短流程：环保节约型工艺

    日前，国务院发出《关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》，要求突出抓好钢铁、有色、煤炭、电力等重点耗能行业和年耗能万吨标准煤以上企业节能，国家重点抓好1000家高耗能企业，提出节能降耗目标和措施，加强跟踪和指导。钢铁业的节能、环保任务艰巨，潜力巨大，短流程冶炼工艺技术将大有用武之地，发展前景十分广阔。
    钢铁生产有两种流程：长流程和短流程。长流程是一种由高炉—转炉—连铸—轧制构成的工艺；短流程是由超高功率电弧炉—炉外精炼—连铸—轧制构成的工艺。长流程冶炼工艺尽管一直是钢铁生产的主要工艺，但环保问题严重，且投资大，建设周期长，随着炼钢原材料资源紧缺矛盾的日趋凸现，环保指标的日趋提高，长流程面临种种挑战。然而，短流程冶炼工艺，由于电弧炉的技术进步，诸如复合供热、强化吹氧、造泡沫渣等技术的开发，越来越增强其生命力和竞争力。
    业内专家认为，随着即将颁布的《钢铁产业发展政策》的实施，要求钢铁企业按照可持续发展和循环经济理念，提高环境保护和资源综合利用水平，节能降耗。特别是特钢生产企业，其产业技术政策更是明确鼓励采用以废钢为原料的短流程工艺，不支持特钢企业采用电炉配消耗高、污染严重的小高炉工艺流程。在这些钢铁产业发展政策的导向下，这种超高功率电弧炉—炉外精炼—连铸—轧制构成“紧凑流程”、“再生流程”，即短流程工艺越来越被看好。
    短流程炼钢工艺其生命力在于节能。据美国能源信息管理局最新的调查结果显示，长流程炼钢工艺，目前的能源密集度为1900万But/t，而短流程生产工艺的能源密度集为950万But/t。专家预测，未来能源密集度的降低不会像以前那样迅速，但到2010年，钢铁工业的能源密集度有可能降至1500万But/t，而后并逐渐向1400万But/t靠近。这种降低反映出结构调整以及技术的更新，其中广泛采用短流程炼钢工艺是一个重要因素。
    我国的一些专家也认为，今后一个相当长的时期内，我国钢铁生产短流程的比例将逐步增加，这不仅是我国资源保持和环境保护的需要，也是我国钢铁工业可持续发展战略的需要。近年来，不少新建扩建的钢厂大都采用短流程工艺，如在华东地区有家钢厂，拥有一座超高功率电炉、一座精炼炉、一座连铸机、一条连轧钢线。这条具有世界先进水平的短流程生产线，达到了全连铸、全热送、全连轧，所生产的3至4级建筑用钢，走在国内高档次建筑钢筋生产企业的前列，还可年产15万吨高档次汽车用弹簧扁钢。至此成为全国最大的高强度、高精度建筑用螺纹钢和汽车、铁路用弹簧钢生产基地之一。以后又将短流程冶炼工艺技术应用于70吨超高功率电炉炼钢生产，吨钢电耗比以前下降50千瓦时/吨，达350千瓦时/吨，低于外方设计水平。仅电费一项，每年可节省1200万余元。
    西宁特钢，我国西北地区最大的特殊钢生产企业，近年来将目前世界上十分先进的“超高功率电炉—炉外精炼—大方坯连铸—高速连轧”四位一体的短流程工艺引进大西北，进一步增强企业的核心竞争力，各项经济指标明显增长，呈现出产销两旺的势头。
    据报道，本钢年产量280万吨的热轧1800毫米薄板坯连铸连轧生产线，采用短流程工艺，它与传统生产工艺相比，省掉传统工艺中连铸机与轧机间用于加热板坯的热炉工序，将热连铸坯直接进入轧机生产板材。本钢是2003年5月开始建设“短流程工艺”工程，而薄板坯连铸连轧生产线的建成，标志着本钢“短流程工艺基本形成”，这一工艺采用几十项高新技术，适合生产高附加值、高技术含量的高强度钢等产品。同时，由于轧制线短，能耗损失小等因素，吨钢生产成本比传统工艺降低100元。短流程薄板坯连铸连轧生产线投产，2006年，本钢的热轧板材产量将突破700万吨。
    短流程炼钢工艺在我国钢铁行业引起高度重视，并得到广泛推广，取得较好效果。前不久，在上海举行以加快技术进步、提高产品质量、减少环境污染、增强电炉钢的竞争力为主题的中国电炉流程与工程技术研讨会，全国政协副主席、中国工程院院长徐匡迪作了题为《电炉短流程回顾和发展中的若干问题》的报告。殷瑞钰作了题为《关于新世纪发展现代电炉流程工程的认识》的报告。有关专家、学者也在会上作了交流。
    与会者认为，近年来电炉炼钢在生产工艺、资源利用、环境保护等方面取得了巨大进步。作为电炉炼钢生产企业，对推动电炉炼钢技术的发展与进步负有义不容辞的责任。表示将进一步在企业之间交流电炉炼钢技术、促进电炉炼钢技术水平的提升起到桥梁和纽带作用。
    然而，应该看到，我国的短流程炼钢工艺在整个钢铁行业发展还不平稳，面临诸多问题。其中所遇到的最大问题是废钢资源短缺，特别是含有害元素低的优质废钢更为紧缺，困扰短流程电弧炉钢厂物发展。
    我国废钢资源本身就相当紧缺，近年来，由于钢产量迅猛增长，废钢消耗量持续上升，且废钢质量在下降，废钢中含有害杂质Sn、As、Cu等几乎100%残留在钢中，这给短流程电弧炉炼钢带来极大困难，如何解决废钢资源紧缺和质量问题，是发展短流程炼钢工艺的一个关键问题。
    对此，一些企业开展科技攻关，采取应对措施，给人以新的启示。如有的钢厂在电弧生产中，热装铁水替代部分废钢技术开发成功。铁水替代部分废钢，可稀释电弧炉炉料中的有害元素，并有利于支除除钢水中的氮含量。实践证明铁水的脱碳效果优于海绵铁和热压铁块。铁水带有大量的物理显热和化学潜热。这热量进入电弧炉，具有节约电能、降低电极消耗、缩短冶炼周期等优点。如用铁水替代30%的废钢，电弧炉吨钢电耗可降低100KWh以上，电弧炉生产率提高20%。
    此外，将直接还原铁（海绵铁）作为稀释剂，与废钢搭配，不仅可增加钢材的均匀性，还可以改善和提高钢的物理性质，从而达到生产优质钢的目的。这也是发展电弧炉短流程炼钢工艺的一个途径。这是因为直接还原铁（海绵铁）不仅仅是优质废钢的替代物，还是生产优质钢材必不可少的高级原料。根据国外报导，高功率电炉冶炼时，炉料搭配30—50%直接还原铁（海绵铁），生产率提高10-25%，作业率提高25-30%。国内有家钢厂电炉上试验表明，在炉料中搭配30—50%直接还原铁（海绵铁），每吨炉料平均节约电能27%，节约炼钢时间28%，耗氧量降低22%，钢材物理性能明显提高。因此，在电炉钢炉料中搭配一定量直接还原铁（海绵铁）不仅可以提高电炉的生产能力，而且还能降低电耗和生产成本。
    业内专家认为，直接还原铁（海绵铁）在我国短流程电弧炉炼钢工艺发展中大有用武之地，从调整钢铁产品结构、提高市场竞争力来看，发展电炉炼钢势在必行，而且，电炉炼钢基建费用和生产成本低，建设周期短，同时电炉冶炼技术也在快速发展。随着市场对钢铁产品质量要求的提高，保护生态环境要求的严格，电力供应的日益充足，必将推动电炉短流程的发展，电炉炼钢能力也必将得到快速增长，这样废钢短缺将进一步加剧。用生铁代替废钢，将延长电炉冶炼时间，增加氧气消耗，降低电炉寿命。用直接还原铁（海绵铁）补充废钢的不足，将是必然的结果。
    然而，业内人士同时指出，发展短流程炼钢工艺技术，还需要冶金装备的支撑，并对适应于短流程的冶金设备提出了更高的要求。未来冶金机械产品的发展趋势是，直接还原和熔融还原等无焦冶炼技术与装备将获得更大发展，双工序和多工序连续化生产线的形式将会不断增多，短流程工艺装备方兴未艾，大力推进近终形连铸技术。发展重点：以发展连铸为中心，推动炼钢和轧钢装备结构优化。逐步淘汰落后的连铸设备，采用高效连铸设备以提高拉速、单流产量和作业率，发展一火成材的型线材机，大力推进热装热送的热衔接冶金设备和无焦非高炉炼铁装备、近终形冶金产品生产装备，高精度轧制装备。
    有优质、高效、节能、安全的国产成套冶金装备作后盾，可以相信，我国短流程炼钢工艺技术将得到更快的发展，为使我国真正成为世界钢铁强国作出贡献。（包斯文　Mysteel.com资讯部组稿，请勿转载）