我国电炉炼钢的进呈现状与前景现代炼钢流程主要是转炉流程和电炉流程2023 年世界粗钢产量达 10.548 亿 t，其中转炉钢 66452 万 t，占 63%，电炉钢 35652 万 t，占 33.8%我国钢产量 27470 万 t，其中转炉钢 23271 万 t，占 85.72%，电炉钢 4167.1 万 t，仅占 15.17%笔者在此分析了我国不同时期电炉钢比例逐年下降的缘由，争论了为什么要重视电炉钢 的进展，指出了在目前我国废钢资源及电力紧缺的条件下，进展电炉炼钢的方法及技术措施， 认为目前应考虑对进展我国现代电炉炼钢的其次轮投资国外电炉炼钢的进展状况自上世纪中叶至今，尽管转炉炼钢技术取得了长足的进步但世界电炉钢比例不断增长， 从 1950 年的 7.3％增长到 2023 年的 33.8％电炉钢比例的增长，主要是由于跟高炉转炉长流程相比，电炉炼钢具有固定投资小，消耗铁矿石，焦炭，水等资源少，占地面积小，可比能耗低，对环境污染少，工厂可接近资源产地及市场，启动及停炉敏捷等优点，符合全球可持续进展要求本世纪前四年，世界上年产钢 500 万吨以上的主要产钢国家各国粗钢产量稳步增长，电炉钢比例不同国家有增有减，总体上有所降低，从2023 年至 2023 年电炉钢的比例从 35%下降至 33.1%。
2023 年虽然粗钢产量增长快速，但世界电炉钢比例从 33.1%上升至 33.8%我国现代电炉炼钢的进展状况我国现代电炉炼钢始于 1993 年原冶金部和上海市在上海召开的“当代电炉流程和电炉工程问题研讨会”〔以下简称第一次上海会议〕由于各级政府部门引导，支持钢铁企业进展了对现代电炉流程的一轮投资，依靠引进国外现代电炉流程先进技术，在我国建成了一批“三位一体”或“四位一体”的先进电炉流程从 1993 年至今，我国电炉钢生产的进展可分为三个阶段在 1993 年至 2023 年这一阶段，我国电炉钢产量在 1800~2023 万t 波动，电炉钢比例逐年下降，从 23.2%下降至 15.7%这是由于一方面淘汰了大量落后的小电炉，使得我国电炉钢产量下降，另一方面投产的大电炉产量还是不够高，致使电炉钢产量在一个水平线上波动，另外由于转炉钢产量的快速增长，电炉钢产量增长比较慢，致使电炉钢比例下降，但这也正好说明“第一次上海会议”的意义及影响，假设没有 1993 年的“第一次上海会议”， 在小电炉大量被淘汰的状况下，2023 年我国电炉钢的比例生怕还会低很多从 2023 年至 2023 年，在世界电炉钢比例有所下降的同时，我国电炉钢比例却走出了低谷有所上升。
从 2023 年的 15.7％上升到 2023 年的 17.6％电炉钢比例上升说明在这一阶段，虽然全国钢产量快速增长，但电炉钢增长的速度比钢总量增长的速度更快在 2023-2023 年间，我国钢生产快速进展，年增长速率达 20~22%，远高于世界同期增长速度电炉钢增长速度更高，达 27-28%，电炉钢比例上升了约 2 个百分点电炉钢比例有所上升的缘由，除了国民经济进展的拉动以外，主要是由于上世纪九十年月钢铁企业在有关政府部门的引导和支持下，对进展我国现代电炉钢流程进展的一轮投资增电炉钢生产力量的释放，一批现代电炉流程 快速投产、达产、超产以及我国电炉钢工作者在消化引进国外先进技术的根底上自主创，开发具有中国特色的现代电炉炼钢技术方面取得了长足的进步，电炉冶炼周期大大缩短，生产率大大提高2023 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 年以来其次次逐年下降的局面，由于前一阶段我国对转炉流程进展大量投资导致的转炉钢生产力量的释 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，估量这次下降的势头比 1993-2023 年那次更猛，1993-2023 年每年平均约降低了一个百分点，而这次在 2023-2023 年间，一年内就下降了约二个百分点，从17.6%下降到 15.2%。
2023 年我国钢产量将到达约 3.5 亿 t，电炉钢比例可能低于 13%今后几年如不掌握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快速下降提高我国电炉钢比例的意义及技术措施电炉钢比例的下降，从全球的观点动身，意味着铁矿石、焦煤、水等资源的消耗增加， 土地利用率相对降低，CO 、废渣等排放量增加，对环境不利，从而影响全球的可持续进展2战略，不利于子孙后代电炉钢比例的下降，不利于我国从一个钢铁大国转变为一个钢铁强国，我国从 1996 年开头，钢产量居世界第一，成为了一个钢铁大国，但目前还不是一个钢铁强国如何提高我国的电炉钢比例，应实行什么技术措施，我们认为：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本钱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适宜，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，但军方不情愿重复试车，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〕。
作者认为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” 工程“一代钢铁材料的重大根底争论”开发的 HSLC 钢及超细晶粒钢的争论成果，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，由于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〕实践证明，用电炉流程生产的成分类似 Q195 的 HSLC 钢的屈服强度可达 420MPa，成分类似 16Mn 或 Q345 不加 Nb、V、Ti 微合金元素的 HSLC 低 C-Mn 钢的屈服强度可大于 450MPa关于降低操作本钱，仍旧要坚持以缩短电炉冶炼周期为核心，来进呈现代电炉炼钢技术， 这里主要谈一下电炉加局部铁水冶炼及承受集束氧枪强化用氧问题加局部铁水冶炼在缩短冶炼周期，提高生产率，降低电炉钢固定本钱、人工本钱、降低电耗方面具有显著效果特别应当留意的是，现代电弧炉炼钢，为了缩短冶炼周期，除超高功率供电外，还必需提高配碳量，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，电炉加局部铁水冶炼，实际上是以热铁水代替冷生铁，明显，这对节能具有重要作用，是一种技术进步，假设说欧洲、日本近十年来进展废钢预热为特征的电炉冶炼技术是对现代电炉技术进展作出的重大奉献，作者认为，目前我国广泛使用的电炉加局部铁水冶炼技术是我国对现代电炉技术进展作出的另一重大贡 献，由于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， 且装备简洁2023 年，我国 34 台容量大于 60t 的电弧炉已有 22 台承受了电炉加局部铁水冶炼技术， 其中 16 台生产率超过了 8000t/t·a，7 台超过了 10000t/t·a电炉加局部铁水冶炼有一个最正确的铁水比，以冶炼周期最短为目标计算的最正确铁水比与平均供氧强度有关当平均供电强度肯定时，随供氧强度提高最正确铁水比提高，最短冶炼周期下降铁水供给充分的企业，在考虑了烟气除尘的力量及安全的前提下，提高供氧力量，适当增加铁水参加比是可以理解的这是解决当前废钢及电力紧缺的一个对策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％，到达加铁水冶炼的 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到达 1.5Nm3/t.min 以上，冶炼时间缩短到 50min 以下如何高效地将氧气输入到电炉炉内，对提高电炉炼钢的冶炼节奏，降低生产本钱是格外 重要的由于受电炉炉型的限制，电炉炉体及熔池高度相比照转炉浅，限制了电炉供氧强度的提高因此为提高电炉的供氧强度，产生了各种吹氧方式：炉门吹氧方式，炉壁吹氧方式， EBT 吹氧方式及目前普遍受到重视和快速得到推广的炉壁集束供氧方式炉门吹氧系统是使用年月最长，最普遍的供氧方式，我国早期引进的炉门机械手装置， 目前国内完全能自主生产它使国内电炉到达较高的冶炼水平，脱碳速度高于承受人工吹氧 方式传统的炉壁及 EBT 区吹氧方式是旨在代替氧燃烧觜助熔，加速电炉炉内的废钢熔化及解决冶炼过程消灭的冷区问题，同时到达炉内实现二次燃烧传统炉壁吹氧方式的缺点是：当电炉炉料配碳较高时，脱碳速度不能满足冶炼节奏需要电炉炉壁集束氧枪技术是集供氧、喷吹燃料、喷吹碳粉为一体的供氧喷吹技术具有传统烧嘴的助熔功能，同时可通过炉壁喷吹集束氧气射流快速脱碳及喷吹碳粉实现炉渣泡沫化集束供氧技术的核心为：取代传统意义上的炉壁助熔烧嘴及炉门氧枪，而且能够依据冶炼进程的变化，最大限度加快助熔速度，实现“关起炉门炼钢”。
承受集束射流技术，其氧气射流比传统超音速方式增加 40－80%的射程，可获得满足的脱碳和升温效果可形成炉中多点脱碳力量，加速熔池脱碳目前国内外局部先进电炉已承受该项技术，使电炉的技术经济指标大大提高安阳钢铁公司 100 吨烟道竖炉电弧炉 2023 年 4 月 7 日承受北京科技大学开发的集束供氧技术，即在电炉炉壁承受四个 USTB 氧枪装置，助熔及脱碳承受双流道氧气射流集束氧枪喷吹工艺，系统可以依据不同冶炼阶段对氧气流量承受模块化供氧方式及分时段供氧曲线进展掌握，获得了最正确的供氧效率及冶炼效果喷碳粉造泡沫渣，承受炉前及炉后喷吹碳粉，保证了泡沫渣在整个炉内形成，同季节约了碳粉喷吹量，到达提高金属收得率及节电等冶炼效果电炉生产 2 个月后的使用效果显示：该电炉在热装 40％铁水条件下，冶炼电耗比原平均电耗220kWh/t 又下降了 60－80 kWh/t，到达 160kWh/t 以下，金属收得率提高 2-3%，冶炼时间缩短 3-5min，生产本钱降低了 80 元/t 以上，进一步缩短了与同容量转炉在操作本钱上的差距，加铁水后的强脱碳操作未产生大沸腾现象，杜绝了炉壁及炉顶粘钢现象的发生，提高了生产效率。
在其它厂多座电炉上也取得了类似效果我国电炉炼钢的进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，由于世界电炉钢生产 进展的历史，兴旺国家从进展中国家走过来的历史说明，电炉钢比例逐年增长的总趋势不会 转变，我国废钢的生成量会不断增加，废钢生铁比价会有所转变，加上国家宏观调控都会朝有利于电炉钢生产进展的方面变化在中国工程院 2023 年 4 月在上海举办的“中国电炉流程与工程技术研讨会”〔简称其次次上海会议〕上殷瑞钰院士推测我国电炉钢比例至 2023 年可望到达 25%，假设承受加 35%铁水的电炉冶炼工艺。