中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 樊三彩 報道
當前，業(yè)內已基本形成共識，我國鋼鐵工業(yè)在碳達峰、碳中和過(guò)程中，高爐—轉爐長(cháng)流程和電爐短流程在上、下半場(chǎng)的角色和降碳貢獻不同，上半場(chǎng)碳達峰要靠長(cháng)流程，下半場(chǎng)碳中和則要靠科學(xué)有序地發(fā)展短流程。
8月25日，工信部等七部門(mén)發(fā)布的《鋼鐵行業(yè)穩增長(cháng)工作方案》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《方案》）也突出了對電爐短流程，尤其是全廢鋼電爐流程的重視?！斗桨浮诽岢?，加快實(shí)施電爐短流程煉鋼高質(zhì)量發(fā)展引領(lǐng)工程，對全廢鋼電爐煉鋼項目執行差別化產(chǎn)能置換、環(huán)保管理等政策，創(chuàng )建世界先進(jìn)的電爐鋼產(chǎn)業(yè)集群。
圖為殷瑞鈺正接受《中國冶金報》記者專(zhuān)訪(fǎng)。（記者 陳曦 攝）
“發(fā)展全廢鋼電爐短流程可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程、實(shí)現節能減排，是鋼鐵工業(yè)實(shí)現脫碳化的重要途徑，也是高質(zhì)量發(fā)展的大勢所趨?！?月11日，中國工程院院士殷瑞鈺在接受《中國冶金報》記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)分享了他對推廣全廢鋼電爐流程的思考。
他分析道，中國將越來(lái)越具備發(fā)展全廢鋼電爐流程的條件，預計2045年左右廢鋼量將超過(guò)4億噸/年，有些年份甚至可達到5億噸，同時(shí)，非化石能源的應用比例也將逐步擴大，電力資源豐富、成本下降。
據不完全統計，我國現有電爐短流程企業(yè)250余家，其中近200家是全廢鋼電爐流程企業(yè)。數量不少，但發(fā)展全廢鋼電爐流程依然面臨著(zhù)許多現實(shí)挑戰。
從經(jīng)濟性角度考慮，生產(chǎn)線(xiàn)材、型材所用電爐以70噸左右為宜
殷瑞鈺向《中國冶金報》記者介紹，電爐短流程包含煉鋼、精煉、連鑄、軋鋼4個(gè)主要工序，且工序之間依靠不同的界面技術(shù)銜接匹配，形成一個(gè)完整的鋼鐵生產(chǎn)流程。
“從流程的角度看，電爐的噸位取決于軋機的能力，軋機的能力又因所生產(chǎn)鋼材種類(lèi)的不同及其市場(chǎng)容量而有所差異?！币笕疴晱娬{，“在冶金流程里，各項工序設備能力只有互相匹配才是最好的?！?/div>
他詳細闡釋道，在全廢鋼電爐流程中，生產(chǎn)不同的鋼材產(chǎn)品所用軋機的產(chǎn)能和電爐的噸位是不同的，大體有如下幾類(lèi)：
一是生產(chǎn)城市周邊建筑用長(cháng)材、型鋼。不同建筑用鋼生產(chǎn)廠(chǎng)所用軋機的產(chǎn)能水平不同，生產(chǎn)螺紋鋼的軋機產(chǎn)能約為100萬(wàn)噸，合適的電爐容量為100噸～120噸；生產(chǎn)高線(xiàn)的軋機產(chǎn)能是60萬(wàn)噸～70萬(wàn)噸，合適的電爐容量約為70噸；生產(chǎn)型鋼的軋機產(chǎn)能為50萬(wàn)噸～70萬(wàn)噸，合適的電爐容量約為70噸。
二是生產(chǎn)合金鋼長(cháng)材。一般單條作業(yè)線(xiàn)（直徑16毫米～直徑90毫米棒材）的年產(chǎn)水平為60萬(wàn)噸～70萬(wàn)噸，合適的電爐容量為70噸～100噸。
三是與薄板坯連鑄—連軋配合生產(chǎn)熱軋卷或酸洗板。一般年產(chǎn)180萬(wàn)噸～200萬(wàn)噸，通常用2座電爐生產(chǎn)，合適的電爐容量為100噸～150噸。
四是生產(chǎn)普通中厚板。殷瑞鈺表示，生產(chǎn)中厚板所用軋機、電爐裝備與板材寬度密切相關(guān)，因而不好一概而論。
“從經(jīng)濟性角度考慮，生產(chǎn)螺紋鋼和薄板坯連鑄—連軋產(chǎn)品，電爐噸位不應小于100噸，而生產(chǎn)線(xiàn)材、型材所用電爐以70噸左右為宜?！币笕疴暱偨Y并指出，結合國際經(jīng)驗，中國發(fā)展全廢鋼電爐流程的切入點(diǎn)應以螺紋鋼、線(xiàn)材生產(chǎn)廠(chǎng)為主，替代中小高爐—轉爐流程生產(chǎn)棒線(xiàn)材產(chǎn)品。
殷瑞鈺特別指出：“一律從100噸起步將在某種程度上影響發(fā)展全廢鋼電爐流程的進(jìn)入門(mén)檻，不利于不同地區因地制宜推廣全廢鋼電爐流程。同時(shí)，從流程結構上看，電爐—精煉—鑄機—軋機之間的能力匹配至關(guān)重要，70噸電爐與高線(xiàn)軋機相匹配比較合理，便于全流程協(xié)同運行和鑄坯高溫熱裝，有利于節能減排降碳，否則將有部分冷坯落地?！?/div>
電爐不是越大越先進(jìn)，工序能力銜接匹配至關(guān)重要
殷瑞鈺反復強調：“電爐不是越大越先進(jìn)，工序能力銜接匹配至關(guān)重要?！?/div>
近年來(lái)，主體裝備大型化改造在鋼鐵行業(yè)成為趨勢。據不完全統計，我國高爐平均爐容從2015年的770立方米提高到2021年的1400多立方米；自2021年6月1日《鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法》施行至2023年7月底，我國已建、新建或待建的電爐煉鋼裝備共計66座，平均公稱(chēng)容量為97.4噸/座，接近100噸/座，這表明我國電爐煉鋼裝備在大型化發(fā)展的路上快速前進(jìn)。
“大型化不是評估電爐煉鋼技術(shù)是否先進(jìn)的唯一指標，還有很多更重要的維度，有幾項電爐煉鋼的關(guān)鍵技術(shù)應引起行業(yè)、企業(yè)關(guān)注和推廣應用?！币笕疴曁嵝训?。這些技術(shù)包括不開(kāi)蓋、廢鋼預熱連續加料、平熔池冶煉、偏心爐底出鋼、多爐連澆等，能夠有效降低能源消耗，故應成為企業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。殷瑞鈺以廢鋼預熱連續加料工藝舉例說(shuō)：“與采用傳統技術(shù)或其他技術(shù)的電爐相比，由于廢鋼預熱連續裝料工藝煉鋼爐蓋不需要打開(kāi)，不僅節省了料籃加料時(shí)間，而且避免了鋼水熔池暴露于空氣環(huán)境中引起的輻射損失，降低了電耗，同時(shí)縮短了通電時(shí)間?！?/div>
殷瑞鈺同時(shí)指出：“從當前國內電爐運行指標來(lái)看，70噸左右電爐的技術(shù)經(jīng)濟指標不比100噸電爐差。若按100噸作為限制類(lèi)門(mén)檻，將導致某些鋼廠(chǎng)擴容增產(chǎn)?！?/div>
調研數據顯示，70噸～80噸水平預熱連續加料電爐平均冶煉周期約為32分鐘，滿(mǎn)負荷生產(chǎn)下平均日產(chǎn)45爐鋼，平均冶煉電耗為335千瓦時(shí)/噸鋼水，電極消耗為0.75千克/噸鋼水；100噸～120噸電爐設備平均冶煉周期約為36分鐘，滿(mǎn)負荷生產(chǎn)下平均日產(chǎn)40爐鋼，平均冶煉電耗為355千瓦時(shí)/噸鋼水，電極消耗為0.8千克/噸鋼水。
“總體上，70噸～80噸電爐工序（全廢鋼冶煉）能耗不高、冶煉周期短，且從實(shí)事求是地實(shí)現煉鋼—連鑄—線(xiàn)材、型鋼軋機等工序間的合理銜接匹配的角度來(lái)看，電爐爐容在70噸～80噸是合理的?！币笕疴曋赋?。
調研數據顯示，當前，我國電爐平均爐容僅為68噸，限制類(lèi)裝備占比較高，100噸以下電爐裝備數量占比達到79%?！爱斍皣鴥?00噸以下電爐是主流裝備，企業(yè)若在政策引導下實(shí)施擴容改造，考慮到指標的稀缺性，易變相造成擴產(chǎn)能風(fēng)險，由此導致實(shí)際產(chǎn)能產(chǎn)量總量增加而造成能耗和排放增加，不利于低碳發(fā)展?！币笕疴曋赋?。
另外，他表示，從機械裝備水平與電控水平來(lái)看，70噸電爐國產(chǎn)化程度高，且各項生產(chǎn)指標數據平均水平優(yōu)于進(jìn)口電爐，有利于降低投資，推動(dòng)國產(chǎn)裝備制造業(yè)發(fā)展。
最后，殷瑞鈺表示，上述觀(guān)點(diǎn)為個(gè)人見(jiàn)解，僅供有關(guān)方面參考。
來(lái)源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯：張雨恬
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