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上世紀(jì)末至今，我國(guó)引進(jìn)了多臺(tái)套、*的電弧爐煉鋼設(shè)備，其中引進(jìn)zui多的爐型是康斯迪電爐。康斯迪電爐有自己*的冶煉工藝，它采用大留鋼量，依靠熔池熔化廢鋼，電能利用率較高。普通電弧爐的電能利用率一般在75％～80％，而康斯迪電爐的電能利用率卻能達(dá)到90％左右。將預(yù)熱過(guò)的廢鋼水平連續(xù)加入到電爐內(nèi)是康斯迪電爐的一大特點(diǎn)，它滿足了鋼水熔化廢鋼的冶煉工藝要求。由于采用鋼水熔化廢鋼，所以電爐大部分時(shí)間處于熔化／精煉狀態(tài)，因此康斯迪電爐降低了對(duì)電網(wǎng)的要求，減少了對(duì)電網(wǎng)的影響。引進(jìn)*的電爐設(shè)備無(wú)疑給我國(guó)電爐鋼行業(yè)帶來(lái)了生機(jī)，使我國(guó)的電爐鋼行業(yè)的電爐爐容實(shí)現(xiàn)了大型化，目前國(guó)內(nèi)60～150t的大電爐36臺(tái)，大電爐的鋼產(chǎn)量約占電爐鋼總產(chǎn)量的61％。即使近些年來(lái)，在廢鋼及電力資源緊缺、價(jià)格高、成本比轉(zhuǎn)爐鋼高等很多不利條件下，我國(guó)電爐鋼產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，電爐鋼的比例也有所回升。

　　經(jīng)過(guò)談判、引進(jìn)和生產(chǎn)實(shí)踐，我們不但掌握了國(guó)外這些設(shè)備和這些設(shè)備的操作技術(shù)，而且還有所創(chuàng)新。例如康斯迪電爐熱裝鐵水的比例已超過(guò)50％，突破了冶煉過(guò)程中供應(yīng)商對(duì)鋼水含碳量的限制，快速脫碳和穩(wěn)定的泡沫渣技術(shù)已成為具有“中國(guó)特色"的電弧爐煉鋼技術(shù)。然而，我們?cè)诜Q贊這些電爐的同時(shí)也應(yīng)該看到這些電爐設(shè)備存在的問(wèn)題，弄清存在問(wèn)題，找出解決辦法，不斷改造創(chuàng)新，這對(duì)提高我國(guó)電弧煉鋼爐裝備水平有著非常重要的意義。

　　一、康斯迪電爐存在主要問(wèn)題

　　1．廢鋼預(yù)熱溫度低

　　多年來(lái)，電爐煉鋼的專家們致力于廢鋼預(yù)熱裝置的研究，于是就產(chǎn)生了預(yù)熱廢鋼爐料的多種方式和方法。從回收能量的多少（即廢鋼預(yù)熱溫度高低）來(lái)排隊(duì)，從差到優(yōu)的順序應(yīng)該是：水平通道預(yù)熱（Consteel）、豎爐預(yù)熱（Fuchs）及帶燃燒器的豎爐廢鋼預(yù)熱技術(shù)?？邓沟想姞t的高溫?zé)煔鈫渭兊貜膹U鋼爐料的上方通過(guò)，沒(méi)有采用其它輔助措施，主要靠輻射將熱量傳給廢鋼并將廢鋼預(yù)熱，較其它煙氣穿過(guò)廢鋼料柱直接進(jìn)行熱交換的廢鋼預(yù)熱方式如豎爐式電爐的廢鋼預(yù)熱效果差得多。雖然其美國(guó)英特爾制鋼公司認(rèn)為該公司開(kāi)發(fā)的康斯迪工藝可將廢鋼預(yù)熱至500℃左右，設(shè)備供應(yīng)商也宣傳可將廢鋼預(yù)熱到400～600℃，而KyoeiSteel（即日本共英制鋼）公司的生產(chǎn)實(shí)踐表明，經(jīng)預(yù)熱后的廢鋼溫度上下不均（上高下低），距表面600～700mm處的廢鋼溫度＜100℃，其節(jié)能效果僅為25kWh／t鋼，基本與理論計(jì)算值相符。我國(guó)引進(jìn)的康斯迪電爐雖然多數(shù)廠家沒(méi)有實(shí)地測(cè)試過(guò)廢鋼預(yù)熱的實(shí)際溫度到底能達(dá)到多少度，但卻普遍反映廢鋼預(yù)熱效果不好，根本達(dá)不到供應(yīng)商所宣傳的指標(biāo)。

　　2．預(yù)熱通道漏風(fēng)量大

　　康斯迪廢鋼預(yù)熱裝置的主要漏風(fēng)點(diǎn)有：電爐與康斯迪廢鋼預(yù)熱通道的銜接處（此處是*的）；預(yù)熱通道水冷料槽與小車水冷料槽的疊加處；上料廢鋼運(yùn)輸機(jī)與預(yù)熱通道之間的所謂動(dòng)態(tài)密封裝置處。動(dòng)態(tài)密封裝置設(shè)計(jì)思路是好的，但要準(zhǔn)確控制則比較難，較多單位的動(dòng)態(tài)密封起不到應(yīng)起的作用而成為zui大的野風(fēng)進(jìn)入點(diǎn)。對(duì)于出鋼量65t～70t的康斯迪電爐，供應(yīng)商給出的煙氣量：西寧特鋼7．8萬(wàn)Nm3／h；石橫特鋼、雪豐10萬(wàn)Nm3／h；嘉興和恒力為12萬(wàn)Nm3／h。按說(shuō)10萬(wàn)Nm3／h煙氣量是沒(méi)問(wèn)題的，但卻有不少?gòu)S家反映除塵抽風(fēng)量偏小，除塵效果不好。產(chǎn)生過(guò)多抽風(fēng)量的主要原因是系統(tǒng)漏風(fēng)量大造成的，這不僅造成除塵效果不好，而且經(jīng)常堵塞煙道，煙氣余熱的再次回收也會(huì)遇到困難。如某鋼廠65t康斯迪電爐，原設(shè)計(jì)煙氣量為10萬(wàn)Nm3／h，再次用于余熱回收的余熱鍋爐實(shí)際平均蒸發(fā)量為17t／h（設(shè)計(jì)蒸發(fā)量為30t／h），因動(dòng)態(tài)密封裝置長(zhǎng)期沒(méi)有起到應(yīng)有的作用，漏風(fēng)量非常大，煙道堵塞，除塵效果差，因此進(jìn)行了了改造，將抽風(fēng)量定為20～23萬(wàn)Nm3／h，風(fēng)機(jī)電機(jī)也由800KW更換為1400KW。這樣改造后，僅抽風(fēng)電機(jī)一項(xiàng)年增加運(yùn)行費(fèi)用200多萬(wàn)元，余熱鍋爐的蒸發(fā)量也降到3t／h左右，投資近700萬(wàn)元的設(shè)備形同虛設(shè)，企業(yè)的年經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)500萬(wàn)元。

　　3．平面占地面積大

　　*，康斯迪電爐的廢鋼預(yù)熱通道加上廢鋼上料運(yùn)輸機(jī)的長(zhǎng)度一般達(dá)到50～60m，使寶貴的上料跨車間平面資源被白白占用，車間平面利用率降低。

　　4．料跨吊車作業(yè)率非常高

　　雙吸盤(pán)電磁吊車給康斯迪廢鋼運(yùn)輸機(jī)上料，吊車作業(yè)率相當(dāng)高，有的單位吊車作業(yè)率達(dá)到90％以上，這不但要求吊車司機(jī)要有熟練的操作技能，而且經(jīng)常會(huì)因上料問(wèn)題影響電爐生產(chǎn)。

　　二、廢鋼預(yù)熱裝置開(kāi)發(fā)的必要性

　　追求高產(chǎn)、、低耗是我們的必然目標(biāo)。雖然我國(guó)電爐鋼有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但就能耗與國(guó)外同行業(yè)相比，我國(guó)電爐煉鋼的綜合能耗偏高，尚未達(dá)到*水平。雖然我國(guó)目前電爐煉鋼各方面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)與*水平相當(dāng)，但如果按照全部采用冷裝爐料的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量，我國(guó)電爐煉鋼的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)并不樂(lè)觀。表1為近幾年我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)電爐鋼工序能耗情況。可以看出，即使拿我國(guó)2004年的平均工序能耗與1999年的*指標(biāo)相比，仍有11．29Kgce／t的差距，說(shuō)明我國(guó)電爐鋼還有較大的節(jié)能降耗的空間。

　　“十一五"期間，國(guó)家要求降低能耗20％，可見(jiàn)降低能耗不僅是企業(yè)自身的要求，而且也是社會(huì)的要求。煉鋼電弧爐的節(jié)能措施有多種，其中煙氣余熱回收、能源綜合利用，成為近年來(lái)電弧爐煉鋼界zui為關(guān)注的內(nèi)容之一

　　電弧爐煉鋼工藝產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵泻写罅康娘@熱和化學(xué)能，隨電弧爐用氧不斷強(qiáng)化，產(chǎn)生大量高溫?zé)煔馐篃釗p失增加，噸鋼廢氣帶走熱量超過(guò)150kWh／t。這是電弧爐冶煉過(guò)程中zui大的一部分能量損失，充分回收這部分能量來(lái)預(yù)熱廢鋼鐵料可以大幅度地降低電能消耗。理論上廢鋼預(yù)熱溫度每增加100℃，可節(jié)約電能20kWh／mt。若考慮到能量的有效利用率，一般來(lái)講，廢鋼預(yù)熱溫度每增加100℃可節(jié)約電能15kWh／mt左右。因此，利用煙氣所攜帶的熱量來(lái)預(yù)熱廢鋼原料是電爐煉鋼節(jié)能降耗的重要措施之一。

　　除了節(jié)約能源、降低消耗外，廢鋼預(yù)熱帶來(lái)的益處是*的。由于經(jīng)過(guò)預(yù)熱的廢鋼進(jìn)一步熔化的時(shí)間會(huì)大大縮短，相應(yīng)可縮短冶煉周期，提高生產(chǎn)率；在預(yù)熱廢鋼的過(guò)程中，煙氣流速很低，煙氣中的大量粉塵沉降（過(guò)濾）下來(lái)，重新進(jìn)入爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，從而提高了約1％～2％的廢鋼鐵料回收率。因此，采用廢鋼預(yù)熱技術(shù)是電爐煉鋼“一本萬(wàn)利"的技術(shù)措施。

　　三、新型廢鋼預(yù)熱裝置

　　針對(duì)康斯迪電爐廢鋼預(yù)熱溫度低、通道漏風(fēng)量大、余熱回收量少、占地面積大、廢鋼上料緊張等問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了一種新型的廢鋼預(yù)熱裝置，它不僅可與新建電弧煉鋼爐配套，而且也可在投資很少的情況下對(duì)現(xiàn)有康斯迪電爐的廢鋼預(yù)熱裝置進(jìn)行改造。我們把它命名為DP系列環(huán)保節(jié)能型電爐煉鋼成套設(shè)備

　　DP系列環(huán)保節(jié)能型電爐煉鋼成套設(shè)備由小車式振動(dòng)給料裝置、煙氣罩、廢鋼預(yù)熱通道、煙氣（抽風(fēng)）管線和煙氣流量調(diào)節(jié)裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、助燃燒嘴與二次風(fēng)系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用四軸非諧激振器使預(yù)熱通道內(nèi)安裝在桁架上的雙側(cè)壁水冷料槽產(chǎn)生水平方向振動(dòng)，廢鋼在料槽內(nèi)靠慣性前進(jìn)。雖然它在外形上與康斯迪電爐的廢鋼預(yù)熱裝置的預(yù)熱段有些相似，但卻與康斯迪電爐的廢鋼預(yù)熱裝置有著本質(zhì)的不同。

　　DP系列環(huán)保節(jié)能型電爐煉鋼成套設(shè)備與康斯迪電爐的廢鋼預(yù)熱裝置根本區(qū)別在于：

　　1．煙氣流動(dòng)方向和熱交換方式不同

　　康斯迪工藝的高溫?zé)煔庵饕獜膹U鋼預(yù)熱通道內(nèi)廢鋼料層的上部通過(guò)，靠輻射將熱量傳遞給廢鋼，從而將廢鋼預(yù)熱，其傳熱效率很低，廢鋼預(yù)熱效果不好。如前述，預(yù)熱后的廢鋼溫度上下不均（上高下低），距表面600～700mm處的廢鋼溫度＜100℃，其節(jié)能效果僅為25kWh／t鋼。而FXZ型非諧振式輸送裝置的高溫?zé)煔馐亲陨隙麓┻^(guò)廢鋼料層，與廢鋼直接進(jìn)行熱交換，所以廢鋼預(yù)熱溫度高，且上下較均勻，底層廢鋼預(yù)熱溫度大于400℃，上層廢鋼預(yù)熱溫度會(huì)超過(guò)600℃?？晒?jié)約電能65～100kWh／mt。

　　2．預(yù)熱通道內(nèi)水冷料槽的結(jié)構(gòu)不同

　　康斯迪工藝的水冷料槽是單一結(jié)構(gòu)，煙氣是從尾部煙氣罩側(cè)出煙口流出。FXZ型非諧振式輸送裝置的水冷料槽是雙側(cè)壁結(jié)構(gòu)。內(nèi)層側(cè)壁接觸廢鋼，下有排煙口；外層側(cè)壁中下部安裝有抽風(fēng)煙道，在抽風(fēng)煙道的中間安裝有煙氣流量調(diào)節(jié)裝置。靠此特殊結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)煙氣流動(dòng)方向和煙氣余熱與廢鋼的熱交換。

　　3．通道內(nèi)廢鋼料層高度不同

　　康斯迪工藝預(yù)熱通道內(nèi)廢鋼料層高度約0．7m左右，F(xiàn)XZ型非諧振式輸送裝置通道內(nèi)廢鋼料層高度可在1．2～1．5m左右，較康斯迪工藝料層高度高，通道內(nèi)存儲(chǔ)的廢鋼量大，從而延長(zhǎng)了廢鋼在預(yù)熱通道內(nèi)停留的時(shí)間，更有助于廢鋼預(yù)熱溫度的提高。

該成套設(shè)備的研制成功，解決了我國(guó)以前只能依靠進(jìn)口的被動(dòng)局面，*了我國(guó)在非諧振運(yùn)動(dòng)輸送機(jī)生產(chǎn)和技術(shù)上的空白，具有*水平。*連續(xù)煉鋼非諧振式輸送裝置已裝配于舞陽(yáng)鋼廠90t電爐，經(jīng)過(guò)試運(yùn)行，運(yùn)行情況正常。電爐由二次加料改為一次加料，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)加料自動(dòng)化，節(jié)省了輔助作業(yè)時(shí)間，提高了生產(chǎn)節(jié)奏; 廢鋼在輸送過(guò)程中并通過(guò)了1100度以上的爐氣進(jìn)行預(yù)熱，提高了料溫，縮短了冶煉時(shí)間。使每爐煉鋼時(shí)間由48分鐘降至39分鐘，一天可多出3爐鋼，日增產(chǎn)300噸，月增產(chǎn)9000噸，每年可提高產(chǎn)量10萬(wàn)噸左右。經(jīng)過(guò)近兩年的使用結(jié)果表明，達(dá)到了預(yù)期效果，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益

2007年4月DP系列環(huán)保節(jié)能型電爐煉鋼成套設(shè)備又同樣在河北永洋鋼鐵公司通過(guò)專家組驗(yàn)收并一次正式成功投產(chǎn)。

DP系列環(huán)保節(jié)能型電爐煉鋼成套設(shè)備的研制成功和逐漸在全國(guó)鋼鐵企業(yè)進(jìn)一步推廣，打破了鋼鐵行業(yè)依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面,對(duì)我國(guó)電爐煉鋼實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)、降低成本、提高質(zhì)量、趕超*水平具有重要的作用。