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“双碳”一出,谁主沉浮!
2021-10-11

其实随着“双碳”目标提出,早在去年底工信部已明确指出鼓励发展电炉炼钢,提出到2025年电炉钢产量占粗钢总产量比例提升至15%以上,力争达到20%;废钢比达到30%。不论是国家政策还是业内专家都曾公开表示,钢铁行业要想实现碳达峰与碳中和目标,发展电炉炼钢将是其中重要一环!

炼钢,目前主要有两条工艺路线:即长流程炼钢和短流程炼钢,高炉-铁水预处理-转炉-精炼-连铸称为长流程,废钢-电弧炉/中频炉-精炼-连铸称为短流程。

电弧炉炼钢通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能,以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢的方法,石墨电极的消耗直接影响着钢的生产成本,电极的化学成分是碳,碳在一定条件下与空气、水蒸气、二氧化碳都会发生氧化反应,电极侧部氧化量与单位氧化速率和暴露面积有关。一般情况下,电极侧部氧化量要占电极总消耗量的50%左右。近年来为了提高电炉冶炼速度,更增加了吹氧操作的频次,导致电极的氧化损失增加,电弧炉氧化期冶炼中需要强制加大吹氧量(一般小于45m³/T)以达到快速熔化和提高炉温,电极处在这种炉况环境时,表面的氧化速度是非常快的。侧面氧化速率与电极表面温度呈非线性关系,根据氧化速度不同分为低温氧化和高温氧化两种,400℃以下为低温氧化,以上为高温氧化。高温氧化比低温氧化快得多,在温度超过400℃时,氧化即能渗入石墨表面发生氧化,在温度超过550-600℃时氧化加剧,且随电极温度升高,石墨氧化加快,此时石墨电极附近的氧浓度和石墨表面气流速度对电极氧化速率有明显的影响。北京志盛威华化工有限公司研发的ZS-1021石墨电极防氧化涂料,可以有效降低石墨电极氧化消耗,延长电极的使用寿命,降低吨钢的电极消耗。耐温可以达到2600℃,同系列ZS-1023高温防氧化涂料,耐温可以达到3000℃涂料中含有惰性氧化物在高温下能形成互穿网状结构,增强涂层气密性,以隔绝氧气及其它腐蚀气体的侵蚀,并且还能与基体有一定相互渗透,以增强与基体的附着力和抗热震性能。浸涂过ZS-1021石墨耐高温防氧化涂料的石墨电极,在1400℃时,其外表面舒缓反应能力提高,电极损耗率降低了60%,相应的电极使用寿命延长2~3倍。

与高炉-转炉长流程相比,电炉短流程炼钢产生的二氧化碳、NOx、SOx等温室气体和有害气体以及炉渣等固态废弃物大幅下降。用废钢直接炼钢可减少97%的采矿废弃物、90%的原料消耗、86%的空气污染、70%的CO2排放、50%的能源消耗和40%的用水,有利于清洁生产和排废减量化,且电炉短流程总能耗仅为高炉-转炉长流程的50%。所以从能源消耗看,明显是电炉炼钢更具有节能优势。          



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