现代电弧炉炼钢技术进展1

电弧炉、炼钢、技术、进展

现代电弧炉炼钢技术进展

摘 要 本文从四个方面阐述了现代电弧炉炼钢技术进展:(1)电弧炉炼钢生产的发展;(2)电弧炉炼钢的主要技术特点;(3)主要技术发展方向和动态;(4)电弧炉炼钢的可持续发展。 关键词 电弧炉 炼钢 发展

1 电弧炉炼钢生产的发展

电能具有清洁、高效、方便、种种优越的特性,是工业化发展的优选能源,大量开发和利用电能是人类社会现代化的重要标志。19世纪中叶以后,钢铁冶金领域内开始寻求应用电能冶炼的技术,各种大规模实现电-热转换的冶炼装置陆续出现:1879年威廉·西门子(William Siemens)首先进行了使用电能熔化钢铁炉料的研究,1889年出现了普通感应炼钢炉,1900年法国人埃尔(P.L.T.Heroult)设计的第一台炼钢电弧炉投入生产。电弧炉炼钢在近一百年中得到了长足的发展,成为最重要的炼钢方法之一。

表1 世界总年产钢量、电炉钢产量和电炉钢所占百分数

年份

世界年产钢量(万吨) 电炉钢产量(万吨) 1930 9500 117 1940 14200 600 1950 18960 1250 1960 34120 3456 1970 59640 8519 1980 71690 15752 1990 77000 21154 1996 75200 24463 1997 79900 26663 1998 77500 26277 表2 世界主要产钢国家近年来电炉钢比例(%)

年 份 全世界合计 中 国 日 本 美 国 原苏联 德 国 巴 西 韩 国 中国台湾 [注]全世界总 产钢量(亿吨)

1900 - 21.1 31.4 37.3 13.0 18.5 26.0 31.1 41.5 7.70

1991 28.4 21.1 31.4 38.4 13.8 22.1 18.9 29.1 44.6 7.34

1992 29.4 21.8 31.5 38.0 (10.9) 22.9 19.2 30.2 48.8 7.23

1993 30.9 23.2 31.2 38.2 13.0 21.6 19.9 33.2 47.1 7.31

1995 32.6 19.0 32.3 39.4 11.6 24.1 17.6 37.8 43.0 7.56

1996 32.9 18.0 33.3 42.1 12.5 26.0 20.4 39.5 46.2 7.52

1997 33.7 17.6 32.8 43.2 12.2 26.4 19.8 43.1 41.6 7.99

1998 33.9 15.8 31.9 44.6 12.3 27.5 19.3 40.3 41.9 7.75

由表1可以看出:

①五十年代以前,全世界电炉钢的总产量很低,电炉钢所占百分比也很低,当时电炉炼钢是一类“特殊”的炼钢方法。

②五、六十年代以后,电炉钢迅速发展,1950年至1990年的41年间全世界电炉钢总产量增长近17倍,平均年递增率为7.14%,每年平均增加485万吨。电炉钢占的百分比也由6.5%增至27.5%,平均每年增加0.51个百分点。

其间,五十年代出现了小钢厂(minimill),六十年代诞生了超高功率电弧炉(UHP-Ultra High Power)技术。

③九十年代以来,全世界电炉钢产量仍然持续高速发展,1990年至1998年全世界电炉钢,平均每年增加569万吨,年递增率为2.44%。电炉钢占的百分比进而增长至33.9%,平均每年增加0.71个百分点。

表2数据表明:

①我国电炉钢比例远低于经济发达国家,也低于世界平均值。

②我国电炉钢比自1993年后持续下滑,平均每年约降低一个百分点。 2 电弧炉炼钢的主要技术特点 2.1 原料

任何冶炼过程都是以其原料为基础的,电弧炉炼钢也不例外。传统的电弧炉炼钢是全废钢工艺――以冷废钢为主,配加10%左右的生铁块。除冷生铁外,现代电弧炉炼钢使用的其它原料还有:直接还原铁(DRI,HBI)、热铁水、碳化铁等。

电弧炉炼钢的原料构成对其工艺、装备、指标等有决定性影响,不同的原料结构之间是不可比的,相互比较的基准应是上述全废钢(或基于全废钢)工艺。

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