安龙钢铁股份有限公司现有3座30 t电炉和一座40 t LF钢包精炼炉.属于短流程炼钢。2000年冶炼钢电耗在650 kw·h / t没有市场竞争力。河南科技大学材料学院进行技术攻关.摸索出一条降低电耗的途径。2004年冶炼电耗稳步下降到530kW·h/t降幅达20%左右。

1与国内外电炉炼钢企业对比

　 电弧炉炼钢是以宝贵的电能作为主要能源。目前国外己挖掘出短流程很大的潜力，电耗己可达400kW·h/t钢左右，甚至更低，整个电路炼钢过程能量平衡如图1所示。安龙的炼钢电耗相比之下较高，很有必要大力推进技术进步，实现节能降耗，发挥知流程工艺的生命力。

图1 电弧炉炼钢过程能量平衡图

2查找电耗高的原因

2.1原料对电耗的影响

　 目前由于废钢质量差、轻薄料多、夹杂严重、几何尺寸超长、单块超重造成装料不密实，每炉钢进料次数平均达3.5次，多的达4次甚至5次。根据监测，每多进一次料，需要延长冶炼时间25 min,增加电耗50kW·h/t。由于个别废钢太长造成炉盖盖不严，大量热气、火焰冒出损失了热能，导电不良的渣钢及大块废钢装料位置不正确，冶炼时搭桥塌料而打断电极，增加了电极消耗和冶炼时间。

2.2不正确的炼钢工艺

　 有的配电操作工没有按合理的供电曲线配电，炼一炉钢自始至终用一个电压档位以及大电流冶炼。不协调的生产调度导致炼钢工艺比较散乱，炼钢过程中等待时间(换炉盖、换炉体)较长。出钢温度普遍较高;有的超出出钢温度100℃多，根据计算钢水温度每提高10 0℃，冶炼电耗上升4kW·h/t.

3降低电耗的途径

　 为了降低电耗，我们在炼钢中采取了以下措施:

3.1进行技术改造

　 1)进行炉底炉盖改造。2001年成功地进行偏心炉底出钢技术改造，偏心炉底出一炉钢比普通电弧炉时间减少了3min～5min。用水冷炉盖代替以前的炉盖.炉盖寿命由原来的75次提高到120次。这不仅节约了耐火材料.而且可缩短高温等待时间。这两项可节电约9kW·h/t钢。

　 2)利用煤氧枪进行强化冶炼。2000年在两台30t电炉上各增添了两个煤氧喷枪.把具有一定压力流速的O₂、煤粉转换成高速的充分混合的射流。煤氧喷枪产生的高温火焰改变原来电炉冷区热量不足的状况，使炉料由内向外逐步熔化转变为同步熔化。煤氧枪产生的火焰辐射传给炉料。较大的热量而且在冷区直接切割废钢产生的高温烟气在炉料间快速流动，具有较高的对流换热能力，使电炉的供热结构发生变化。煤氧加热与电加热可以得到最佳结合，能把废钢在短时间内加热到电极能有效的进行加热的工作状态，从而导致电能的热效率随温度的升高而升高。根据计算，使用煤氧喷吹助熔技术，可降低冶炼电耗34 kW·h / t.

　 3)采用多段竖炉方式预热废钢。在竖炉内设置了多层钩爪，将炉身分成几段，是全部作业时间均可预热废钢，还可抑制废钢过渡预热造成设备损坏和操作不便.据统计采用该技术可节电60kW·h/t钢。

3.2加强废料管理，优化配料方案

　 废钢质量是影响电耗的客观因素，而原料管理是影响电耗的主观因素。首先应对废钢进行处理，过长的废钢应割断，使其不超过0.5m，大块废钢不得超过500 kg。对特殊轻薄料须进行打包处理，废钢原料应按大、中、小分别堆放。装料要讲究科学合理，大、中、小料的合理配比为:小料15%～25 % ，中料45%～50%.大料35%～45 %。装料的顺序为:先在底部铺一半小料，小料上面辅大料，大料集中在电弧高温区，中料可以加在大料上部和四周以填满空隙，最上面再铺剩余的小料，以利于电极迅速“穿井”。可以说钢铁料质量与优化配料对降低冶炼电耗起到关键作用。

3.3科学合理供电

　 电炉炼钢各冶炼过程具有不同的特点，因此各阶段要采用不同的电压、电流供电，在冶炼过程中尽可能的发挥变压器的供电能力，以达到电弧功率最大。

　 1)熔化期:熔化期约占总冶炼时间的50%～60%.电力消耗占总消耗的60%～70 %。采用最大功率供电，可以缩短冶炼时间，对节电有利。在冶炼初期5 min～10 m in为了防止电弧直接辐射炉盖，宜用中级电压210V,大电流12 kA冶炼。“穿井”后用长弧冶炼，选择最高电压260V,最大电流15kA冶炼。熔化后期，在绝大多数炉料熔化后，为减少长电弧辐射，宜采用中级电压210V,大电流12 kA冶炼。

　 2)氧化期:氧化初期为使渣料快速熔化及熔池激烈沸腾，应输入最高电压260V,最大电流15 kA冶炼。氧化后期采用中级电压210 V,大电流12 kA冶炼。

　 3)精炼期:钢水比较平静，采用中级电压210 V,大电流12 kA合适。出钢前3 min用240V, 15 kA冶炼。

　 河南科技大学材料学院与安龙技术人员合作研制的优化供电曲线如图2所示，2002年9月至2003年3月先后投入生产运行使用，生产运行状况良好采用该供电曲线可节约30 kW·h / t～45 kW·h / t 钢，供电时间缩短8 m in～10 m in.

3.4改进炼钢工艺

　 1)第一次进料前应先在炉底垫石灰，这样有利于低温去磷，利于早期成渣、早期脱磷，同时对炉底耐火材料亦起了缓冲保护作用。

　 2)严格执行规定的留钢量，余钢和余渣应回炉。留钢量越多，越有利于提前形成熔池，具有稳定电弧的作用。有助于造泡沫渣和熔化废钢。但留钢量过多，会因钢水反复升降温而引起电耗增加。经过对比和总结大家一致认为留钢量为3.5 t对缩短熔化时间，降低冶炼电耗有很大作用。余钢和余渣有很高的温度，将余钢和余渣倒在炉内，可以增加热量收入。炉后减少能量消耗的措施及炼钢工艺的紧凑化、高效化，使得过程温度降低最终表现在降低出钢温度的接纳效果上，采用预热良好的钢包可节能约25 kW·h/t钢。

图2 新研制的供电曲线

　 3)开发提高生铁配比的冶炼新技术。提高生铁配比，并相应提高吹氧强度。在正常情况下，生铁中C,Si,Mn,P等的氧化放热可加快废钢熔化速度，降低电耗。铁水氧气均为载能体，炼钢过程的氧气铁水耗量均可以折算为电能。另一方面利用生铁可以弥补废钢的不足，调整炉料质量，降低电炉钢中有害残余元素含量。增加的生铁量与降低的电耗的关系如表1所示。经过大量的摸索得出:35t废钢+10t生铁+5t轻薄料的配料方案既能缩短冶炼时间又能降低电耗。

表1 生铁配比实验

加生铁量/%	吹氧量/m3·t-1	节能/kW·h/t
19	19	70
32	30	100
40	35	130
55	40	150

　

　 4)在熔化后期、氧化期、还原期均采用泡沫渣技术。河南科技大学材料学院开发了一种以CaCO为主新型发泡剂，在炉渣碱度B= 2.0,渣中FeO含量在40%效果最好。在炉料熔化的中后期，熔池逐渐形成，电弧裸露时往弧区附近加一批发泡剂和一定量的石灰、萤石，并将吹氧管置于成渣区或钢渣界而，使渣起泡，以利于吹氧助熔。泡沫渣有利于增大渣钢界面，有效的利用氧化性高、流动性好和温度较低的熔渣强化脱磷。可提高最高电压产生长电弧，使长电弧插入很厚的泡沫渣中，从而使电能的利用率提高。在还原期，待渣料基本化清后将发泡剂一次性加入，并加以推动，使之均匀。使还原渣呈泡沫状，渣变黄后分批加入脱氧剂加快了炉渣的脱氧脱硫速度。

3.5提高操作技能，减少设备故障发生率

　 实施各类培训、技术交流、技术会议等“走出去、请进来”的方式消化吸收先进技术，举行技术比武，各班你追我赶，促进了整体水平提高。安龙要求设备有高可靠性高安全性和高可开动率，为此对设备的维护和维修提出了更高要求，要求设备维修实行预知维修和定期维修相结合的维修制度，通过加强管理后，设备故障发生率有所下降，月生产炉数由2001年9月的500炉稳步提高，2004年5月和6月均达550炉以上。

4结语

　 在技术攻关中为了确保工艺的实施，在每一个班增添一个工艺监督人员负责工艺工作。在生产管理中运用“木桶理论”加强管理。对安龙电耗高来说，缩短高温等待时间和有效的利用能源是最有影响的因素。我们采取技术厂长挂头，技术监督人员蹲点来保证“木桶的每一条木条”都一样长。

　 安龙实施降低冶炼电耗措施后，取得了明显效果，对电炉厂节能降耗工作有一定借鉴作用。但是仍与国内先进水平有一定程度差距。因此必须在此基础上进一步做好降低冶炼电耗和综合能耗工作。