高效低耗綠色智能
——中冶賽迪自主研發的新一代電弧爐技術助推短流程煉鋼高質量發展

2026-04-16 04:24:42

　　本報記者陶海銀通訊員周小波

　　電弧爐煉鋼是以廢鋼為主要原料，具有流程短、能耗低等特點。近年來，隨著廢鋼資源的逐步釋放及節能環保的需要，電弧爐煉鋼迅速發展，但受廢鋼、電能價格和轉爐生產鐵水成本的多重影響，國內電爐的發展在一定程度上受到了限製。未來10年，隨著國內環保需求以及國內廢鋼量的不斷增加，同時受國家“十四五”規劃電爐發展政策的影響，電弧爐煉鋼將迎來新的曆史性發展機遇。

　　我國《鋼鐵工業調整升級規劃（2016-2020年）》指出：加快發展循環經濟，按照綠色可循環理念，注重以廢鋼為原料的短流程電爐煉鋼的發展。如何將“高效、低耗、綠色、智能”概念轉變成實實在在的、能夠為企業帶來持續效益的產品，是行業共同思考的問題。

　　為幫助全球短流程鋼鐵企業提高產量、降低生產成本、增強企業競爭力，在國家科技支撐計劃以及中冶集團“三五”重大科技專項等支持下，中冶賽迪提出並構建電弧爐煉鋼“四位一體”綠色節能清潔化生產工藝體係，緊密圍繞節能降耗、高效生產、綠色環保、智能、裝(zhuang)備(bei)可(ke)靠(kao)核(he)心(xin)理(li)念(nian)，開(kai)發(fa)了(le)具(ju)有(you)自(zi)主(zhu)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)的(de)全(quan)密(mi)閉(bi)階(jie)梯(ti)進(jin)料(liao)型(xing)綠(lv)色(se)電(dian)弧(hu)爐(lu)技(ji)術(shu)，傾(qing)力(li)打(da)造(zao)高(gao)端(duan)綠(lv)色(se)智(zhi)能(neng)電(dian)弧(hu)爐(lu)產(chan)品(pin)，為(wei)客(ke)戶(hu)提(ti)供(gong)性(xing)價(jia)比(bi)高(gao)、擁有自主知識產權的中國民族品牌綠色智能電弧爐，為提高短流程鋼鐵企業未來核心競爭力提供有力的技術支撐。

　　中冶賽迪綠色智能電弧爐（CISDI-AutoARC）是中冶賽迪自主研發的新一代廢鋼預熱型連續加料電弧爐，應用廢鋼預熱技術和廢鋼連續加料技術，縮短冶煉周期；新一代綠色、節能、環保型電爐，在提高生產效率、降低電耗和電極消耗、提升金屬收得率等方麵相比常規電爐有極大優勢。目前，該技術在中國、歐盟、日本已獲得了專利授權。

　　曆經10餘年協同創新，中冶賽迪在超高功率智能供電、高效深度潔淨冶煉、綠色輸送廢鋼預熱和高效協同控製集成等綠色高效電弧爐煉鋼技術方麵取得突破，達到國際先進水平。以中冶賽迪牽頭研究的“綠色高效電弧爐煉鋼技術與裝備的開發及應用”獲得2019年度國家科技進步獎二等獎。

　　從停爐加料到連續加料，

　　階梯自動分料及連續加料成為現實

　　中冶賽迪經過多年的探索對連續加料、豎爐結構的研究和工程實踐，從技術指標先進性、電弧爐能源結構的分配、裝備係統可靠性考慮最終確定了以階梯進料CISDI-AutoARC為未來綠色智能電弧爐技術發展的技術路線。階梯自動分料技術結合視覺識別，實現連續加料的無人化配料（階梯分料可降低對配料準確度和平穩度的要求，實現更可靠的無人配料）。階(jie)梯(ti)自(zi)動(dong)分(fen)料(liao)技(ji)術(shu)增(zeng)強(qiang)了(le)連(lian)續(xu)加(jia)料(liao)裝(zhuang)置(zhi)的(de)輸(shu)送(song)能(neng)力(li)，加(jia)料(liao)速(su)度(du)更(geng)快(kuai)，提(ti)高(gao)了(le)廢(fei)鋼(gang)預(yu)熱(re)的(de)效(xiao)果(guo)，並(bing)大(da)幅(fu)度(du)減(jian)少(shao)了(le)電(dian)弧(hu)爐(lu)車(che)間(jian)的(de)配(pei)料(liao)操(cao)作(zuo)和(he)電(dian)弧(hu)爐(lu)車(che)間(jian)的(de)占(zhan)地(di)麵(mian)積(ji)。

　　2018年2月，中冶賽迪對陝西壓延重工設備有限公司鑄鋼車間內的60噸電弧爐進行改造，將普通鑄鋼電爐改造成為階梯連續加料電爐，成功地實現了廢鋼連續階梯進料、密閉、平熔池冶煉生產操作工藝，極大提高了生產效率，改善了作業環境，降低了能源消耗和生產成本。

　　2020年6月，中冶賽迪主編的“階梯連續加料電弧爐”團體標準經中國金屬學會審批通過後，對外發布實施。7月(yue)份(fen)，中(zhong)冶(ye)賽(sai)迪(di)與(yu)四(si)川(chuan)冶(ye)控(kong)集(ji)團(tuan)簽(qian)署(shu)了(le)階(jie)梯(ti)連(lian)續(xu)加(jia)料(liao)綠(lv)色(se)智(zhi)能(neng)電(dian)弧(hu)爐(lu)成(cheng)套(tao)裝(zhuang)備(bei)的(de)設(she)計(ji)和(he)供(gong)貨(huo)合(he)同(tong)，雙(shuang)方(fang)將(jiang)聯(lian)手(shou)打(da)造(zao)具(ju)有(you)民(min)族(zu)品(pin)牌(pai)的(de)新(xin)一(yi)代(dai)綠(lv)色(se)智(zhi)能(neng)電(dian)弧(hu)爐(lu)裝(zhuang)備(bei)技(ji)術(shu)，建(jian)設(she)國(guo)內(nei)一(yi)流(liu)的(de)短(duan)流(liu)程(cheng)煉(lian)鋼(gang)示(shi)範(fan)生(sheng)產(chan)線(xian)。

　　“變廢為寶”，廢鋼預熱技術

　　使得煉鋼廢氣熱能得以利用

　　電弧爐煙氣帶走的熱量折成電耗可達120千瓦時/噸~140千瓦時/噸，因此廢鋼預熱技術回收排放煙氣中的熱能是電弧爐煉鋼降低電能消耗的主要技術手段之一。

　　中冶賽迪自主研發的CISDI-AutoARC強qiang化hua預yu熱re裝zhuang置zhi，在zai連lian續xu加jia料liao輸shu送song槽cao結jie構gou上shang設she置zhi有you若ruo幹gan大da落luo差cha階jie梯ti，廢fei鋼gang越yue過guo階jie梯ti時shi發fa生sheng翻fan滾gun，使shi得de傳chuan統tong連lian續xu加jia料liao廢fei鋼gang穩wen定ding輸shu送song時shi底di層ceng廢fei鋼gang溫wen度du較jiao低di的de難nan題ti得de到dao解jie決jue，廢fei鋼gang預yu熱re效xiao果guo得de到dao改gai善shan，可ke降jiang低di更geng多duo的de電dian能neng消xiao耗hao。

　　為wei進jin一yi步bu降jiang低di電dian爐lu的de冶ye煉lian電dian耗hao和he電dian極ji消xiao耗hao，在zai廢fei鋼gang輸shu送song帶dai上shang的de廢fei鋼gang冷leng區qu實shi施shi外wai部bu化hua學xue能neng強qiang化hua預yu熱re是shi該gai電dian爐lu的de另ling一yi個ge可ke選xuan方fang案an。該gai方fang案an設she置zhi了le兩liang個ge除chu塵chen口kou，在zai電dian弧hu爐lu和he第di一yi除chu塵chen口kou之zhi間jian的de第di一yi預yu熱re段duan主zhu要yao依yi靠kao電dian弧hu爐lu煙yan氣qi及ji煙yan氣qi中zhong的deCO燃燒來預熱廢鋼並維持煙氣的溫度；而在兩個除塵口之間為第二預熱段，通過降低該段固定涵道的高度並與該段安裝高速燒嘴（使用天然氣或混合煤氣）jinyibutigaohandaoneiyanqiwenduheliusu，congeryouxiaozengqiangyurexiaoguo。tongshi，huaxuenengqianghuayurejishuangtongdaoyanqifenliukongzhijishu，jieheyanqijiancejishuhezhinengkongzhishifeigangyurehandaonenggougengjiagaoxiaodiliyonghuaxueneng，binggaishanfeigangruliaokoudedongtaimifengxiaoguo。

　　“一網到底”信息傳遞，

　　實現冶煉自動化和智能化

　　中冶賽迪新一代綠色智能電弧爐集高效、低耗、綠色、智能等多項專有技術為一體，從整體出發，將冶煉過程信息采集與過程基本機理結合分析、決策和控製，追求電弧爐煉鋼過程的最優化係統解決方案。該技術實現了更短的冶煉周期、更少的能源消耗和電極消耗、更高的廢鋼收得率和盡可能低的生產成本，形成控製手段更加多元化，性能更加穩定、可靠和高效的控製係統，實現了電弧爐冶煉過程的高度自動化和智能化。

　　該技術控製係統最大程度地集成和優化電弧爐各個控製子係統，同時現場儀表采取網關控製器（協議）實現物聯互通，“一網到底”信息傳遞方式，支持主流工業網絡接入，通過數字網絡技術，將電弧爐冶煉、廢鋼預熱、二噁英治理、chuchenxitongjichengtongyixingchengyitaowanzhengdexitongjiejuefangan。gaikongzhixitongjianggegongxuxuqiuyoujijiehe，jinmipeihe，kongzhishangxingchengyidianhuluyelianweizhongxin，gezixitonggaoxiaozhicheng，shixianxinxingdianhulugaoxiaojienenghelvsehuanbaodexiaoguo。

　　該技術不僅現場儀表采取網關控製器實現物聯互通，同時擴展到電弧爐煉鋼爐況實時監控的各個領域，如廢鋼熔清判斷技術、泡沫渣監測控製技術、測溫取樣監測技術、非接觸式連續測溫技術和煙氣連續分析等技術，真正實現“一網到底”，信息互聯、共聯共享。

　　中冶賽迪電弧爐一鍵化智能煉鋼係統以煉鋼生產質量、效益提升為目標，通過升級裝備係統和生產在線檢測技術，開發廢鋼自動連續加料、在線測溫取樣機器人、爐門自動清理和自動出鋼等智能裝備係統；結合煉鋼智能生產數據平台、冶煉過程質量成本管控、外圍條件管控等一體化管控係統，配合廢鋼智能配料模型、電極自調節模型、加熱模型、關鍵參數圖像特征提取模型等智能模型係統，實現電弧爐冶煉的一鍵化智能生產控製。

　　未來，中冶賽迪將以高效、低耗、綠色、zhinengzuoweigangtieyejinjiansheshengjidehexinzhuti，zhuanzhuduanliuchengliangangdejingyishengchan，buduanxunqiudazaoduanliuchengliangangdezhengtijiejuefangan，weikehushixianzengzhi。zhongyesaidijiangjianchiyizhililaodongchuangzaojiazhi，quanlituidongduanliuchenggangtieqiyelvsejienengjianpai、智能製造的高質量發展，打造全流程的數字煉鋼、智慧煉鋼，助推我國鋼鐵行業智能化、綠色化發展。

　　《中國冶金報》（2020年07月30日 04版四版）

來源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯：宋玉錚

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