陸明希，張浩

（上海富寶資訊，上海 200333）

當(dāng)今鋼鐵生產(chǎn)可分為“從礦石到鋼材”和“從廢鋼到鋼材”兩大流程。相對(duì)于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中以高爐-轉(zhuǎn)爐為代表的常規(guī)流程而言，以廢鋼為主要的電弧爐煉鋼生產(chǎn)線具有工序少、投資低和建設(shè)周期短的特點(diǎn)，因而被稱為短流程[1]。

1 電爐鋼能耗

電弧爐煉鋼是鋼鐵工業(yè)的主要煉鋼方法之一，近年由于電弧爐煉鋼應(yīng)用了一系列新技術(shù)、新工藝、新裝備，開發(fā)并生產(chǎn)了許多新產(chǎn)品，使之形成了最有競(jìng)爭(zhēng)力的鋼鐵生產(chǎn)方式，特別是全球范圍興起的低碳經(jīng)濟(jì)熱潮，使電爐鋼的發(fā)展迎來了新的機(jī)遇。

世界鋼協(xié)公布的轉(zhuǎn)爐流程的噸鋼能耗應(yīng)在24 GJ/t鋼左右，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤為820 kg標(biāo)煤/t鋼；電爐流程能耗約為12.4 GJ/t鋼，折合400～420 kg標(biāo)煤/t鋼。表1，2為轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼噸鋼輸入物料和能耗對(duì)比。按照《美國(guó)能源部能源信息署》給出的噸鋼標(biāo)準(zhǔn)煤排放系數(shù)0.69計(jì)算，轉(zhuǎn)爐流程二氧化碳排放量為2.07 t/t鋼，電爐流程二氧化碳排放量為1.037 t/t鋼，二氧化碳排放加權(quán)平均值為1.76 t/t鋼。在大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，從鐵礦石進(jìn)廠到焦化、燒結(jié)、煉鐵和煉鋼，整個(gè)工藝過程中能源消耗和污染排放主要集中在煉鐵及鐵前工序，這段能耗一般為綜合能耗的60％。廢鋼作為鐵礦石的可替代原料，采用廢鋼直接煉鋼可大致節(jié)約能源60％，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每多用1 t廢鋼、少用1 t生鐵可節(jié)約0.4 t焦炭或1 t左右的原煤。因此大力發(fā)展電爐鋼生產(chǎn)是今后鋼鐵工業(yè)的主流。

表1 轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼輸入物料對(duì)比

表2 轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼能耗對(duì)比

2 國(guó)內(nèi)外電爐鋼發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，世界電爐鋼產(chǎn)量占鋼總產(chǎn)量的比重約為32％～35％，歐盟電爐鋼的比重已達(dá)到50％。隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，在轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量急劇增長(zhǎng)的背景下，我國(guó)電爐鋼產(chǎn)量也逐年增加，但是由于電力資源不足以及廢鋼資源的短缺，電爐鋼的比重仍較低。

我國(guó)電弧爐煉鋼工藝裝備是以冶煉合金鋼為主而發(fā)展起來的，一般爐容量小于50 t。從20世紀(jì)90年代起，大容量、超高功率電弧爐在我國(guó)獲得了較快發(fā)展，電弧爐總座數(shù)有所減少，爐容趨向大型化，在淘汰落后電弧爐工藝裝備和設(shè)備大型化方面已取得較大進(jìn)步。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2007年50 t及以上電弧爐產(chǎn)能約占電弧爐鋼總產(chǎn)能的83.5％，成為我國(guó)電弧爐鋼生產(chǎn)的主體設(shè)備，100 t及以上電弧爐產(chǎn)能占電弧爐鋼總產(chǎn)能的比例也接近了45％。

近年來我國(guó)電弧爐煉鋼生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是大量配加鐵水作為原料，電弧爐冶煉的生產(chǎn)節(jié)奏大幅度加快，冶煉電耗降至200 kW·h/t鋼，鋼中有害殘余元素平均含量降低，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)該說，電弧爐生產(chǎn)配加鐵水是我國(guó)廢鋼資源短缺的暫時(shí)現(xiàn)象、權(quán)宜之計(jì)[2]。

從表3，4來看，世界電爐鋼產(chǎn)量在經(jīng)歷了前期穩(wěn)步增長(zhǎng)后，近幾年基本穩(wěn)定在4億t的水平，另外從世界范圍來看，電爐鋼產(chǎn)量占比呈現(xiàn)的是先上升后逐步下降的態(tài)勢(shì)，2001年時(shí)達(dá)到峰值，占比35.1％，之后逐年降低，2010年電爐鋼產(chǎn)量占比降至28.8％，主要原因是近幾年轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量增速快于電爐鋼產(chǎn)量增速。從世界主要產(chǎn)鋼國(guó)的電爐鋼比例來看，美國(guó)電爐鋼占比在2010年達(dá)到了61.3％，位列世界第一，值得注意的是，印度這一比例從2000年的32.1％上升到2010年的60.5％，大有一舉取代美國(guó)成為電爐鋼應(yīng)用最多的國(guó)家。

表3 近年來世界電弧爐鋼產(chǎn)量

表4 近年來世界主要產(chǎn)鋼國(guó)的電爐鋼比例 ％

從東亞鄰國(guó)來看，日本的電爐鋼占比也較小，2010年占比在21.8％，且呈現(xiàn)逐年降低的趨勢(shì)。另外，韓國(guó)的電爐鋼產(chǎn)量占比較高，保持在40％以上，但近年來韓國(guó)這一比例也在降低。而國(guó)內(nèi)電爐鋼占比則明顯偏低，近幾年長(zhǎng)期處于10％以下，在2009年降到8.5％最低點(diǎn)后，2010年反彈至9.8％，國(guó)內(nèi)電爐鋼應(yīng)用有望進(jìn)一步擴(kuò)大。

3 結(jié)語

目前國(guó)內(nèi)電爐鋼應(yīng)用比例還非常低，主要原因是廢鋼資源有限，電力消耗較大，電費(fèi)成本支出較高，以及高企的廢鋼價(jià)格，導(dǎo)致電爐鋼難以快速發(fā)展。針對(duì)我國(guó)廢鋼和電力資源在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將緊缺的局面，電爐鋼生產(chǎn)要進(jìn)一步發(fā)展，仍然要依靠技術(shù)進(jìn)步，生產(chǎn)高附加值鋼，以縮短冶煉周期為核心降低成本[3]。隨著社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，鋼鐵積蓄量的不斷增加，電爐煉鋼技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，加之電爐鋼能耗的優(yōu)勢(shì)，都會(huì)促使電爐煉鋼市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)。同時(shí)，隨著國(guó)家對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保等管理制度的不斷加強(qiáng)，電爐煉鋼綜合優(yōu)勢(shì)也會(huì)不斷顯現(xiàn)。因此，未來電爐煉鋼面臨廣闊的發(fā)展前景。

[1] 徐匡迪，洪新.電爐短流程回顧和發(fā)展中的若干問題[C]//中國(guó)電爐流程與工程技術(shù)文集，北京：冶金工業(yè)出版社，2005，1.

[2] 吳建常.電弧爐煉鋼的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步[C]//2009特鋼年會(huì)論文集，2009.

[3] 傅杰，蘭德年.現(xiàn)代電弧爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展及我國(guó)電爐鋼生產(chǎn)的前景[C]//中國(guó)電爐流程與工程技術(shù)研討會(huì)論文集，2005.