从经济性角度考虑,生产线材、型材所用电炉以70吨左右为宜
殷瑞钰向《中国冶金报》记者介绍,电炉短流程包含炼钢、精炼、连铸、轧钢4个主要工序,且工序之间依靠不同的界面技术衔接匹配,形成一个完整的钢铁生产流程。
“从流程的角度看,电炉的吨位取决于轧机的能力,轧机的能力又因所生产钢材种类的不同及其市场容量而有所差异。”殷瑞钰强调,“在冶金流程里,各项工序设备能力只有互相匹配才是最好的。”
他详细阐释道,在全废钢电炉流程中,生产不同的钢材产品所用轧机的产能和电炉的吨位是不同的,大体有如下几类:
一是生产城市周边建筑用长材、型钢。不同建筑用钢生产厂所用轧机的产能水平不同,生产螺纹钢的轧机产能约为100万吨,合适的电炉容量为100吨~120吨;生产高线的轧机产能是60万吨~70万吨,合适的电炉容量约为70吨;生产型钢的轧机产能为50万吨~70万吨,合适的电炉容量约为70吨。
二是生产合金钢长材。一般单条作业线(直径16毫米~直径90毫米棒材)的年产水平为60万吨~70万吨,合适的电炉容量为70吨~100吨。
三是与薄板坯连铸—连轧配合生产热轧卷或酸洗板。一般年产180万吨~200万吨,通常用2座电炉生产,合适的电炉容量为100吨~150吨。
四是生产普通中厚板。殷瑞钰表示,生产中厚板所用轧机、电炉装备与板材宽度密切相关,因而不好一概而论。
“从经济性角度考虑,生产螺纹钢和薄板坯连铸—连轧产品,电炉吨位不应小于100吨,而生产线材、型材所用电炉以70吨左右为宜。”殷瑞钰总结并指出,结合国际经验,中国发展全废钢电炉流程的切入点应以螺纹钢、线材生产厂为主,替代中小高炉—转炉流程生产棒线材产品。
电炉不是越大越先进,工序能力衔接匹配至关重要
殷瑞钰反复强调:“电炉不是越大越先进,工序能力衔接匹配至关重要。”
近年来,主体装备大型化改造在钢铁行业成为趋势。据不完全统计,我国高炉平均炉容从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《钢铁行业产能置换实施办法》施行至2023年7月底,我国已建、新建或待建的电炉炼钢装备共计66座,平均公称容量为97.4吨/座,接近100吨/座,这表明我国电炉炼钢装备在大型化发展的路上快速前进。
“大型化不是评估电炉炼钢技术是否先进的唯一指标,还有很多更重要的维度,有几项电炉炼钢的关键技术应引起行业、企业关注和推广应用。”殷瑞钰提醒道。这些技术包括不开盖、废钢预热连续加料、平熔池冶炼、偏心炉底出钢、多炉连浇等,能够有效降低能源消耗,故应成为企业未来发展的方向。殷瑞钰以废钢预热连续加料工艺举例说:“与采用传统技术或其他技术的电炉相比,由于废钢预热连续装料工艺炼钢炉盖不需要打开,不仅节省了料篮加料时间,而且避免了钢水熔池暴露于空气环境中引起的辐射损失,降低了电耗,同时缩短了通电时间。”
殷瑞钰同时指出:“从当前国内电炉运行指标来看,70吨左右电炉的技术经济指标不比100吨电炉差。若按100吨作为限制类门槛,将导致某些钢厂扩容增产。”
调研数据显示,70吨~80吨水平预热连续加料电炉平均冶炼周期约为32分钟,满负荷生产下平均日产45炉钢,平均冶炼电耗为335千瓦时/吨钢水,电极消耗为0.75千克/吨钢水;100吨~120吨电炉设备平均冶炼周期约为36分钟,满负荷生产下平均日产40炉钢,平均冶炼电耗为355千瓦时/吨钢水,电极消耗为0.8千克/吨钢水。
“总体上,70吨~80吨电炉工序(全废钢冶炼)能耗不高、冶炼周期短,且从实事求是地实现炼钢—连铸—线材、型钢轧机等工序间的合理衔接匹配的角度来看,电炉炉容在70吨~80吨是合理的。”殷瑞钰指出。
调研数据显示,当前,我国电炉平均炉容仅为68吨,限制类装备占比较高,100吨以下电炉装备数量占比达到79%。“当前国内100吨以下电炉是主流装备,企业若在政策引导下实施扩容改造,考虑到指标的稀缺性,易变相造成扩产能风险,由此导致实际产能产量总量增加而造成能耗和排放增加,不利于低碳发展。”殷瑞钰指出。
另外,他表示,从机械装备水平与电控水平来看,70吨电炉国产化程度高,且各项生产指标数据平均水平优于进口电炉,有利于降低投资,推动国产装备制造业发展。