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电炉改造分析性报告

时间:2020-05-01 08:37来源:未知 作者:电炉网 点击:
文档下载地址 :链接: https://pan.baidu.com/s/1MP82L_f3Rp65ecgOO4SMIg 提取码: e3ma 复制这段内容后打开百度网盘手机App,操作更方便哦 电炉改造分析性报告 1. 当前形势背景 2016年电炉炼钢产量只占
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电炉改造分析性报告
 
1.当前形势背景
2016年电炉炼钢产量只占全国粗钢产量的7.3%,而同期全球的电炉钢比例为25.3%;扣除中国后全球电炉钢比例为42%,其中美国电炉钢比例为62.7%,日本和韩国也都在20%以上。在取缔“地条钢”以后一段时间,我国钢铁行业逐渐呈现出钢材价格上升、钢铁产量增加、废钢价格下降、新增电炉增长较快4个明显特点。到2020年以后,中国的废钢资源将非常丰富。可以说,中国电炉炼钢正迎来新的发展机遇,现在我们必须有所认识、有所准备。2025年中国的废钢产生量将达2亿吨~3亿吨,2030年有可能达到3.2亿吨~3.5亿吨,这将对钢铁工业结构调整、技术进步、节能环保发展产生重大影响。随着“十三五”使其国家化解钢铁过程产能工作的深入推进,对节能环保工作的进一步重视以及废钢和电力供应条件改善等重要因素,电炉炼钢发展将迎来重要机遇。
2.电炉的分类对比
电炉炼钢过程中真正的节能措施是电弧炉炉气带走的能量回收利用技术。电炉炼钢总能量具有10%~20%的能量随延期而排放,利用这部分能力来预热废钢,可达到提高电炉节能、降耗、提高生产效率的目的。采用废钢预热技术的电弧炉主要以下三种:竖窑式电炉(简称竖炉)、康斯迪电炉以及ECOARC生态电弧炉。相比较而言我公司目前闲置的传统EBT电炉无论是冶炼周期、能源消耗还是环保性方面都存在不足,升级改造势在必行。
下面对这三种类型的电炉的主要技术特点做一个简单介绍。
1)康斯迪电炉

图1 康斯迪电炉示意图
设备特点:1)平熔池连续冶炼;2)烟气余热利用;3)烟尘和有害气体含量低;4)变压器容量相对较低;5)产能效率较高。
存在的不足:1)废钢预热温度低。康斯迪电炉的高温烟气单纯地从废钢炉料的上方通过,没有采用其它辅助措施,主要靠辐射将热量传给废钢并将废钢预热,较其它烟气穿过废钢料柱直接进行热交换的废钢预热方式如竖炉式电炉的废钢预热效果差的多。2)预热通道漏风量大。除尘抽风量偏小,除尘效果不好。产生过多抽风量的主要原因是系统漏风量大造成的,这不仅造成除尘效果不好,而且经常堵塞烟道,烟气余热的再次回收也会遇到困难。3)占地面积大。康斯迪电炉的废钢预热通道加上废钢上料运输机的长度一般达到50~60m,使宝贵的上料跨车间平面资源被白白占用,车间平面利用率降低。4)料跨吊车作业率非常高。双吸盘电磁吊车给康斯迪废钢运输机上料,吊车作业率相当高,有的单位吊车作业率达到90%以上,这不但要求吊车司机要有熟练的操作技能,而且经常会因上料问题影响电炉生产。
 
2)竖炉

图2 竖炉示意图
设备优点:1)减少热停工时间、提高变压器的时间利用率,由70%提高到85%以上;2)缩短冶炼时间,提高生产率15%以上;3)可回收废气带走热量的 60% ~70%,节电60~80 kWh/t;4)减少环境污染,减轻除尘负担;5)与其它预热法相比,还具有占地面积小、投资省等优点。
3)ECOARC生态电弧炉技术

图3 ECOARC电炉示意图
设备优点:1)经济性。ECOARC可以将耗电降低约100kWh/t,并通过较小的电力系统实现高效率生产,目前投产用户中,最好记录如下:耗电—230kWh/t(24小时连续运行的情况下),电极消耗—0.7kg/t(AC电弧炉产品收得率—95%)。2)环保性。由于高温和一定的保温时间,ECOARC中二恶英、白烟和恶臭都已被热分解,炉内剩余的CO气体本身就是主要燃料,较小的点火燃烧器足够进行热处理。燃气消耗量是1.0Nm3/t以下,气体会通过水冷管道,被冷却到200℃,以防二恶英的重新产生,这个过程可以将从过滤器出去时的二恶英含量水平降低到低于0.1纳克TEQ/Nm3。3)操作简便。ECOARC具有高度自动化功能,有助于节省劳动力成本并缩短操作人员熟练掌握的时间,一般只需要2个操作人员。
3.经济性对比
3.1***电炉主要参数
****闲置电炉设计主要参数如下表1所示,具有改造的价值,国内同类型的电炉有成功改造的案例,如贵阳特钢60t电炉改90t康斯迪电炉等。由于推广等方面的问题,目前国内还没有ECOARC投产及改造ECOARC的先例,与泰国UMC Metals的70吨ECOARC电炉主体参数对比,基本参数类似,有改造的可行性。
表1 闲置电炉参数

部位 参数名称 单位 设计值 备注
变压器 变压器额定容量 MVA 45  
变压器一次电压 KV 35  
变压器二次电压 V 650~525,525~250
共17级
 
二次额定电流 A 49487  
电极
 
电极直径 mm Φ550(UHP) 22in
电极分布圆直径 mm Φ1200  
电极最大行程 mm 4000  
电极升降速度 m/min 上升6/下降4(自动)  
炉盖 炉盖旋转角度 65 ECOARC主要改造环节炉盖处加废钢预热室。
炉盖提升高度 mm 400
炉体 平均/最大出钢量   60/65  
留钢量 t 15  
出钢方式   EBT  
炉壳内径 mm Φ5400  
熔池直径 mm 4400  
熔池深度 mm 870  
熔池容积 m3 9.6  
炉内容积 m3 48  
水冷炉壁最低位置距渣线 mm 400  
电炉倾动方式   双缸倾动、双缸锁紧  
电炉倾动角度 20(出钢)15(出渣)  
电炉倾动速度 度/s 1.5°/s  
炉体供水压力 MPa 0.3—0.4  
炉体冷却水流量 t/h 650  
液压
系统
工作压力   12-14 Mpa  
工作介质   水-乙二醇  
炉门
氧枪
系统
氧枪最大流量 Nm³/h 3000 Nm³/h  
氧气压力 Mpa 1.5-1.6MPa  
氧气纯度   >99.60%  
峰值流量 Nm³/h 3000  
电炉
系统
用水

 
用水需求 Nm³/h 800 t/h  
压力 Mpa 0.4~0.6Mpa  
输入水压力 Mpa >0.2 Mpa  
出水温度   <45—50℃  
试漏水压 Mpa 0.6 Mpa  
炉壁
氧枪
炉壁氧燃烧咀功率      
氧气射流与钢液面夹角   45°  
氧气压力 Mpa 1.5-1.6MPa  
单只流量 Nm³/h 3000  
数量 3  
 
下表2为我公司电炉与ECOARC电炉的一些参数对比。
表2 电炉参数对比

  单位 ****电炉 ECOARC实绩
岸和田 JFE-BS姬路厂 JFE-BS仙台厂 东国制钢 UMC Metals TOPY工业
炉容 70 70 140 130 120 70 200
变压器额定容量 MVA 45 41 88 75 80 50 115
电极尺寸 in 22 20 24 24 22 22 28
投产时间   2001 2005 2008 2010 2012 2014
产品大纲   不锈钢 棒材 工字钢、FB钢、角钢 条钢、线材 棒材 棒材
小方坯
长线
棒材
备注:从电炉主体参数来看,不锈钢炼钢厂电炉类似于SPCO在泰国UMC Metals的70吨ECOARC电炉实绩。可进一步收集该实绩的详细信息作为参考。
 
 
3.2设备投资对比
电炉改造成本,一套康斯迪水平布料系统价格大概几百万元。
 
3.3不同类型电炉主要生产工艺指标对比
由于目前国内还没有ECOARC电炉的实绩,数据来源自相关文献资料报道。通过一些技术指标的对比可以看出ECOARC电炉在吨钢电耗、收得率以及环保方面均有一定优势。下表3为几种电炉的主要技术指标对比。
表3主要技术指标对比

项目 ECOARC 竖炉EAF Consteel 公司
废钢成本(INDEX) 95(低档废钢) 100 100(有限制) 100
耗电(KW·h/tbs)(全废钢) 250 330 340 500-550
辅助设备电耗(KW·h/tbs) 65 65 55  
氧气(Nm³/tbs) 30 40 40 50
燃料(Nm³/tbs) 1 10 4  
碳(Kg/tbs) 36 15 20 8
产品收得率 95% 91% 92% 89-91%
粉尘/方坯(Kg/t) 10 15 15  
炉渣/方坯(Kg/t) 65 95 85  
电极消耗(Kg/tbs) 0.7 1.3 1.2 3.5-4.2
二噁英(ng-TEG/ Nm³) <0.1 <0.2 <0.5  
环境粉尘(mg/m³) <0.6      
噪音水平(dB) 87 110 90  
 
4.总结
随着电炉技术的发展,目前不锈钢闲置电炉在各项技术指标均处于落后,为提前适应钢铁业的发展形势,在电炉炼钢发展的趋势中占得先机,实现高效率,节能减排,清洁生产,对电炉进行升级改造势在必行。传统电炉改造成康斯迪电炉在国内成功案例比较多,但考虑到场地面积,设备投资以及生产技术指标等,与ECOARC电炉对比没有优势,ECOARC电炉在国内虽没有实绩,但其作为一项成熟的电炉技术在日本以及亚洲其他国家如泰国等均取得比较不错的业绩,我公司一直把改革创新放在发展首位,对新事物有较强的接受能力,将传统电炉改造成ECOARC电炉可作为一个重要的参考方向。

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(责任编辑:电炉网)
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