中频感应电炉和电弧炉-炼钢成本、质量综合分析

连续加料型电炉炼钢与中频炉的比较分析

摘要：:分别针对国内普遍常见的电弧炉炼钢和感应应中频炉冶炼两种炼钢工艺；从冶炼工艺、生产规模、产品质量品种以及生产成本和发展前景详细的叙述说明，对当前国内中频炉钢铁生产有重要的参考价值。

关键词：电炉炼钢 中频炉炼钢 感应炉炼钢 炼钢生产 成本比较  

1、 电炉概述

电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称，按电能转换成热能方式的差异，电炉可分为电渣重熔炉、感应熔炼炉、电子束炉、等离子炉以及电弧炉，世界上电炉钢产量的95%以上都是由电弧炉生产的，因此电炉炼钢主要指电弧炉。电渣重熔炉、电子束炉、等离子炉主要用于生产特钢，不适合生产碳钢及合金结构钢。感应熔炼炉（中频感应熔炼炉用于炼钢）及电弧炉均适合生产碳钢及合金结构钢。

2、 中频感应熔炼炉(以下简称中频炉)及电弧炉对比分析

一、生产工艺比较

   （1）电弧炉生产可进行吹氧操作，配料时可配入生铁、铸铁件等含碳（C）较高的钢铁料，吹氧脱碳过程中生成的CO气泡相对于钢中的[H]、[N]是真空室，有利于钢中[H]、[N]向CO气泡中扩散并排出，具有脱碳[C]、去气功能；

   （2）吹氧及加入石灰造渣可进行脱磷[P]工作，具备脱[P]功能；

   （3）吹氧氧化钢中的[Si]、[Mn]、[Cr]，可避免这些元素超标造成的化学废品；

   （4）LF炉吹氩搅拌可去除钢水中的非金属夹杂物，具有去夹杂功能；

（5）LF炉操作过程中，向钢中加入合金及强脱氧材料，具有脱氧[O]、调整成分功能；

（6）LF加石灰，具备脱硫[S]功能；

   （7）LF送电升温，具备调整温度功能；

   （8）中频炉因不具备吹氧脱[C]、造渣脱[P]及氧化钢中的过量的[Si]、[Mn]、[Cr]元素的条件，因此控制不了初炼钢水中的[C]、[P]、[Si]、[Mn]、[Cr]等易氧化元素；

综上所述，电弧炉+LF炉生产工艺具有脱[C]、脱[P]、脱[O]、脱[S]；调整温度、成分；去气、去夹杂功能，而中频炉+LF只具备增加成分、脱[S]、脱[O]、去气(LF炉吹氩去气效果较差)、去夹杂及调整温度功能，中频炉只能算是化钢炉。

二、 生产规模比较

额定容量60MVA、70t偏心底出钢超高功率节能型电弧炉平均冶炼时间可缩短至40分钟，年产钢量可达到80万吨，而同等容量的中频炉冶炼时间为60分钟,年产钢量为53万吨，中频炉产量仅为电炉的67%。

三、 质量和品种比较

   （1）因电炉+LF炉与中频炉+LF生产工艺不同，质量优于中频炉，可生产轴承钢、油井管、高质量弹簧钢等特钢，而中频炉只能生产质量要求不高的常用的碳素结构钢；

   （2）电炉+LF炉成分容易控制，品种命中率可达到99.5%以上，而中频炉[C]、[P]及合金元素配料高时不能调整，品种命中率低下。

   （3）与连铸配匹

   电炉+LF炉可与连铸一对一匹配，生产节奏容易控制，中频炉因冶炼时间长与连铸难以一对一匹配。

 

 

四、 生产成本比较

   （1）唐山70T电炉冶炼与2×40T中频炉冶炼工序成本对比表（附表）

   （2）中频炉对所用钢铁料要求高，以中型、重型返回合格废钢为主，价格高；电炉对钢铁料适应性强，可使用生铁、统料、渣钢、轻薄料、海绵铁等，对废钢铁料中的易氧化元素[C]、[P]、[Si]、[Mn]、[Cr]等含量可适当放宽，可依据市场价格采购。价差可控制在300元/t以上，使用质量较差的废钢钢铁料消耗有所上升，但总钢铁料成本下降，成本差价61.2元；

   （3）中频炉电耗比电炉电耗高，因电炉可使用廉价的氧气能源同时高温烟气对废钢进行预热减少了烟气热量损失，超高功率节能型连续加料电炉电耗约为360KWh， 而中频炉电耗约为660 KWh，相差300KWh，成本差价210元/t；

   （4）中频炉炉子寿命短，仅为50~80次/届，电炉炉衬寿命可达到1000次/届以上，吨钢成本约10元，电炉炼钢耐火材料成本比中频炉低20元；

   （5）电炉吹氧增加氧气、合金消耗，电炉送电增加电极消耗，电炉造渣增加石灰消耗；

综合以上4项成本比较，电炉生产成本并不比中频炉高，只要采购、生产严格控制，电炉钢成本低于中频炉；

五、 投资比较

（1）电炉炼钢因有配套空分制氧设备、SVC无功补偿，投资比中频炉为高。

（2）对电网的冲击

普通电弧炉生产时对电网有一定的冲击，配备SVC无功补偿装置后，可减少对电网的冲击。废钢预热超高功率电弧炉配备SVC无功补偿装置，连续生产时，全过程泡沫渣埋弧操作，对电网没有冲击。

   六、结论

根据以上几方面的比较，电弧炉炼钢除投资略高外，其它方面电弧炉炼钢比中频炉具有明显的优势，特别是质量和品种、对废钢铁原料的适应性的优势，为炼钢以后由碳素结构钢转型为合金结构钢、特钢的生产打下基础，适应市场的能力强。同时为企业今后建设海绵铁生产线留下余地。因此从长远的角度考虑，电弧炉炼钢发展前景更为广阔，新建电弧炉炼钢生产线比中频炉生产线更具优势。