第四章 现代电弧炉炼钢的发展与节能

99. 什么是现代电炉炼钢？现代电弧炉炼钢具有哪些特征？

“现代电弧炉炼钢”一词最先出现在中国学者徐匡迪和殷瑞钰于1993年发表的论文“现代电炉炼钢的发展趋势”及“当代电路流程的工程进展评价”中。之后，众多冶金工作者在他们的专著和论文中采用了“现代电弧炉炼钢”或“现代电炉”的述语。

关于现代电弧炉炼钢的特征，一般总结为“高效”和“节能”，随着绿色经济概念的提出，又加上了“环保”。殷瑞钰在其“当代电路流程的工程进展评价”一文中将其归结为下列特征：

（1）电炉生产节奏转炉化； （2）钢的二次精炼在线化； （3）钢的凝固过程连续化；

（4）建立在连续轧制基础上的产品专业系列化； （5）可持续发展。

上述归纳较好地反映了现代电弧炉炼钢的一些特征和发展趋势，使我国的电弧炉炼钢具备这些特征，是我国电弧炉炼钢生产发展的方向。

100.现代电弧炉炼钢技术与传统电弧炉炼钢有哪些差异？

现代电弧炉炼钢的特征是由现代电弧炉炼钢的技术特点决定的，我们对现代电弧炉炼钢与传统的电弧炉炼钢做个对比，来揭示二者技术特点上的差异，见表4-1。

表4-1传统电弧炉与现代电弧炉炼钢法比较

比较项目 能源 冶金过程 电能 熔化、氧化、还原三期操作； 熔炼毕碳＞0.2% 主要原料 废钢，10-15%生铁 传统电弧炉炼钢 现代电弧炉炼钢 电能、化学能、物理能 取消电弧炉还原期，采用炉外精炼；高配碳，可停电不停氧操作 废钢，30-40%生铁/铁水及适量DRI/HBI 产品 环境 钢锭 环保差 连铸坯 重视环保，绿色制造

由上表比较可见，现代电弧炉炼钢具有下列5个特点：

（1）现代电弧炉炼钢的能源有三种，除了传统的电能外，还有化学能和物理能，化学能和物理能所占的比例超过50%，这也是现代电弧炉炼钢具有节能优势的一个重要因素。

（2）现代电弧炉的冶炼过程主要是熔化氧化过程，取消了传统电弧炉炼钢的还原期。传统电弧炉炼钢还原期的任务由在线的二次精炼完成，现代电弧炉成为一座初炼炉。用氧的主要目的由传统电弧炉的助熔、脱碳去气（熔毕碳＞0.2%）变为提供化学热，成为现代电弧炉炼钢的一个重要热源。由于化学热和物理热的增加，冶炼过程中采用加部分铁水冶炼时，可以实现停电不停氧操作。这是由于兑入的铁水比例高，富含物理热，有一段冶炼时间可以像转炉那样实现不供电。

（3）现代电弧炉炼钢的主要原料除废钢外还有30-40%的生铁或DRI/HBI等。生铁在传统电弧炉炼钢过程中的配入量一般为10-15%，主要用来通过C-O反应去气及增碳，而现代电弧炉炼钢过程中主要用来高配碳，以增加化学热和物

理热，生铁是最佳的配碳剂。巴西某厂于1995年以前在电弧炉炉料中加40%的生铁，我国的珠钢150吨烟道竖炉电弧炉多年来均是采用30-35%的生铁（部分用HBI替代）作为炉料，韶关90吨Consteel电弧炉原料中也曾使用30%的生铁。

为了增加物理能，采用废钢预热技术有一定优势，这是国外较为普遍采用的技术。在现代电弧炉炼钢过程中，炉料预热是包括生铁预热的，考虑到节能降耗，电弧炉中加部分铁水冶炼在理论上是合理的。在实践中，我国许多容量大于60吨的电弧炉采用了电弧炉加部分铁水操作。电弧炉中加部分铁水冶炼是我国冶金工作者对现代电弧炉炼钢技术发展的贡献，也是符合现阶段我国电弧炉料源状况的一项有效措施。用熔融还原的方法生产铁水代替高炉生产铁水，有利于资源利用和环保，是一种技术进步。DRI/HB作为生铁的替代品，有利于环境保护，也是一种技术进步。

当然，究竟采用何种炉料结构，应该综合考虑当地的资源环境和能源供应特点，更应综合衡量炉料的经济性。在电弧炉冶炼中兑铁水（包括熔融还原的铁水）的方法，从电弧炉节能角度看是有利的，但也需要从资源等角度衡量其综合经济性。

（4）现代电弧炉炼钢的主要产品是连铸坯，传统电弧炉炼钢的产品是钢锭。从整体流程角度看，现代电弧炉炼钢的连铸坯适宜采用热装热送，节能效果是明显的。

（5）传统电弧炉冶炼环境保护差，电弧炉车间上空往往褐色烟尘笼罩。现代电弧炉炼钢从末端公害治理发展到源头治理，实现了绿色制造。

101.什么是现代电弧炉炼钢的短流程？在能耗等方面，以电弧炉为代表的短流程炼钢具有那些优越性？