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电炉钢与转炉钢成本比较

【摘要】:

                                电炉钢与转炉钢成本比较

1 引言

钢铁生产可分为“从铁矿石到钢材”和“从废钢到钢材”两大流程。相对于钢铁联合企业中以高炉-转炉为代表的常规流程而言,以废钢为主原料的 电弧炉炼钢生产具有工序少、投资低和建设周期短 的 特 点 ,因 而 被 称 为 短 流 程 。 近 年 来 ,我 国 废 钢 资源产生量增多,电力条件改善,国家政策导向支持 为电炉钢的发展创造了一定的条件,但电炉钢的发 展仍存在一些制约因素,一是废钢资源质量参差不 齐,二是电炉钢成本竞争力不强,废钢与铁水价差不 能长期支撑电炉钢成本竞争力,国内总体电价水平 较高,石墨电极价格高且波动较大,造成电炉钢成本 控制难度大。钢铁企业排放指标要求越来越严,钢 铁企业排放的污染物 80%来自焦化、烧结等环节,长流程炼钢的弊端日渐明显。系统的比较电炉 钢和转炉钢成本,以及长短流程能耗与排放,可供发 展电炉钢企业参考,具有重要意义。

 

2、电炉钢发展新技术
电炉炼钢新技术主要有铁水+废钢冶炼技术强化用氧技术伸缩炉盖电炉技术新型康斯迪电炉 炼钢技术新型量子电炉炼钢技术等未来电炉炉 型的发展方向是能实现连续加料废钢预热绿色环 保余热回收及人工智能型炼钢的电炉目前我国 康斯迪电炉占总电炉数量 70%左右建设较早的电 炉企业一般为非连续加料的普通电炉
2.伸缩炉盖电炉技术
德国福克斯技术公司为实现电炉一篮料操作开发了伸缩炉盖技术在普通电炉基础上增加炉壳 高度增加炉盖的升降行程有利于缩短非通电时 间提高生产率运行效果吨钢吹氧小于 30Nm/t天然气 4 Nm/t电耗 369 kWh/t电极消耗0.91 kg/t一篮料加料次数由 40%增加至 54%
2.新型康斯迪电炉炼钢技术
新型康斯迪电炉其主要特点及优越性炉体称 量装置安装位置由倾动平台下四个滚轮内改为安装在倾动平台上方的四个角依四个称量单元来测 量 工 作 状 态 的 炉 体 重 量 该 方 式 安 装 维 护 方 便 故 障率小缩短废钢预热段的长度提高烟气出口温 度控制野风的混入强化预热段内的二次燃烧保 证出口温度在 800 ~ 900 °C 抑制二噁英的产生电 炉炉底设置底吹装置在废钢下料区炉底设置底吹 装置改善熔池钢水温度偏差缩短冶炼周期在废 钢预热段设置挡板防止电极极心圆偏位
2.新型量子电炉炼钢技术
新型量子电弧炉优越性过程基本不停电非通电时间1~2 min高生产率冶炼周期可实现33~36min变压器功率利用率高约等于 1减小变压器功 率的匹配电耗可以达到 280 kWh/t废钢预热 600 °C),电极消耗可以达到0.9kg/t;平熔池操作电压 闪烁噪音水平低可以免用屋顶烟罩节能环保新型这种新型电炉结构复杂国外有部分钢企投 用 但 国 内 目 前 无 新 型 量 子 电 炉 投 产
成本对比数据选取
据相关介绍量子电炉电耗可达到 280 kWh / t电极消耗可达到 0.9 kg / t
(1)电极消耗
电 极 消 耗 与 原 料 结 构 强 化 用 氧 废 钢 预 热 连 续加料有关目前国内外电炉电极消耗 0.91 ~ 4.0 kg/t配加铁水冶炼时电极消耗低于全废钢冶炼电 炉
全废钢冶炼电极消耗取 3 kg / t
35%铁水+65%废钢电极消耗取国内先进水2 kg/t
50%铁水+50%废钢电极消耗取国内先进水1.8 kg/t
量子电炉电极消耗取 0.9 kg / t
(2)电极价格
石墨电极价格 10.5~14.5 万元/t电极直径越大价格越高电炉钢企业电极直径一般为 400 ~ 550m m 以 1 4 . 5 万 元 / t 测 算 
(3)电耗
电炉钢电耗取决于原料结构装备水平用氧强 度废钢预热温度加料方式等因素目前国内外电 炉电耗 200~480 kWh/t,加部分铁水冶炼在缩短冶 炼周期降低电耗方面具有显著效果
全废钢冶炼电耗以 400 kWh / t 测算
35%铁水+65%废钢电耗以国内先进水平250 kWh/t 测算
50%铁水+50%废钢电耗以国内先进水平200kWh/t测算
量子电炉电耗以 280 kWh / t 测算
(4)电价电价因电力类型直供电优惠政策等有所差异0.45/kWh测算
(5)废钢价格
电炉钢企业废钢价格 2000 ~ 2200 /t2100/t测算
(6)铁水价格
铁水价格取 2330 /t
(7)废钢通过转炉冶炼转化成的钢坯测算成本的数据选取
转炉使用废钢冶炼时金属收得率因废钢料型质量等有所差异,在 60% ~ 93%之间,取 80%
石灰消耗按废钢中 Si 含量 0.20%及炉渣碱度 3.0 确定取 15 kg/t
氧气消耗按废钢中 CSiMn 元素氧化所需氧气确定取 15 m/t
(8)耐材成本
电炉钢企业耐材成本 68~98 /t以 85 /t 测 算
(9)合金辅材及电以外的能源单价均以酒钢集 团 月份价格为准
电炉钢与转炉钢成本对比
以国内电炉钢企业为参照在现有装备条件和 生产水平下原料结构选取全废钢模式35%铁水+ 65%废钢模式50%铁水+50%废钢模式电炉钢成本 分别与转炉钢成本进行比较假设国内电炉钢企业 采用最先进的新型量子电炉后测算电炉钢成本与 转炉钢成本进行比较全废钢冶炼模式电炉钢与转 炉钢成本比较见表 1
由表 可以看出全废钢冶炼模式电炉钢成本较转炉钢成本高 349.65 元 / t
35%铁水+65%废钢模式电炉钢成本与转炉钢 成本比较见表 2
由表可以看出35%铁水+65%废钢模式电炉 钢成本较转炉钢成本高 249.48 元 / t
50%铁水+50%废钢电炉流程与转炉流程成本 比较见表 3
由表 可以看出50%铁水+50%废钢流程电炉 钢成本较转炉钢成本高 224.82 元 / t
指标先进电炉钢成本与转炉钢成本比较见4
由表 可以看出指标先进电炉钢成本较转炉钢 成本高 6.34 /t若量子电炉采取铁水+废钢工艺成 本 将 进 一 步 降 低 与 之 相 比 转 炉 钢 基 本 无 优 势 
综合以上测算全废钢35%铁水+65%废钢50%铁水+50%废钢电炉钢成本均高于转炉钢成本波动范围在 224.82 ~ 349.65 /t转炉钢在成本方面更有优势若在转炉出钢后加部分废钢转炉流程 使用废钢的成本更有优势新型量子电炉钢成本较 转炉钢成本高 6.34 /t综合考虑长流程碳排放税 以及国家鼓励废钢消费等政策量子电炉钢成本优 于转炉钢成本
长流程与短流程能耗及排放比较
钢铁的主流生产工艺可分为两种高炉-转炉 长流程和电炉短流程钢铁企业排放的污染物80%来自焦化烧结等环节电炉短流程炼钢工艺由 于直接使用废钢作原料省去了造成污染的诸多环 节受到许多钢铁企业的青睐用废钢直接炼钢比 用铁矿石炼铁炼钢可减少废气 80%废水 76%和废 渣 97%有利于清洁生产和排废减量化
2005 年以来中国是世界最大能源消费国和碳 排放国面临着严峻的碳减排任务其中 2016 全 球 CO2排放量 361.83 亿吨石油天然气和煤炭等 化石燃料的排放量) ,中国碳排放量高达 105.06 亿 吨总量超过欧美之和高炉-转炉长流程与电炉 短流程能耗及排放比较见表 5

 

 

由表 可以看出高炉-转炉长流程生产吨钢CO排放为 2.2 t 左右电弧炉生产吨钢 CO排放量 为 0.5 t 左右电炉短流程排放的 CO约为长流程的1/4高炉-转炉长流程生产吨钢消耗标煤 15.8 左 右电弧炉生产吨钢消耗标煤为 9.48 左右吨钢消 耗标煤约为长流程的 1 /2
经估算我国重点钢厂的碳排放占到全国碳排 放总量的 13.5%我国碳排放量依然居多钢铁行业 碳排放量不仅占全国碳排放量的比重增加而且钢 铁行业碳排放量也在持续增加而电炉炼钢碳排放 明显低于转炉炼钢碳排放量工信部 2015 年 20 日发布的钢铁产业调整政策2015 年修订) ( 征 求意见稿明确要求鼓励推广以废钢铁为原料的短流程炼钢工艺及装备应用到 2025 我国钢 铁企业炼钢废钢比不低于 30%废钢铁加工配送体 系 基 本 建 立 ”。 此 项 工 作 实 际 推 进 比 较 缓 慢 预 计国家将出台强有力的措施支持电炉钢发展
结语
(1)决定电炉钢成本竞争力的主要因素为废钢价 格以全废钢电炉流程测算的电炉钢成本为例电 炉钢成本中钢铁料成本占总成本的 68.53%石墨电 极成本占总成本的 12.79%电力成本占总成本的5 . 2 9 % 因 此 钢 铁 料 石 墨 电 极 及 电 力 三 者 中 决 定 电炉钢成本竞争力的主要因素为废钢价格其次为 石墨电极消耗及价格最后为电耗及电价
(2)环保政策倾向电炉短流程随着全国碳排放 权交易市场逐步完善电炉短流程炼钢竞争力将增 强随着全国碳排放权交易市场逐步完善电炉短 流程工艺将迎来发展机遇期需持续关注国家碳排 放相关政策

(3)从降低电炉钢成本的角度看电炉发展方向 将是融合转炉部分功能的电转炉工艺随着近年电 炉炼钢技术的推陈出新电炉生产电耗电极消耗及 冶炼周期都有长足进步电炉转炉化趋势日益明显无论是配加铁水冶炼强化供氧还是增加底吹功能 等强力降低能耗的措施都已融合转炉工艺技术

      西安秦东冶金设备制造有限责任公司成立于2009年1月23日,公司位于中国陕西西安,主导业务为冶    金设备设计制造、环保除尘技术设计、冶炼原料处理和先进冶炼工艺技术开发,公司的愿景是成为能够为用户提供先进适用的成套冶炼技术解决方案的服务型主导企业,公司矢志将“秦东冶金”打造成电炉行业的优秀品牌。公司致力于EAF炼钢电弧炉,LF钢包精炼炉,DC直流电弧炉,VOD,AOD精炼炉,铁合金电弧精炼炉,的设计制造销售以及安装和服务。咨询电话:13389219118/13630250959