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中頻感應(yīng)電爐和電弧爐-煉鋼成本、質(zhì)量綜合分析

連續(xù)加料型電爐煉鋼與中頻爐的比較分析

摘要：:分別針對(duì)國(guó)內(nèi)普遍常見(jiàn)的電弧爐煉鋼和感應(yīng)應(yīng)中頻爐冶煉兩種煉鋼工藝；從冶煉工藝、生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量品種以及生產(chǎn)成本和發(fā)展前景詳細(xì)的敘述說(shuō)明，對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)中頻爐鋼鐵生產(chǎn)有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電爐煉鋼 中頻爐煉鋼 感應(yīng)爐煉鋼 煉鋼生產(chǎn) 成本比較  

1、 電爐概述

電爐是采用電能作為熱源進(jìn)行煉鋼的爐子的統(tǒng)稱(chēng)，按電能轉(zhuǎn)換成熱能方式的差異，電爐可分為電渣重熔爐、感應(yīng)熔煉爐、電子束爐、等離子爐以及電弧爐，世界上電爐鋼產(chǎn)量的95%以上都是由電弧爐生產(chǎn)的，因此電爐煉鋼主要指電弧爐。電渣重熔爐、電子束爐、等離子爐主要用于生產(chǎn)特鋼，不適合生產(chǎn)碳鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼。感應(yīng)熔煉爐（中頻感應(yīng)熔煉爐用于煉鋼）及電弧爐均適合生產(chǎn)碳鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼。

2、 中頻感應(yīng)熔煉爐(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中頻爐)及電弧爐對(duì)比分析

一、生產(chǎn)工藝比較

   （1）電弧爐生產(chǎn)可進(jìn)行吹氧操作，配料時(shí)可配入生鐵、鑄鐵件等含碳（C）較高的鋼鐵料，吹氧脫碳過(guò)程中生成的CO氣泡相對(duì)于鋼中的[H]、[N]是真空室，有利于鋼中[H]、[N]向CO氣泡中擴(kuò)散并排出，具有脫碳[C]、去氣功能；

   （2）吹氧及加入石灰造渣可進(jìn)行脫磷[P]工作，具備脫[P]功能；

   （3）吹氧氧化鋼中的[Si]、[Mn]、[Cr]，可避免這些元素超標(biāo)造成的化學(xué)廢品；

   （4）LF爐吹氬攪拌可去除鋼水中的非金屬夾雜物，具有去夾雜功能；

（5）LF爐操作過(guò)程中，向鋼中加入合金及強(qiáng)脫氧材料，具有脫氧[O]、調(diào)整成分功能；

（6）LF加石灰，具備脫硫[S]功能；

   （7）LF送電升溫，具備調(diào)整溫度功能；

   （8）中頻爐因不具備吹氧脫[C]、造渣脫[P]及氧化鋼中的過(guò)量的[Si]、[Mn]、[Cr]元素的條件，因此控制不了初煉鋼水中的[C]、[P]、[Si]、[Mn]、[Cr]等易氧化元素；

綜上所述，電弧爐+LF爐生產(chǎn)工藝具有脫[C]、脫[P]、脫[O]、脫[S]；調(diào)整溫度、成分；去氣、去夾雜功能，而中頻爐+LF只具備增加成分、脫[S]、脫[O]、去氣(LF爐吹氬去氣效果較差)、去夾雜及調(diào)整溫度功能，中頻爐只能算是化鋼爐。

二、 生產(chǎn)規(guī)模比較

額定容量60MVA、70t偏心底出鋼超高功率節(jié)能型電弧爐平均冶煉時(shí)間可縮短至40分鐘，年產(chǎn)鋼量可達(dá)到80萬(wàn)噸，而同等容量的中頻爐冶煉時(shí)間為60分鐘,年產(chǎn)鋼量為53萬(wàn)噸，中頻爐產(chǎn)量?jī)H為電爐的67%。

三、 質(zhì)量和品種比較

   （1）因電爐+LF爐與中頻爐+LF生產(chǎn)工藝不同，質(zhì)量?jī)?yōu)于中頻爐，可生產(chǎn)軸承鋼、油井管、高質(zhì)量彈簧鋼等特鋼，而中頻爐只能生產(chǎn)質(zhì)量要求不高的常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼；

   （2）電爐+LF爐成分容易控制，品種命中率可達(dá)到99.5%以上，而中頻爐[C]、[P]及合金元素配料高時(shí)不能調(diào)整，品種命中率低下。

   （3）與連鑄配匹

   電爐+LF爐可與連鑄一對(duì)一匹配，生產(chǎn)節(jié)奏容易控制，中頻爐因冶煉時(shí)間長(zhǎng)與連鑄難以一對(duì)一匹配。

 

 

四、 生產(chǎn)成本比較

   （1）唐山70T電爐冶煉與2×40T中頻爐冶煉工序成本對(duì)比表（附表）

   （2）中頻爐對(duì)所用鋼鐵料要求高，以中型、重型返回合格廢鋼為主，價(jià)格高；電爐對(duì)鋼鐵料適應(yīng)性強(qiáng)，可使用生鐵、統(tǒng)料、渣鋼、輕薄料、海綿鐵等，對(duì)廢鋼鐵料中的易氧化元素[C]、[P]、[Si]、[Mn]、[Cr]等含量可適當(dāng)放寬，可依據(jù)市場(chǎng)價(jià)格采購(gòu)。價(jià)差可控制在300元/t以上，使用質(zhì)量較差的廢鋼鋼鐵料消耗有所上升，但總鋼鐵料成本下降，成本差價(jià)61.2元；

   （3）中頻爐電耗比電爐電耗高，因電爐可使用廉價(jià)的氧氣能源同時(shí)高溫?zé)煔鈱?duì)廢鋼進(jìn)行預(yù)熱減少了煙氣熱量損失，超高功率節(jié)能型連續(xù)加料電爐電耗約為360KWh， 而中頻爐電耗約為660 KWh，相差300KWh，成本差價(jià)210元/t；

   （4）中頻爐爐子壽命短，僅為50~80次/屆，電爐爐襯壽命可達(dá)到1000次/屆以上，噸鋼成本約10元，電爐煉鋼耐火材料成本比中頻爐低20元；

   （5）電爐吹氧增加氧氣、合金消耗，電爐送電增加電極消耗，電爐造渣增加石灰消耗；

綜合以上4項(xiàng)成本比較，電爐生產(chǎn)成本并不比中頻爐高，只要采購(gòu)、生產(chǎn)嚴(yán)格控制，電爐鋼成本低于中頻爐；

五、 投資比較

（1）電爐煉鋼因有配套空分制氧設(shè)備、SVC無(wú)功補(bǔ)償，投資比中頻爐為高。

（2）對(duì)電網(wǎng)的沖擊

普通電弧爐生產(chǎn)時(shí)對(duì)電網(wǎng)有一定的沖擊，配備SVC無(wú)功補(bǔ)償裝置后，可減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊。廢鋼預(yù)熱超高功率電弧爐配備SVC無(wú)功補(bǔ)償裝置，連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，全過(guò)程泡沫渣埋弧操作，對(duì)電網(wǎng)沒(méi)有沖擊。

   六、結(jié)論

根據(jù)以上幾方面的比較，電弧爐煉鋼除投資略高外，其它方面電弧爐煉鋼比中頻爐具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別是質(zhì)量和品種、對(duì)廢鋼鐵原料的適應(yīng)性的優(yōu)勢(shì)，為煉鋼以后由碳素結(jié)構(gòu)鋼轉(zhuǎn)型為合金結(jié)構(gòu)鋼、特鋼的生產(chǎn)打下基礎(chǔ)，適應(yīng)市場(chǎng)的能力強(qiáng)。同時(shí)為企業(yè)今后建設(shè)海綿鐵生產(chǎn)線(xiàn)留下余地。因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮，電弧爐煉鋼發(fā)展前景更為廣闊，新建電弧爐煉鋼生產(chǎn)線(xiàn)比中頻爐生產(chǎn)線(xiàn)更具優(yōu)勢(shì)。