近年來，世界粗鋼年產量在16億噸~18億噸，其中電爐鋼有4億多噸，占比約25%。除中國以外，全球鋼鐵工業的電爐鋼占比已達40%以上。美國電爐鋼比例達到67%，是發達國家中電爐鋼占比最高的。2020年，中國粗鋼產量達10.65億噸
，其中電爐粗鋼約0.96億噸
，占比約為9%，尚有很大的提高空間。截至2020年底，中國有30噸以上電爐420座左右，產能18225萬噸。

　　與長流程相比，電爐短流程CO2排放量僅有25%，固廢排放量僅為1/30，能耗約50%，具有明顯優勢。短流程還有即開即停
、生產高效靈活、可消納城市廢棄物等優點。隨著中國廢鋼資源逐步釋放

，未來10年~15niandianlujuyoujidadefazhanqianli。guojiaguliliyongfeigangliangangheduanliuchengliangang，guliqiyezaibuzengjiaxindechannengjichushangjinxingdianluliuchengchannengzhihuan
，gulijianghuanbaoyalida、產能過剩嚴重地區的產能置換到廢鋼相對充足

、鋼材供應不足的地區。

　　隨著世界鋼鐵總產量的增加，電爐煉鋼總產量也逐年增加。除中國以外，現在全球鋼鐵工業的電爐鋼占比已達40%以上，中國電爐鋼尚有很大的增長空間。未來電爐應選擇能夠滿足高效節能

、連續加料、廢鋼預熱

、綠色環保、餘(yu)熱(re)回(hui)收(shou)等(deng)要(yao)求(qiu)的(de)爐(lu)型(xing)，對(dui)應(ying)爐(lu)型(xing)選(xuan)擇(ze)工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu)
，完(wan)成(cheng)相(xiang)應(ying)的(de)冶(ye)金(jin)功(gong)能(neng)，實(shi)現(xian)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)。同(tong)時(shi)，電(dian)爐(lu)發(fa)展(zhan)還(hai)應(ying)關(guan)注(zhu)高(gao)效(xiao)低(di)耗(hao)的(de)節(jie)能(neng)低(di)成(cheng)本(ben)生(sheng)產(chan)技(ji)術(shu)、綠色化關鍵工藝技術、智能化製造技術、高附加值特種鋼冶金技術等方向。

　　電爐煉鋼工藝技術

　　圍繞生產高效化、功能簡單化、環境友好化、控製智能化、原料多元化等目標，電爐煉鋼技術不斷得到發展。電爐冶煉高效化追求的目標是冶煉周期、通電時間盡可能縮短，冶煉電耗盡量降低。我們應圍繞以下6個方麵開展工作：采用提高噸鋼輸入電功率的方法
，表現在技術層麵上就是裝備的大型化和更高功率
；提高鋼中元素氧化的化學熱及氧燃燒嘴提供的化學熱

；提高由廢鋼預熱後廢鋼的顯熱；提高電效率和功率因數，如供電製度合理化
、采用智能電弧爐、優化短網結構等；縮短熱停工時間，如裝廢鋼時間、接電極時間
、出鋼時間、補爐時間等

；整條產線單一品種組織生產比多品種效率更高。

　　選擇先進爐型以達到全廢鋼預熱、連續加料
、不開蓋
、平熔池、低噪聲、少煙塵、痕量二噁英

、除塵灰回收等目的。在技術發展的過程中，電爐經曆了傳統開蓋式電爐、Fuchs電爐(豎式預熱廢鋼)
、Consteel電爐(水平連續加料)
、Quantum電爐(量子電爐)、Ecoarc電爐（環保生態電弧爐）、Sharc電爐（豎井電弧爐）、CISDI-Green電爐（賽迪綠色智能電爐）、CERI-s1-Arc電爐（中冶京誠新型廢鋼預熱電爐）等不同類型的發展。

　　傳統常規開蓋式電爐的優點是設備故障少、穩定可靠，缺點是幾乎都無法較好地實現上述目的，生產效率較低。上世紀90年代，Fuchs電爐和Consteel電爐幾乎同時被引進中國。因為Fuchs電爐設備故障率高，在廢鋼成本不能被抵消的大背景下基本上被淘汰了。在Consteel電爐設備被國產化後，在“中改電”的背景下
，因為其效率高、成本低、穩定可靠的優勢獲得了快速發展。2017年以前，全國95%的電爐為開蓋頂加料式；自2017年以來
，企業的新上電爐設備85%以上為連續水平加料係統。但Consteel電爐也有明顯的缺點，主要是水平煙道尾氣預熱廢鋼的設計溫度為400攝氏度~600攝氏度，廢鋼溫度一般隻能達到200攝氏度~300攝氏度；預熱廢鋼通道內的廢氣溫度正處於產生呋喃和二噁英等的高峰區間，有害氣體對環境的汙染問題難以解決；預熱通道進“野風”量大
，給除塵和餘熱回收帶來困難。

　　Quantum電爐、Ecoarc電爐和Sharc電爐則希望通過豎式煙道預熱廢鋼的方式解決上述難題。Quantumdianlutongguofeigangliaocaoshengjiangxiaochetidaileliaolanjialiao
，caiyonghongxishiwuzhachugangxitong，rengshiyongshouzhishixitongbaochiheyurefeigang，yurewendugao，youhaiqitishao。muqian，shijieshangtouchanhezaijiandegong11座Quantum電爐，其中墨西哥1座、土耳其1座、孟加拉1座、中國8座。2020年底，中國2座Quantum電爐投產
，綜合效果仍有待觀察。Ecoarc電(dian)爐(lu)的(de)主(zhu)要(yao)部(bu)分(fen)是(shi)由(you)熔(rong)化(hua)廢(fei)鋼(gang)的(de)熔(rong)化(hua)室(shi)和(he)與(yu)熔(rong)化(hua)室(shi)直(zhi)接(jie)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)預(yu)熱(re)豎(shu)爐(lu)構(gou)成(cheng)
，爐(lu)體(ti)密(mi)封(feng)和(he)廢(fei)鋼(gang)預(yu)熱(re)相(xiang)結(jie)合(he)，平(ping)熔(rong)池(chi)操(cao)作(zuo)，高(gao)度(du)自(zi)動(dong)化(hua)，廢(fei)鋼(gang)預(yu)熱(re)溫(wen)度(du)可(ke)達(da)800攝氏度，可避免汙染物的產生，二噁英排放量＜0.1ng-TEQ/m3（納克毒性當量值每標準立方米
，下同）。目前投產和在建的共9座Ecoarc電爐，其中日本5座
、韓國1座
、泰國1座
、中國2座（在建）。Sharc電爐均為直流電爐，噪聲小
、粉塵少
，設計雙豎井利用尾氣預熱廢鋼，二噁英＜0.1ng-TEQ/m3。應用方麵


，除土耳其1座正在運行的100噸Sharc電爐外
，河鋼石鋼引進2座130噸Sharc電爐。總之
，這3種電爐應用數量較少，前景仍有待進一步觀察中。

　　目前國內電爐產能中，國產電爐設備占85%
，進口電爐占15%。雖然在單體設備上國內廠家已經具備一定實力，100噸(dun)以(yi)下(xia)的(de)電(dian)爐(lu)設(she)備(bei)基(ji)本(ben)實(shi)現(xian)了(le)國(guo)產(chan)化(hua)
，但(dan)中(zhong)國(guo)科(ke)技(ji)工(gong)作(zuo)者(zhe)也(ye)一(yi)直(zhi)致(zhi)力(li)於(yu)研(yan)發(fa)具(ju)有(you)自(zi)主(zhu)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)的(de)成(cheng)套(tao)電(dian)爐(lu)設(she)備(bei)。嚐(chang)試(shi)集(ji)合(he)水(shui)平(ping)加(jia)料(liao)和(he)豎(shu)式(shi)電(dian)爐(lu)的(de)優(you)點(dian)，國(guo)內(nei)設(she)備(bei)商(shang)推(tui)出(chu)了(le)CISDI-Greendianlu。gaidianluliyongjietixinglianxumibijiarufeigangdesilu，xingchenglejietijialiaodeduyouzhuanlijishu

，zaizhongguoheoumengdouhuodelezhuanlishouquan
，bingxingchengleguoneituantibiaozhun。jishuzhibiaoyejiaoweixianjin，zaiguoneijidongnanyadiquyoushutaidianlutourushiyong。lingyijiashebeishangzetuichuleCERI-s1-Arc電爐。廢鋼經由小車加入豎井，豎井下麵的推鋼機構將廢鋼推進水平通道，水平通道振動廢鋼進入平熔池，從而實現廢鋼連續加料

；通過煙氣急冷、活huo性xing炭tan吸xi附fu和he餘yu熱re鍋guo爐lu降jiang低di二er噁噁英ying含han量liang並bing實shi現xian餘yu熱re利li用yong。該gai電dian爐lu集ji成cheng了le眾zhong多duo先xian進jin技ji術shu，目mu前qian還hai處chu於yu推tui廣guang階jie段duan。總zong的de來lai說shuo，國guo內nei電dian爐lu廠chang家jia在zai設she計ji、製造先進爐型上還有不少方麵需要進一步的努力工作。未來電爐爐型的發展方向將是能實現連續加料、廢鋼預熱、綠色環保
、低二噁英排放、餘熱回收及智能煉鋼的電爐。

　　在先進的爐型中采用各種高效化生產技術，目前在全廢鋼條件下
，國內部分Consteel電爐和轉爐一樣，也能做到30分鍾的冶煉周期。其他技術經濟指標能夠達到金屬收得率90%~92%，全廢鋼電耗在300千瓦時/噸以下
，電極消耗在1.0千克/噸以下，單位公稱容量年產量能做到10000噸鋼/噸以上。

　　目前
，電爐鋼成本要比長流程高500元/噸鋼~600元/噸鋼，差異主要在於原材料（鐵礦石、焦炭

、廢鋼）、電耗、電極消耗、耐材消耗等，短流程降成本的途徑在於以上要素。鑒於國內鋼企成本長期居高不下，擴大廢鋼進口、減少對鐵礦石的依賴是現實的選擇方案。

　　此外，電爐鋼低生產成本的過程管理與控製還包括：減少原料成本，加強對廢鋼和含鐵原料的分類加工和管理，廣泛使用各種含鐵料如熱壓鐵塊
、提釩鐵等。降低能源消耗，展開電爐供電技術優化的研究，降低電耗和電極消耗

，回收物理熱，如熱裝海綿鐵及兌鐵水
；加(jia)強(qiang)化(hua)學(xue)熱(re)的(de)回(hui)收(shou)，如(ru)廢(fei)鋼(gang)預(yu)熱(re)技(ji)術(shu)以(yi)及(ji)連(lian)續(xu)加(jia)料(liao)裝(zhuang)置(zhi)的(de)實(shi)現(xian)。錯(cuo)峰(feng)用(yong)電(dian)用(yong)好(hao)穀(gu)電(dian)優(you)惠(hui)，操(cao)作(zuo)過(guo)程(cheng)的(de)連(lian)續(xu)化(hua)和(he)自(zi)動(dong)化(hua)
，縮(suo)短(duan)熱(re)停(ting)工(gong)時(shi)間(jian)等(deng)。

　　未來要關注的技術方向

　　以“高效、低耗、綠色化和智能化”weimubiao，gangqixuyaoxuanzeheshidedianluluxingjishengchanjishu。zhuanlugongxudeyuanliaozhuyaoshiyetaidetieshui
，dianlugongxudeyuanliaozhuyaoshigutaidefeigang，zuizhongdechanpinxingtaidoushigangye。wulihuaxuexingtaidezhuanbianbutong，juedinglekongzhifangfabutong，yincidianludekongzhibizhuanluyaokunnandeduo，dianluliangangyaochongfenkaolvzheyichayixing。weilaifazhanfangxiangzhuyaoyouduanliuchengdegaoxiaodihaojienengdichengbenshengchanjishu
、綠色化關鍵工藝技術

、新型生態電爐短流程智能化製造、高附加值特種鋼冶金技術等幾個方麵。

　　電爐高效化生產方麵，鋼企需要關注廢鋼分選處理、連續加料預熱、電極自動調節、多功能氧燃燒嘴和複合噴碳穩定造泡沫渣

、平熔池和長壽爐齡、底吹技術等；綠色化方麵，包括煙氣餘熱回收、爐殼保溫節能、低熱值廢水餘熱利用、二噁英治理


、含鋅除塵灰提取高品質附加物
、爐渣改質利用技術等；智能化方麵，包括廢鋼和爐料配料、電極智能調節、多功能機器人、熔池溫度連續測量
、泡沫渣檢測和液麵監測控製
、爐氣在線分析
、終點控製、一鍵式電爐煉鋼或電爐整體智能控製技術等。

　　整體上看，我國高端特鋼比不足5%，歐洲國家及美國、日本均超過20%
，瑞典最高達60%，我國尚有很大差距。一般來說，高端特鋼多由電爐生產，特鋼行業專業性強
、品種多、piliangxiao
，nanyishixianguimoxiaoying，gangqigengyingzhuzhongyigaozhilianglaimibuguimodebuzu。dangqian，gangtiexingyeyouzhuiqiuzongliangxiangzhuiqiugaozhiliangzhuanbian，cailiaoshengjipozaimeijie
，gaoduantegangxuqiuyouwangyinglaigaosuzengchang，xuyaomiqieguanzhuxiangyingdegaoduantegangshengchanjishu。

　　（作者係鋼鐵研究總院工藝所教授級高工）