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中頻感應電爐和電弧爐-煉鋼成本、質量綜合分析

連續(xù)加料型電爐煉鋼與中頻爐的比較分析

摘要：:分別針對國內普遍常見的電弧爐煉鋼和感應應中頻爐冶煉兩種煉鋼工藝；從冶煉工藝、生產規(guī)模、產品質量品種以及生產成本和發(fā)展前景詳細的敘述說明，對當前國內中頻爐鋼鐵生產有重要的參考價值。

關鍵詞：電爐煉鋼 中頻爐煉鋼 感應爐煉鋼 煉鋼生產 成本比較  

1、 電爐概述

電爐是采用電能作為熱源進行煉鋼的爐子的統(tǒng)稱，按電能轉換成熱能方式的差異，電爐可分為電渣重熔爐、感應熔煉爐、電子束爐、等離子爐以及電弧爐，世界上電爐鋼產量的95%以上都是由電弧爐生產的，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特鋼，不適合生產碳鋼及合金結構鋼。感應熔煉爐（中頻感應熔煉爐用于煉鋼）及電弧爐均適合生產碳鋼及合金結構鋼。

2、 中頻感應熔煉爐(以下簡稱中頻爐)及電弧爐對比分析

一、生產工藝比較

   （1）電弧爐生產可進行吹氧操作，配料時可配入生鐵、鑄鐵件等含碳（C）較高的鋼鐵料，吹氧脫碳過程中生成的CO氣泡相對于鋼中的[H]、[N]是真空室，有利于鋼中[H]、[N]向CO氣泡中擴散并排出，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造成的化學廢品；

   （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爐操作過程中，向鋼中加入合金及強脫氧材料，具有脫氧[O]、調整成分功能；

（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爐生產工藝具有脫[C]、脫[P]、脫[O]、脫[S]；調整溫度、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)、去夾雜及調整溫度功能，中頻爐只能算是化鋼爐。

二、 生產規(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間可縮短至40分鐘，年產鋼量可達到80萬噸，而同等容量的中頻爐冶煉時間為60分鐘,年產鋼量為53萬噸，中頻爐產量僅為電爐的67%。

三、 質量和品種比較

   （1）因電爐+LF爐與中頻爐+LF生產工藝不同，質量優(yōu)于中頻爐，可生產軸承鋼、油井管、高質量彈簧鋼等特鋼，而中頻爐只能生產質量要求不高的常用的碳素結構鋼；

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

   （3）與連鑄配匹

   電爐+LF爐可與連鑄一對一匹配，生產節(jié)奏容易控制，中頻爐因冶煉時間長與連鑄難以一對一匹配。

 

 

四、 生產成本比較

   （1）唐山70T電爐冶煉與2×40T中頻爐冶煉工序成本對比表（附表）

   （2）中頻爐對所用鋼鐵料要求高，以中型、重型返回合格廢鋼為主，價格高；電爐對鋼鐵料適應性強，可使用生鐵、統(tǒng)料、渣鋼、輕薄料、海綿鐵等，對廢鋼鐵料中的易氧化元素[C]、[P]、[Si]、[Mn]、[Cr]等含量可適當放寬，可依據市場價格采購。價差可控制在300元/t以上，使用質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61.2元；

   （3）中頻爐電耗比電爐電耗高，因電爐可使用廉價的氧氣能源同時高溫煙氣對廢鋼進行預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項成本比較，電爐生產成本并不比中頻爐高，只要采購、生產嚴格控制，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備、SVC無功補償，投資比中頻爐為高。

（2）對電網的沖擊

普通電弧爐生產時對電網有一定的沖擊，配備SVC無功補償裝置后，可減少對電網的沖擊。廢鋼預熱超高功率電弧爐配備SVC無功補償裝置，連續(xù)生產時，全過程泡沫渣埋弧操作，對電網沒有沖擊。

   六、結論

根據以上幾方面的比較，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，特別是質量和品種、對廢鋼鐵原料的適應性的優(yōu)勢，為煉鋼以后由碳素結構鋼轉型為合金結構鋼、特鋼的生產打下基礎，適應市場的能力強。同時為企業(yè)今后建設海綿鐵生產線留下余地。因此從長遠的角度考慮，電弧爐煉鋼發(fā)展前景更為廣闊，新建電弧爐煉鋼生產線比中頻爐生產線更具優(yōu)勢。