电炉炼钢及其发展-2211315435

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,济源职业技术学院,*,第四章,电,电炉炼,钢,钢及其发,展,展,前言,电炉炼钢,发,发展历史,电炉炼钢,发,发展前景,后语,电炉是采,用,用电能作,为,为热源进,行,行炼钢的,炉,炉子的统,称,称。按,电,电能转换,热,热能方式,的,的差异，,电,电炉可分,为,为：,电渣重熔,炉,炉利用,电,电阻热；,感应熔炼,炉,炉利用,电,电磁感应,；,；,电 子,束,束 炉,依靠电,子,子碰撞；,等 离,子,子 炉,利用等,离,离子弧；,电,弧,弧,炉,炉,利,利用高温,电,电弧，不,包,包括加热,炉,炉、热处,理,理炉等。,4.1,前,前言,目前，,世,世界上,电,电炉钢,产,产量的95%,以,以上都,是,是由电,弧,弧炉生,产,产的，,因,因此电,炉,炉炼钢,主,主要指,电,电弧炉,。,。,电炉炼,钢,钢是以,废,废钢为,主,主要原,料,料，以,三,三相交,流,流电作,电,电源，,利,利用电,流,流通过,石,石墨电,极,极与金,属,属料之,间,间产生,电,电弧的,高,高温，,来,来加热,、,、熔化,炉,炉料。,它,它是,用来生,产,产特殊,钢,钢和高,合,合金钢,的,的主要,方,方法(,现在也,用,用来生,产,产普通,钢,钢)。,4.2,电,电,炉,炉炼钢,发,发展历,史,史,回顾一,下,下现代,炼,炼钢简,史,史，见,表,表1-1。,时间,国别,发明者,炼钢法,发展与贡献,1856,英国,Bessemer,酸性底吹转炉,解决大规模,生产液态金属,1865,英国与法国,Siemens and Martin,平炉,废钢得到利用,1878,英国,Thomas,碱性底吹转炉,解决用高磷,生铁炼钢,1899,法国,Heroult,电弧炉,用电能、废钢,电炉是,在,在电发,明,明之后,的,的1899年,，,，由法,国,国的海,劳,劳尔特,（,（Heroult）,在,在LaPraz发,明,明的。,它,它被建,在,在阿尔,卑,卑斯山,（,（Alps）,的,的峡谷,中,中，原,因,因是在,距,距它不,远,远处有,一,一个火,力,力发电,厂,厂。,电炉的,出,出现，,开,开发了,煤,煤的替,代,代能源,，,，使得,废,废钢开,始,始了经,济,济回收,，,，这最,终,终,使得钢,铁,铁成为,世,世界上,最,最易于,回,回收的,材,材料，,也为可,持,持续发,展,展做出,巨,巨大贡,献,献。,由炼钢,方,方法百,年,年兴衰,看,看电炉,发,发展,电炉炼,钢,钢在这100,多,多年中,，,，其发,展,展速度,虽,虽然不,如,如二十,世,世纪60年代,前,前的平,炉,炉，也,比,比不上60年,代,代后转,炉,炉发展,的,的那样,快,快，但,随,随着科,技,技的进,步,步，电,炉,炉钢产,量,量及其,比,比例始,终,终在稳,步,步增长,。,。,尤其二,十,十世纪70年,以,以来，,电,电力工,业,业的进,步,步，科,技,技对钢,的,的质量,和,和数量,的,的要求,提,提高，,大,大型超,高,高功率,电,电炉技,术,术的发,展,展以及,炉,炉外精,炼,炼技术,的,的采用,，,，使电,炉,炉炼钢,技,技术有,了,了长足,进,进步。,图4-1,炼,炼钢方,法,法百年,兴,兴衰,由钢产,量,量与产,品,品结构,变,变化看,电,电炉发,展,展,1）钢,产,产量,1970 1999年（,世,世界电,炉,炉炼钢,发,发展期,）,），世,界,界粗钢,总,总量一,直,直徘徊,在,在7.08.0亿,吨,吨之间,。,。但电,炉,炉钢产,量,量比例,一,一直在,稳,稳步上,升,升，世,界,界粗钢,产,产量的,变,变化，,分,分别见,图,图1-2、1-3，,表,表1-2。,图4-2 不,同,同方法,钢,钢产量,变,变化情,况,况,图4-3 2000,年,年世界,金,金属平,衡,衡情况,表4-2,世,世界粗,钢,钢总量,与,与电炉,钢,钢产量,时间,1970,1980,1990,2000,2002,2003,2004,总钢产,/,亿吨,6.0,7.16,7.7,8.,4,7,9.03,9.63,10.6,电炉钢比,/%,14.2,22.0,27.5,33.8,3,4,.5,35,36,即2000前,一,一直在7.0,8.5亿间,徘,徘徊，2002、2004年才,分,分别突,破,破9、10亿,吨,吨，2005,年,年达到11.07亿,吨,吨。,美国是世界,上,上主要,产,产钢国,，,，其电,炉,炉钢比,例,例也最,高,高。原,因,因是有,丰,丰富的,废,废钢资,源,源和充,足,足廉价,的,的电力,，,，使得,电,电炉发,展,展迅速,，,，见表1-3,。,。,时间,1975,1995,1999,2004,电炉钢比,/%,20.0,39.5,46.1,53.0,日本19851994,年,年9年,间,间，电,炉,炉生产,能,能力增,加,加了2074,万,万吨（,增,增加了73%,）,），而,高,高炉,转,转炉能,力,力降低,了,了2619万,吨,吨。电,炉,炉钢产,量,量比例,由,由29%提高31.6%，1996年达,到,到33%。,欧洲1978 1998年20年,间,间转炉,钢,钢与,电炉钢,产,产量的,变,变化如,下,下：,德,国,国,转,转炉钢,增,增2%，,电,电炉钢,增,增102%；,法,国,国,转,转炉钢,减,减32%，电,炉,炉钢增138%；,西班牙,转,转炉钢,减,减27%，电,炉,炉钢增119%；,意大利,转,转炉钢,不,不变，,电,电炉,钢,钢增24%。,欧洲电,炉,炉钢产,量,量变化,见,见图1-4。,图4-4 欧,洲,洲电炉,钢,钢产量,变,变化,表4-4,近,近年几,个,个主要,产,产钢国,电,电炉钢,的,的发展,表4-52004年各,国,国钢产,量,量与电,炉,炉钢比,例,例,国别,世界,中国,欧共体,日本,美国,俄罗斯,韩国,德国,粗钢产量,/,亿吨,10.6,2.725,1.93,1.127,0.989,0.656,0.475,0.464,电炉钢比,/%,36,14.9,38.6,26.4,53.0,16.3,43.9,30.7,表4-60103,年,年中国,及,及世界,电,电炉钢,的,的增长,速,速度,区域,年份,2001,2002,2003,世界,钢产量/亿吨,8.453,9.005,9.631,电炉钢比/%,35.0,33.9,33.1,钢增长速度/%,6.53,6.95,中国,钢产量/亿吨,1.509,1.823,2.224,电炉钢比/%,15.8,16.7,17.6,钢增长速度/%,17.4,20.8,22.0,转炉钢增长速度/%,16.3,20.3,20.1,电炉钢增长速度/%,18.9,27.0,28.1,表4-60103,年,年中国,及,及世界,电,电炉钢,的,的增长,速,速度,表4-7,中,中国,粗,粗钢产,量,量与电,炉,炉钢比,年份,1993,1996,1999,2002,2003,2004,2005,总钢产,/,亿,t,0.895,1.012,1.24,1.823,2.225,2.828,3.523,电炉产及其钢比,/万t,/%,2075/23.2,1893/18.7,1947/15.7,3049/16.7,3906/17.6,4210/14.9,由上表,：,：1）,中,中国钢,产,产量1996,年,年超过1亿吨,（,（铁是1995年）,，,，2003年,超,超过2,亿,亿吨，2005年超,过,过3亿,吨,吨（达,到,到3.5亿吨,）,），预,计,计2006年,将,将超过4亿吨,（,（达到4.24亿吨,）,）。,2）电,炉,炉钢产,比,比例1993,年,年达到,最,最高的23.2%（2075万吨,）,），之,后,后大幅,度,度降低,，,，并徘,徊,徊在15 18%。但,电,电炉钢,产,产量在,一,一直增,加,加，且,近,近年增,加,加很快,，,，1999,2004,年,年的五,年,年间增,加,加了2000,万,万吨，2004年超,过,过4200万,吨,吨（14.9%），,这,这接近,美,美国1999,年,年的水,平,平。,3）预,计,计到2020,年,年中国,总,总钢产,量,量达到4.7,亿,亿吨，,其,其中电,炉,炉钢产,量,量要达,到,到1.2亿吨,；,；与2004,年,年相比,分,分别增,加,加了约68%,与,与200%,。,。,图4-5 中,国,国电炉,炼,炼钢的,发,发展情,况,况,19932004,年,年我国,电,电炉钢,产,产量及,电,电炉钢,比,比例的,变,变化,2）钢,的,的品种,结,结构,实,实现“,全,全方位,竞,竞争”,电炉钢,不,不但在,传,传统的,特,特殊钢,和,和高合,金,金钢领,域,域继续,保,保持其,相,相对优,势,势，而,且,且,正在普,钢,钢领域,表,表现出,强,强劲的,竞,竞争态,势,势,。,在产品,结,结构上,，,，电炉,钢,钢几乎,覆,覆盖了,整,整个长,材,材生产,领,领域，,诸,诸如圆,钢,钢、钢,筋,筋、线,材,材、小,型,型钢、,无,无缝管,，,，甚至,部,部分中,型,型钢材,等,等。并,且,且正在,与,与转炉,钢,钢争夺,板,板材（,热,热轧板,）,）市场,。,。,总之，,电,电炉的,发,发展使,得,得平炉,完,完成它,的,的使命,，,，并与,转,转炉形,成,成竞争,，,，此格,局,局将在,较,较长时,期,期内存,在,在。,4.3,电,电,炉,炉炼钢,的,的发展,前,前景,电弧炉,从,从诞生,至,至今已,超,超过100年,了,了，在,这,这百年,中,中，电,炉,炉的设,备,备工艺,技,技术在,不,不断发,展,展，产,量,量不断,地,地提高,，,，其原,因,因是电,炉,炉炼钢,的,的经济,效,效益与,环,环境优,势,势。,正是由,于,于废钢,电炉,炼,炼钢流,程,程具有,经,经济效,益,益与环,境,境优势,，,，有利,于,于钢铁,工,工业的,可持续,发,发展,，所以,电,电炉炼,钢,钢的发,展,展前景,一,一片光,明,明。,4.3.1,能,能源,供,供应,电炉用,电,电能炼,钢,钢，除,废,废钢原,料,料外，,电,电能占,炼,炼钢成,本,本比例,最,最大。,随,随着电,力,力工业,的,的发展,，,，对电,炉,炉尤为,有,有利。,美,美国电,炉,炉发展,速,速度快,的,的原因,是,是与电,力,力充足,、,、电价,便,便宜分,不,不开的,。,。,另外，,废,废钢铁,为,为非氧,化,化物，,相,相比铁,氧,氧化物,来,来说属,于,于一种,化,化学能,的,的载能,体,体,载能原,料,料，几,乎,乎可以,无,无限再,生,生利用,。,。使用,废,废钢代,替,替生铁,炼,炼钢，,可,可以节,约,约生产,生,生铁过,程,程所需,的,的能源,消,消耗，,每,每吨生,铁,铁大约,需,需消耗700kg标,煤,煤，所,以,以多用,废,废钢可,以,以降低,能,能源消,耗,耗。,这使得,“,“废钢,电炉,炼,炼钢流,程,程”比,“,“高炉,转炉,炼,炼钢流,程,程”的,吨,吨钢能,耗,耗减少,一,一半以,上,上。,4.3.2,电,电炉,生,生产流,程,程,当今钢,铁,铁工业,所,所采用,的,的炼钢,流,流程，,经,经150年来,的,的发展,竞,竞争，,目,目前基,本,本形成,了,了两类,流,流程：,以铁矿,石,石、煤,炭,炭为源,头,头的“,高,高炉,转,转炉炼,钢,钢流程,”,”；,以废钢,、,、电力,为,为源头,的,的“废,钢,钢电,炉,炉炼钢,流,流程”,。,。,废钢,电,电炉炼,钢,钢流程,，,，,具有流,程,程短，,设,设备布,置,置、工,艺,艺衔接,紧,紧凑，,投,投入产,出,出快，,故,故称其,为,为“短,流,流程”,。,“短流,程,程”的,特,特征：,该,该流程,必,必须是,高,高效、,节,节能，,是,