(huì)選擇冶煉成本低、利潤高的轉(zhuǎn)爐流程，并投資增加轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力，這也是國內(nèi)近年來轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量迅猛增長的一個(gè)重要原因。

但是，煉鋼用原料的價(jià)格存在不穩(wěn)定性，例如，廢鋼的價(jià)格會(huì)隨著可用于煉鋼的廢鋼的生成量增加以及理性利用廢鋼資源而降低：生鐵(鐵水)的價(jià)格會(huì)隨著資源不斷消耗、環(huán)保成本的提高而增加；電價(jià)會(huì)由于裝機(jī)容量的增加而降低；這就使得兩種流程冶煉工序成本將發(fā)生變化：即在一定條件下，對(duì)于同一鋼種，西安電爐鋼的成本(冶煉成本、總成本)可能低于轉(zhuǎn)爐鋼，這就會(huì)促進(jìn)2011年9月16日星期五鋼的發(fā)展。

綜上所述，在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，西安電爐流程與轉(zhuǎn)爐流程將會(huì)長期共存，當(dāng)轉(zhuǎn)爐鋼的成本低于西安電爐鋼的成本條件下，西安電爐可采取生產(chǎn)高附加值鋼和加部分鐵水冶煉等縮短冶煉周期的措施降低成本；當(dāng)鐵礦、焦煤資源短缺，廢鋼資源增長時(shí)，高爐會(huì)加入部分廢鋼，轉(zhuǎn)爐可采取生產(chǎn)高附加值鋼(特別是對(duì)金屬雜質(zhì)有嚴(yán)格要求的鋼種)和提高入爐鐵水溫度，降低出鋼溫度等措施多加廢鋼，降低成本。中國西安電爐鋼比例，盡管很難達(dá)到發(fā)達(dá)國家的水平，但會(huì)逐步增長，2010年可望超過20%，到2020年預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到25%左右。

從以上分析可知，現(xiàn)代西安電爐冶煉與現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐冶煉具有越來越多的共性。根據(jù)兩個(gè)現(xiàn)代煉鋼流程的共性，可認(rèn)為中國轉(zhuǎn)爐鋼與西安電爐鋼產(chǎn)量在不同時(shí)期、不同地區(qū)，比例會(huì)有所變化；轉(zhuǎn)爐流程與西安電爐流程在相當(dāng)長的歷史時(shí)期內(nèi)將會(huì)共存；西安電爐鋼的比例雖很難達(dá)到發(fā)達(dá)國家的水平，但將會(huì)逐步增加