世界鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)工藝流程經(jīng)過長期的發(fā)展和選擇,目前有兩大工藝流程:以高爐—氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝為中心的生產(chǎn)流程,即長流程;以廢鋼—電爐煉鋼為中心的生產(chǎn)流程,即短流程。目前世界電爐鋼比例已占到粗鋼產(chǎn)量的31%以上,由于我國屬于發(fā)展中國家,廢鋼資源緊缺,電力供需不平衡,造成電爐鋼成本較高,從而導(dǎo)致長流程發(fā)展過快,而電爐鋼則呈下降趨勢。到2006年,電爐鋼的比例僅有10.5%,遠(yuǎn)低于世界平均水平。如何通過技術(shù)創(chuàng)新、工藝優(yōu)化解決電爐煉鋼現(xiàn)存的問題,促進(jìn)短流程的進(jìn)一步發(fā)展,應(yīng)成為廣大冶金科技工作者思考的問題。
1電爐煉鋼的現(xiàn)狀
1.1發(fā)展歷程
電弧爐煉鋼技術(shù)的誕生可追溯至19世紀(jì)70年代,德國人W. Siemens建造了世界上首臺實驗電弧爐。初期的電弧爐生產(chǎn)率低、能耗高,主要用于特殊鋼的生產(chǎn)領(lǐng)域。80年代后,由于超高功率及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,使電爐煉鋼發(fā)生了翻天覆地的變化,實現(xiàn)了大型化、高效化,并與精煉、連鑄形成了良好的匹配。這使電爐煉鋼與轉(zhuǎn)爐煉鋼流程形成了強有力的競爭,世界范圍內(nèi)的電爐鋼增長比例也明顯高于粗鋼增長比例。近幾年世界鋼產(chǎn)量、電爐鋼比例及我國鋼產(chǎn)量、電爐鋼比例見圖1。
1.2 我國電爐煉鋼現(xiàn)狀
電爐煉鋼自問世以來,呈不斷增長的發(fā)展勢頭,迄今為止占世界總鋼產(chǎn)量達(dá)31%以上,且保持著繼續(xù)上升的態(tài)勢,發(fā)達(dá)國家上升速度相對較快。我國電爐鋼產(chǎn)量近幾年也在不斷攀升,2000年至今已翻了一番,但由于電爐鋼產(chǎn)量增幅遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增長速度,所以比例呈下降趨勢。1995年以前,電爐鋼比例保持在20%左右,但多數(shù)爐型較小,且以模鑄為主。1996年以后,在有關(guān)部門的引導(dǎo)和支持下,一大批現(xiàn)代化的電爐投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn),電爐發(fā)展進(jìn)入新的歷史時期,但電爐鋼比例一直在16%左右徘徊。2004年以后,電爐鋼比例出現(xiàn)新低。另外,由于我國鋼產(chǎn)量占到世界總鋼產(chǎn)量的36.4%,因此電爐鋼比例的下降也影響了世界電爐鋼比例。
表1 安鋼100t UHP-FSF取得的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)
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冶煉周期 平均41min,最短30min
電爐送電時間 平均31min,最短27min
豎爐作業(yè)率 92%
熱停率 1.5%
最高班產(chǎn) 13爐
最高日產(chǎn) 37爐,3970t
最高月產(chǎn) 103673t
2003年產(chǎn)鋼量 1081278t
電耗 平均222kWht,最低160kWht
氧耗 平均41Nm3t
電極消耗 平均1.5kgt,最低1.3 kgt
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1.3 安鋼集團電爐概況
1999年安鋼集團公司從德國FUCHS引進(jìn)了一座帶指型豎爐式電弧爐。該電弧爐采用超高功率供電、部分熱裝鐵水、廢鋼預(yù)熱、RBT出鋼、水冷爐壁、輔助能源優(yōu)化利用、USTB集束氧槍、環(huán)境保護(hù)等多項先進(jìn)技術(shù),經(jīng)過幾年運行,各項指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平,見表1所示。主要產(chǎn)品有:中板用船板(含高強船板)鋼、鍋爐容器鋼、橋梁鋼、低合金鋼和高速線材用冷鐓鋼、預(yù)應(yīng)力鋼絞線用鋼和PC鋼等。
2002年,在100 t電爐車間內(nèi)又投產(chǎn)一座100 t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐,配備兩臺LF精煉爐和一臺板坯連鑄機,一臺六機六流方坯連鑄機,鋼坯供高速線材軋機和中板軋機。由于100 t電爐成本高于100 t轉(zhuǎn)爐,電爐利潤空間較低,生產(chǎn)處于不飽和狀態(tài)。
2 面臨的問題
我國目前電爐流程有一定的發(fā)展空間,但由于在相當(dāng)長的時間內(nèi),廢鋼與電力緊缺的局面仍將存在,電爐鋼的成本仍會高于轉(zhuǎn)爐鋼成本。
2.1 成本制約
成本是制約電爐鋼發(fā)展的最關(guān)鍵因素,面對成本壓力,我國多數(shù)電爐煉鋼廠處于微利甚至虧損的局面。追求效益最大化是企業(yè)的發(fā)展目標(biāo),以冶煉工序效益 (單位時間利潤或冶煉一爐鋼的經(jīng)濟效益)表示為:
式中:φ為工序效益,元h;E為一爐鋼水的價格,元; (PiCi)為一爐鋼水的成本,元;Pi為消耗i的價格;Ci為消耗量;τ為冶煉周期。
由式(1)計算可知,在我國廢鋼及電力資源緊缺、價格高的條件下,電爐鋼成本較轉(zhuǎn)爐鋼高200~300元t。若要使電爐鋼盈利,必須生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品(增大E),縮短冶煉周期,并降低消耗(減少 (PiCi)和τ)。
2.2 廢鋼資源及價格制約
我國是發(fā)展中國家,工業(yè)化進(jìn)程短,社會廢鋼資源不足,而且鋼鐵制造過程技術(shù)進(jìn)步使自產(chǎn)廢鋼不斷減少,同時廢鋼進(jìn)口量也相應(yīng)下降,所以我國廢鋼資源短缺、價格居高不下,近年來廢鋼應(yīng)用量見圖2。由圖2可知,近幾年廢鋼應(yīng)用量大幅度上升,而進(jìn)口廢鋼量穩(wěn)中有降。大部分廢鋼的來源依靠社會采購和自產(chǎn),鋼鐵產(chǎn)能的大幅上揚與廢鋼資源的嚴(yán)重不足導(dǎo)致了廢鋼采購困難,這一局面在短期內(nèi)不會有較大改觀。以上海地區(qū)為例,2003年重廢鋼為1400元t,其后逐年上升,到2008年6月已升至3500元t。
2.3 能源和鋼質(zhì)量制約
電爐煉鋼原料以廢鋼和生鐵為主,能量供給以電能為主。我國電力緊缺,短時期內(nèi)仍難滿足國內(nèi)電爐鋼生產(chǎn)用電需求,缺電和限電導(dǎo)致電爐間歇式生產(chǎn),生產(chǎn)成本更趨升高。
目前轉(zhuǎn)爐與電爐冶煉鋼種幾乎相同,鋼質(zhì)量差距不大。然而在電弧作用下,電弧區(qū)鋼液易于吸氮,影響鋼水質(zhì)量,不利于生產(chǎn)氮含量較低的鋼種。此外,電爐加熱鋼水會使熔池少量增碳,也不利于生產(chǎn)碳含量要求低的鋼種。同時,廢鋼中殘余元素(Cr、Ni、Cu等)的循環(huán)富集,也影響電爐生產(chǎn)高純凈度的鋼種。
2.4 電爐煉鋼的優(yōu)勢
電爐流程與轉(zhuǎn)爐流程比較,具有以下特點:
、匐姞t流程投資省,占地面積小,建設(shè)周期短;
、谫Y源問題:隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,鐵礦石、焦煤等資源將日益匱乏,而廢鋼資源則會不斷積累,因此從長遠(yuǎn)看電爐流程具有優(yōu)勢;
、郗h(huán)保問題:電爐流程產(chǎn)生的CO2、NOx、SOx等有害氣體量較高爐-轉(zhuǎn)爐流程少;
④能耗問題:廢鋼—電爐—鋼水與高爐—轉(zhuǎn)爐—鋼水兩種工藝相比,短流程總能耗僅為長流程的50%。
據(jù)預(yù)測,我國將在2008~2009年結(jié)束工業(yè)化中期階段,鋼鐵生產(chǎn)和消費將出現(xiàn)拐點,之后鋼鐵增長速度必將迅速明顯減緩。當(dāng)2020年左右實現(xiàn)工業(yè)化后,鋼鐵消費將達(dá)到峰值,此后廢鋼資源將越來越多,而以廢鋼為主的電爐鋼資源的成本優(yōu)勢也將日益凸顯。
3 優(yōu)化電爐工藝
現(xiàn)代電爐功能的演變過程為:廢鋼快速熔化器、快速升溫器、能量轉(zhuǎn)換器、高效脫碳脫磷器、廢棄塑料、輪胎等的處理器。這表明轉(zhuǎn)爐與電爐的功能已基本相近,兩種流程對絕大部分鋼種冶煉的適應(yīng)性相當(dāng),因此要促進(jìn)電爐鋼發(fā)展,就必須依靠自主創(chuàng)新,不斷優(yōu)化電爐工藝。
3.1 縮短冶煉周期,實現(xiàn)高效化生產(chǎn)
要實現(xiàn)電爐高效化生產(chǎn),核心是縮短冶煉周期,電爐流程冶煉周期可用下式表示:
τ=τ''+τ″ (2)
式中:τ為冶煉周期,min; τ′為供能時間,min;τ″為熱停工時間,min。
要使τ最小,應(yīng)滿足下述要求:
式中:Pelec.表觀輸入電功率;η綜合電效率;cosφ:功率因數(shù);Q′:從爐壁外表面向大氣的輻射能;Q″:從渣面向冷卻區(qū)的輻射能;Em:鋼液和熔渣吸收的熱量;Q2η2 :氧燃燒嘴提供的能量;Q3η3:元素氧化反應(yīng)提供的能量;Q4η4:廢鋼和鐵水顯熱提供的能量;QN:熔池中元素氧化反應(yīng)所需氧氣總量;VOηO:單位時間氧槍提供的氧量;VO''ηO'':單位時間氧燃燒嘴提供的供熔池中元素氧化反應(yīng)的氧量;τc最佳吹氧不供電時間。
根據(jù)式(2)、(3),目前縮短冶煉周期上有如下技術(shù):
、匐姞t加部分鐵水冶煉,增加物理熱和化學(xué)熱;
、诔浞掷米儔浩鞴β,提高有功功率和電效率,增加電能輸入;
、鄄捎眯滦蛷U鋼替代品(如改性生鐵),造好泡沫渣;
、軓娀醚跤欣诠(jié)能,生產(chǎn)1 m3的氧氣只消耗0.215kg標(biāo)煤,而用1m3氧氣可節(jié)電4~6 kWht;
、莞倪M(jìn)設(shè)備,提高操作水平,縮短熱停工時間。
為縮短冶煉周期,形成系統(tǒng)綜合控制,采用先進(jìn)技術(shù)保證鋼質(zhì)量最優(yōu)、綜合消耗最低的前提下,最大限度的縮短冶煉周期,包括:電弧爐加部分鐵水冶煉的新技術(shù)、電爐以氮代氬全程底吹技術(shù)、低氮電爐鋼生產(chǎn)技術(shù)、終點控制技術(shù)、優(yōu)化供電技術(shù)、爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化和不延長冶煉周期的DRIHBI加入工藝技術(shù)等。安鋼通過多年的探索,已形成了一套相對成熟的技術(shù),冶煉周期平均41 min,最低30 min,解決了電爐與連鑄的匹配問題。
3.2 優(yōu)化生產(chǎn)工藝,降低生產(chǎn)成本
在鋼鐵生產(chǎn)中,成本是決定性因素,必須降低成本以促進(jìn)電爐鋼的發(fā)展。優(yōu)化生產(chǎn)工藝,加強精細(xì)管理與操作,從優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、降低鋼鐵料消耗、添加合金精礦和還原劑實現(xiàn)直接合金化、廢鋼渣的回收利用等方面入手,以追求工序成本和保障系統(tǒng)成本最低。
在優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)方面,依據(jù)鋼種要求和市場價格變化,精細(xì)搭配每一爐鋼的廢鋼、鐵水、生鐵塊配比,以及不同類型的廢鋼比例,實現(xiàn)爐料結(jié)構(gòu)最優(yōu)。鋼鐵料消耗是電爐成本中所占比重最大的一項,降低鋼鐵消耗即成為降低成本的關(guān)鍵。安陽鋼鐵公司在鐵水缺口較大的不利條件下,通過強化管理、精細(xì)操作,目前在無鐵水條件下鋼鐵料消耗達(dá)到1088 kgt,低于以往熱裝30%鐵水時1117 kgt水平,為降低電爐鋼成本起了至關(guān)重要的作用。
添加合金精礦,直接還原合金化對降低合金料成本十分有益,但受到精礦品位、回收率、有害元素、渣量等多種因素制約,目前合金精礦在電爐上的使用仍不太成熟。隨著技術(shù)的進(jìn)步,該項技術(shù)將對降低成本產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
廢鋼渣的合理回收利用,可以有效利用其中的金屬和熱能。安陽鋼鐵公司采用多種方式回收鋼渣中含鐵料的同時,還在生產(chǎn)中將精煉渣返回初煉爐,充分利用精煉渣中高堿度渣料和熱能,進(jìn)一步還有將轉(zhuǎn)爐脫碳渣用于電爐脫磷的計劃。
降低生產(chǎn)成本是一項系統(tǒng)工作,包括管理層面和技術(shù)層面,但隨著管理精細(xì)化和技術(shù)進(jìn)步,相信電爐鋼成本仍有下降的空間。
3.3 依靠自主創(chuàng)新,研發(fā)和應(yīng)用新技術(shù)
面對電爐鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀,必須依靠自主創(chuàng)新,不斷研究和應(yīng)用新技術(shù)來支撐電爐工藝進(jìn)一步優(yōu)化;現(xiàn)代電爐應(yīng)用的新技術(shù)有:熱裝鐵水技術(shù)、輔助能源和強化用氧技術(shù)、直接還原鐵和改性鐵應(yīng)用技術(shù)、底吹攪拌技術(shù)、水冷電極技術(shù)、鋼渣煙塵資源綜合利用技術(shù)等。
3.3.1 電爐熱裝鐵水技術(shù)
電爐熱裝鐵水技術(shù)是現(xiàn)代電弧爐煉鋼的一項新技術(shù),其顯著特點是為電弧爐帶來大量的物理熱和化學(xué)熱。實踐證明,它不僅能縮短供電時間和冶煉周期、降低冶煉電耗、稀釋廢鋼中有害元素、利于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼液、開發(fā)新鋼種提高產(chǎn)品競爭力,且可解決鐵液過剩和廢鋼短缺的問題,成為電爐煉鋼降低電耗、提高質(zhì)量的有效手段。
由于廢鋼資源、價格及質(zhì)量等因素的制約,電爐有轉(zhuǎn)爐化的趨勢,熱裝鐵水的比例也越來越高。但熱裝鐵水有一個最佳的加入時間和最佳加入比例,安鋼100 t煙道豎爐電弧爐的生產(chǎn)實踐證明,在其現(xiàn)有生產(chǎn)條件下,最佳鐵水比為31%,熱裝鐵水比例與冶煉周期的關(guān)系見圖3。
3.3.2 輔助能源和強化用氧技術(shù)
為降低電耗及能耗成本,提高能量輸入強度以縮短冶煉周期,采用了多種形式的能量利用技術(shù),如大流量機械式碳-氧槍、集束氧槍、二次燃燒技術(shù)、氧-油燒嘴、底吹燃料和氧氣等技術(shù)。另外,為利用爐氣中的余熱,各種廢鋼預(yù)熱手段也相繼出現(xiàn)。
電爐煉鋼中輔助能源的利用,首先是吹氧助熔、切割爐料、加熱冷區(qū)和活躍熔池。隨著電爐容量的增加、生產(chǎn)速率的加快,電爐煉鋼過程中使用輔助能源日益受到重視。輔助能源以化學(xué)能為主,其效果有:補充電能不足,提高電爐煉鋼生產(chǎn)率和生產(chǎn)效率;用較廉價的化學(xué)能部分代替電能;利用氧氣和氧燃燒嘴加熱冷區(qū),改善傳熱、提高熱效率、二次燃燒等。
電爐煉鋼過程可利用的廢棄能量,逸出的爐氣中CO所攜帶的化學(xué)余熱,CO氧化生成CO2的二次燃燒所釋放出的熱能約是碳氧化生成CO的兩倍。然而,電爐煉鋼過程產(chǎn)生的爐氣收集以及二次燃燒產(chǎn)生的熱量回收尚有較大的節(jié)能潛力。在廢鋼預(yù)熱裝置中回收二次燃燒產(chǎn)生的熱量是一個合理的措施。
3.3.3 直接還原鐵和改性鐵應(yīng)用技術(shù)
使用直接還原鐵為電爐煉鋼提供純凈鐵源是近年來世界重要的發(fā)展方向。世界范圍內(nèi)各種直接還原鐵的產(chǎn)量自1990年以來已增加了一倍多,其產(chǎn)量與電爐鋼產(chǎn)量之比大約為15%,已成為電爐煉鋼重要的鐵源。直接還原鐵和熱壓塊的使用量正在增加,特別是用于生產(chǎn)殘留元素含量低的長材和扁平材產(chǎn)品。它們在電爐上的應(yīng)用,有助于縮短冶煉周期,且每噸原料的電能需求量降低了70 kWh,還能提高金屬化率,有助于提高電爐煉鋼廠的生產(chǎn)率。實踐證實,熱壓塊可在各種不同類型的豎爐中有效預(yù)熱。
安陽鋼鐵公司成功自主研制開發(fā)了改性鐵的生產(chǎn)和應(yīng)用,實踐證明,改性鐵在縮短冶煉時間、減少裝料次數(shù)、改善鋼的純凈度等方面具有明顯優(yōu)勢。在熔化過程中,改性鐵自身的氧化還原反應(yīng)又促進(jìn)了熔池的攪拌,提供了良好的傳熱條件和去除氣體條件,因此是一種良好的廢鋼替代品。
3.3.4 其它相關(guān)技術(shù)
應(yīng)用于電爐煉鋼流程的其它相關(guān)新技術(shù)有:如底吹攪拌技術(shù)、電極噴淋技術(shù)、泡沫渣埋弧冶煉技術(shù)、鋼渣粉塵資源綜合利用技術(shù)等,它們都為電爐鋼提高質(zhì)量、降低成本提供了保證。
研究表明,電爐應(yīng)以氮代氬底吹,電爐出鋼氮含量可低于30×10-6;電極噴淋技術(shù)的應(yīng)用,可使噸鋼電極消耗降低了0.3~0.4 kg;泡沫渣埋弧冶煉技術(shù),有利于提高電爐熱效率、節(jié)約電能、縮短冶煉時間等;在鋼渣粉塵資源綜合利用方面,研究表明,鋼渣在農(nóng)業(yè)上可以用來制作化肥,對提高農(nóng)作物產(chǎn)量有顯著效果。關(guān)于電爐粉塵中鋅、鎳、鉻、鉛等多種金屬化合物的回收利用,也有許多成熟和正在研發(fā)的新技術(shù)。
3.4 優(yōu)化品種結(jié)構(gòu),生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品
對于電爐冶煉鋼種的品種結(jié)構(gòu),目前的優(yōu)化方向應(yīng)著眼于:轉(zhuǎn)爐流程不適合生產(chǎn)的高合金鋼、高溫合金和大鍛件等;轉(zhuǎn)爐流程能夠生產(chǎn)目前在國內(nèi)產(chǎn)量還不高的一些合金鋼種;過去僅能用轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)的、現(xiàn)代電爐亦能生產(chǎn)的一些品種,如高附加值的板材(薄板、中板、厚板);優(yōu)質(zhì)高碳鋼(如預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼簾線)和低合金鋼(如合金冷鐓鋼)等。
另外,對于電爐鋼中傳統(tǒng)意義上的有害元素(如N、Cr、Ni、Cu),應(yīng)予以全面考慮,如過去認(rèn)為氮加入鋼中將產(chǎn)生脆性而必須除去,現(xiàn)在開展了鋼中加氮來提高強度的研究,并用它來提高韌性、疲勞強度和耐蝕性等性能,而且因其環(huán)境和諧性和生體適應(yīng)性優(yōu)良等特點越來越受到人們的關(guān)注。日本正進(jìn)行對氮代鎳的研究,用于生產(chǎn)不銹鋼。而對于富含Cr、Ni、Cu的廢鋼資源,用于生產(chǎn)耐候、耐蝕性鋼可降低貴合金成本。
4 進(jìn)一步發(fā)展電爐煉鋼,推動循環(huán)經(jīng)濟
循環(huán)經(jīng)濟的最終目的是實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最重要標(biāo)志,一是要盡量減少自然資源,如不可再生的鐵礦石、焦炭消耗;二是要盡量減少由不可再生資源煤轉(zhuǎn)化而來的能源消耗;三是要盡量減少鋼鐵制造過程中CO2等有害氣體和固態(tài)廢棄物向大氣、水、土壤的排放與污染。從整個鋼鐵工業(yè)系統(tǒng)看,對一定規(guī)模的年產(chǎn)鋼量,提高電爐鋼比例,顯然有利于循環(huán)經(jīng)濟。
4.1 優(yōu)化電爐煉鋼流程
要實現(xiàn)電爐的高效化生產(chǎn),電弧爐容量大型化是基礎(chǔ),縮短冶煉周期是核心,而前提則是流程優(yōu)化。目前代表性的流程有,普通鋼長型材:超高功率電爐—LF爐—小方坯連鑄機;合金鋼長型材:超高功率電爐—RHLF—VD—大方坯連鑄機;扁平材:超高功率電爐—LF(VD)—板坯(薄板坯)連鑄機;不銹鋼:超高功率電爐—AODVOD—連鑄機(一步法)、超高功率電爐—AOD+VOD—連鑄機(二步法),最常見的流程如圖4所示:
安鋼進(jìn)行了100 t電爐流程優(yōu)化的探討,即采用高爐鐵水—鐵水罐扒渣—100 t電爐脫磷—無渣出鋼—轉(zhuǎn)爐少渣吹煉—LF爐精煉—連鑄—接高線、型棒和2800 mm中厚板軋機的流程。該流程的技術(shù)思路是:把車間現(xiàn)有超高功率電爐改造成鐵水預(yù)處理爐,在熱裝鐵水(熱裝鐵水比例可根據(jù)高爐鐵水供應(yīng)狀況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整)條件下進(jìn)行脫硅、脫磷預(yù)處理,在無渣(或少渣)出鐵條件下獲得低磷鐵水(半鋼)。然后,在現(xiàn)有100 t轉(zhuǎn)爐內(nèi)利用初煉爐生產(chǎn)的低硫、低硅、低磷鐵水進(jìn)行少渣煉鋼,在保證鋼水潔凈度的前提下,基本滿足現(xiàn)有方坯和板坯鑄機多爐連澆和高線軋機、型棒材軋機及2800 mm中板軋機生產(chǎn)品種鋼的進(jìn)度要求,建立起高效率、低成本的潔凈鋼生產(chǎn)平臺。
4.2 提高電爐鋼比例
電爐鋼比例低,直接影響噸鋼能耗,增加溫室氣體排放,我國生產(chǎn)一噸電爐鋼與生產(chǎn)一噸轉(zhuǎn)爐鋼相比,可以多利用廢鋼500~600 kg,少消耗能源350 kg標(biāo)煤,少排放CO2 1589 kg,減少廢渣600 kg,減少新水消耗1~3 t。
從國際上看,全球電爐鋼比已達(dá)31%以上,若以我國年產(chǎn)鋼5億t計,電爐鋼比將從10%提高到25%,電爐鋼總產(chǎn)量將達(dá)1.25億t,每年可少用鐵礦石9750萬t,節(jié)能2625萬t標(biāo)煤,減少CO2排放1.192億t。如能使我國的電爐鋼比例接近世界平均水平,即從10%增加到30%左右,則每年可減少鐵礦石消耗1.3億t以上,減少CO2排放約1.6億t,節(jié)約標(biāo)煤0.35億t。因此,提高電爐鋼比例是促進(jìn)我國鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然途徑,電爐鋼的發(fā)展是循環(huán)經(jīng)濟的需要。
4.3 制定相關(guān)政策,引導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展
由于鋼良好的可再生性及環(huán)境、資源和能源等方面日益苛刻的要求,盡可能多的利用廢鋼將成為世界趨勢。以廢鋼為主要原料的電爐流程,因其具備經(jīng)濟效益與環(huán)境優(yōu)勢,成為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的需要。
發(fā)展鋼鐵工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟要依靠管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、工藝優(yōu)化和政策支持。現(xiàn)階段提高我國電爐鋼比例,政策支持尤為重要。建議國家出臺有關(guān)新的鋼質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和有害氣體CO2等的排放稅收政策和超標(biāo)排放的罰款政策,以減少甚至消除電爐鋼和轉(zhuǎn)爐鋼的成本差距,引導(dǎo)支持企業(yè)從整體利益考慮,從長遠(yuǎn)考慮。
新的鋼質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定(如重新制訂鋼中氧、氮、硫含量要求),有利于淘汰落后產(chǎn)能。同時在相同的國民經(jīng)濟發(fā)展需求下,提高鋼質(zhì)量可減少鋼的消費總量,這樣資源、能源消耗和排放也會相應(yīng)減少。制訂環(huán)保政策可以減少CO2等排放導(dǎo)致的溫室效應(yīng),建議政府制定噸鋼CO2排放量標(biāo)準(zhǔn),借鑒發(fā)達(dá)國家相關(guān)政策,超標(biāo)排放在原則上不允許生產(chǎn);企業(yè)要生產(chǎn)時,須購買生產(chǎn)許可證,按200元t鋼計算,則環(huán)保成本的改變可使轉(zhuǎn)爐鋼與電爐鋼的成本基本相當(dāng),從而促進(jìn)對現(xiàn)代電爐鋼發(fā)展的新一輪投資。
5 結(jié)論
在鋼鐵生產(chǎn)中,成本是決定性因素,近幾年電爐鋼比例的逐年降低是其成本高于轉(zhuǎn)爐鋼引起的。目前轉(zhuǎn)爐鋼比例已出現(xiàn)過剩,而電爐鋼比例的上升是必然的。
電爐鋼流程必須依靠自主創(chuàng)新來支撐電爐煉鋼工藝,進(jìn)一步優(yōu)化工藝,縮短冶煉時間,采用新技術(shù)降低成本。隨著中國工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),廢鋼、電力等資源問題的解決,短流程的優(yōu)勢會凸顯出來。同時,電爐鋼的發(fā)展也是循環(huán)經(jīng)濟的需要,應(yīng)在政策上給予相應(yīng)扶持。 |