行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
炼钢电弧炉供电运行技术规范
建议项目名称
(英文)
Technical specifications for power supply operation of electric arc furnace steelmaking
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77-010
中国标准分类号
H 04
牵头单位
北京科技大学
体系编号
YB 0207-095
参与单位
宝山钢铁股份有限公司、天津钢管制造有限公司、西宁特殊钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院等
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

《钢铁工业调整升级规划(2016-2020年)》指出:加快发展循环经济,按照绿色可循环理念,注重以废钢为原料的短流程电炉炼钢的发展。可以预见,随着我国“长流程”炼钢向“短流程”炼钢的转换及节能环保的需要以及我国废钢铁资源和电力能源的逐步丰沛,电弧炉炼钢将得到重点发展以废弃钢铁为主要原料的电弧炉炼钢技术可以有效地解决废钢污染问题,起到了保护有限铁矿石资源的作用而且与传统工艺相比,利用废弃钢铁再循环的电弧炉炼钢技术具有基建投资少、生产能耗低、对原料适应性强和劳动生产率高等特点,随着我国钢铁行业需求的废钢铁循环利用体系及废钢加工回收配送产业链的完善以及国内废钢资源的释放,电弧炉短流程炼钢迎来重大发展机遇和广阔市场前景。

电能是电弧炉炼钢最主要的能量来源,电弧炉生产中的供电运行控制也就成为了关键环节。现代电弧炉采用超高功率、强化用氧、泡沫渣埋弧及高电压供电等相关技术,实现了高效节能,也使得电炉供电制度的制定与传统方法相比发生了很大变化。近年来,全国各钢厂的超高功率电弧炉改造工程的数量与容量增长较快,我国电炉车间普遍具备了超高功率水平、大容量、多样化电炉。但国内的许多电弧炉仍旧是根据经验设定工作点,供电控制水平低,导致了高阻抗电弧炉的运行中不能充分利用设备潜力,长期处于髙水平装备、低水平运行的状态,电能浪费严重。

电弧炉炼钢节能供电运行技术在现有的装备条件下,运用供电运行仿真来进行供电运行控制的高效节能供电技术。该技术能够充分发挥电弧炉变压器能力,提高生产率,降低电耗电极耗损和耐火材料侵蚀,缩短冶炼周期,取得良好的节能降耗效果。宝钢150t交流电弧炉在使用了该技术后,电耗降低约30kW·h/t,通电时间减少3min,耐火材料磨损也相应降低。天津钢管公司 150 t 超高功率交流电弧炉运用该技术后,相较使用前吨钢电耗降低约50kW·h/t,冶炼时间缩短约7min,起到了很好的增效节能降耗作用。

目前国内外尚未出台炼钢电弧炉供电运行的相关技术标准。因此,急需制定炼钢电弧炉供电运行技术规范对规范电弧炉炼钢供电操作、改善电弧炉炼钢的技术经济指标提升电弧炉炼钢整体生产水平起到重要推动作用。

范围和主要
技术内容

本标准适用于新建或改造炼钢电弧炉的供电运行

   本标准规定了炼钢电弧炉供电运行技术术语和定义、技术应用条件、运行目标,供电运行仿真系统及其应用要求,供电与其他冶炼工艺的协调应用要求用电控制技术的组成和运用要求等。

国内外情况
简要说明

国外对于电弧炉供电运行方面的研究起步较早,W. E. Schwabe 1964提出了超高功率电弧炉的概念,其熔炼时间确由原先的几个小时缩短到1小时之内,解决了普通电弧炉熔炼周期太长的问题。尽管采用超高功率电弧炉技术在保证产品质量的同时,提高了生产效率以及降低了成本,但同时也存在着耗电量大,电费成本占比高,冶炼过程中物损(电极、耐火材料等)和能量损失大,电网污染严重等问题。为解决上述问题,国外在供电制度上进行了许多探索。20世纪80年代,高阻抗技术的出现使得长弧操作成为了可能。以100t电弧炉为例,普通超高功率电弧炉与高阻抗电弧炉相比较,高阻抗电弧炉变压器的二次最高电压增加了1.15倍,输入功率增加了0.67倍,而二次电流下降了 22.5%,电能消耗下降了42.3%,石墨电极消耗下降了76% ,熔化时间从过去的74min下降到28min,冶炼时间由过去的150min左右下降到 50min以内,大大提高了生产效率。在电弧炉的工艺方面普遍采用废钢预热,强化吹氧助熔,泡沫渣和钢包精炼等技术;设备方面采用提高变压器输入功率水平,改造短网实现合理的电气运行,水冷炉壁炉盖,改善电极质量等。新工艺、新设备的出现使得“高电压、低电流、长电弧”的供电操作能够实现。随着神经网络化及高阻抗技术的成功应用,使电弧炉的电气运行工作点的控制有了很大的改变。达涅利公司对80t电弧炉采用了高阻抗、高电压、氧燃助熔操作,其冶炼周期缩短到了45min以内。各类新技术的使用使得电弧炉的生产效率有了质的飞跃,电弧炉钢产量也在逐年提高。

我国自引进超高功率电弧炉设备以来,电弧炉冶炼设备和工艺技术一直保持着飞跃性的发展态势。尤其是近年来,全国各钢厂的超高功率电弧炉改造工程的数量与容量增长较快,为了保证电能可以高效稳定地输入炼钢熔池,炼钢电弧炉供电运行技术得以开发并推广应用。宝钢150t交流电弧炉使用该技术后,冶炼电耗降低约30kW·h/t,通电时间减少3min,耐火材料磨损也相应降低。天津钢管公司 150 t 超高功率交流电弧炉运用该技术后,相较使用前电耗降低约50kW·h/t,冶炼时间缩短约7min,起到了很好的增效节能降耗作用。但国内的许多炼钢电弧炉仍是根据经验设定工作点,供电控制水平低,导致了电弧炉炼钢过程不能充分利用供电系统潜力,长期处于髙水平装备、低水平运行的状态,电能浪费严重。国内电弧炉炼钢供电运行控制水平参差不齐,需要更加规范运用各项供电控制技术。在不同冶炼阶段将供电运行技术和其他冶炼工艺相结合,实现电弧炉冶炼过程的资源优化配置,以取得最佳生产效果。因此,制定本标准将对电弧炉炼钢实现清洁、高效、节能生产起到关键推动作用,对促进钢铁工业高质量发展具有重要意义。

内外尚无相关标准。

本标准与现有标准体系协调配套

   本项目不涉及知识产权问题。

备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
炼钢电弧炉供电运行技术规范行业标准项目建议书.doc (34.5KB)任务书(建议书)