现代电炉炼钢技术发展趋势分析

　　随着国家环保要求的不断提高及废钢资源的增加，同时政府取缔中频炉、地条钢和配套政策的支持，使得电炉短流程产量明显增加(如表1所示)。同时，钢铁企业逐步淘汰落后电炉产能，使得绿色节能电炉的需求也不断增加。

　　环保技术的发展

　　二噁英是目前世界上毒性最强的化合物之一，其毒性相当于氰化物的1000倍，对环境和人类有巨大危害。在钢铁工业生产过程中，长流程烧结工序是主要的二噁英产生来源，但短流程电炉炼钢工序也会产生大量二噁英。《炼钢工业大气污染物排放标准》(GB28664—2012)规定，电炉烟气中二噁英的排放限值为0.5ng-TEQ/m3，而河北省更要求电炉炼钢过程中二噁英类排放浓度低于0.2ng-TEQ/m3。电炉冶炼过程中需要将含塑料和油脂的废钢装入电炉内进行预热，但由于废钢预热温度和二噁英形成温度相近，前驱体合成及热分解反应促使了烟气中二噁英的形成。同时废钢中微量铜、镍等氧化物可作为反应催化剂，促进二噁英的形成。此外，在高温烟气冷却过程中，会以从头合成的方式生成二噁英。实验结果表明，当烟气温度高于850℃、氧气含量不低于6%时，可有效分解二噁英。在完成二噁英氧化热分解后，要求防止它们在250℃~500℃通过从头合成机理再次合成，这就要求电炉烟气在氧化热分解之后迅速冷却至250℃以下，实现二噁英减排。

　　为了适应环境发展的要求，抑制二噁英的排放，采用合适的减排手段尤为必要。具体方法如下：

　　减少含油脂、涂料等废钢入炉，同时在入炉前强化分选和预处理，有效去除氯源，最大限度降低含塑料、油脂等含有机物废钢的入炉量，同时提高铁水的投入量。

　　燃烧室热分解，当烟气预热废钢后，进入燃烧室，并通过烧嘴燃烧烟气，使其温度达到850℃以上，从而使二噁英等有害气体发生分解。

　　烟气急冷，经过高温热分解的烟气应在冷却塔内进行快速冷却，从而抑制二噁英的从头合成。

　　高效过滤及活性炭吸附技术。二噁英在低温条件下会以固态形式吸附在烟尘表面，因此，通过高效除尘器可降低二噁英排放量。而活性炭吸附技术是在布袋除尘器前喷入活性炭粉末，吸附烟气中的二噁英，达到降低二噁英排放的目的。

　　催化分解。美国戈尔公司研发的催化过滤Remedia技术，主要是将表面过滤技术同催化过滤技术集成在滤袋上，能够使二噁英在较低温度下(200℃左右)通过催化反应彻底分解成CO、H2O和HCl，该技术去除二噁英彻底且不存在二次污染。

　　节能降耗技术的发展

　　电炉炼钢技术自1899年问世以来，其冶炼技术和装备水平不断提高，出现了超高功率、氧枪操作、水冷炉壁和炉盖、泡沫渣埋弧操作、偏心炉底出钢、氧燃烧嘴、碳氧枪，废钢预热、底吹搅拌，兑铁水等炼钢技术，有效地缩短了冶炼时间和节能降耗，并在不断开发及优化。目前，国内外在节能降耗方面的主要工作如图1所示。

　　降低电耗

　　随着钢产品市场的竞争加强，最大限度地节约生产成本是每个企业追逐的重要目标。电炉炼钢过程中电耗消费在成本中占据很重的比例，如何节约电能是实现盈利的重要环节。

　　电炉大型化

　　采用超高功率电炉炼钢，可以缩短废钢熔化时间、提高功率、缩短冶炼周期、降低电耗，易于与炉外精炼、连铸相配合，实现高产低耗的目的。采用超高功率电炉炼钢后，生产效率可从1.5t/(h·MW)提高到2.5t/(h·MW)以上，同时电耗能降低100kW·h/t左右。目前国内新建电炉的容量普遍在100t以上。

　　废钢预热技术