苏钢集团的电弧炉特殊钢工程的发展前景

苏钢集团的电弧炉特殊钢工程的发展前景惠寿华摘要苏钢特钢工程的特点是，建设100t直流电弧炉，100t钢包精炼炉，300mm×280mm方坯连铸机，Φ812初轧机，Φ670精轧机。同时进行高炉技术改造，实现电炉热装铁水工艺。关键词苏钢集团特殊钢电炉连铸ProspectofElectricArcFurnaceSpecialSteelProjectatSuzhouIron&SteelGroupCoLtdHuiShouhua(SuzhouIron&SteelGroupCoLtd,Suzhou215151)AbstractThespecialsteelproject-100tDCelectricarcfurnace,100tladlerefiningfurnace,300mm×280mmbilletconcasterand812mmprimarymill-670mmfinishingmillarebuiltatSuzhouIron&SteelGroupCoLtd.Andtheblastfurnacetechnologywillimproveforcharginghotmetalinelectricarcfurnace.MaterialIndexSuzhouIron&SteelGroup,SpecialSteel,ElectricArcFurnace,ContinuousCasting1问题的引出几年前，美国认为钢铁已是他们的夕阳工业，这主要是基于美国的高速公路、桥梁及高层建筑已近饱和，老钢厂历史长、设备旧、竞争不过日本与西欧，因此有不少钢铁企业关闭。近几年，美国钢铁工业技术进步非常快，已普遍采用计算机控制与管理；连铸技术、炉外精炼得到广泛应用；薄板坯连铸技术等处于世界领先水平。通过对产品结构、工业技术及管理上的调整，美国钢铁工业已重新焕发青春。5年前美国中小企业的年产钢量占总量的50%左右。那么中国的钢铁业处于何种地位呢?像苏钢这样的地方企业如何加强和扩大自己的竞争力呢?1992年、1993年是社会向中国钢铁业过热投资的两年。全国钢产量已由1992年的8093万t扩大到1996年的1.02亿t。但是中、低水平重复建设在所难免。目前钢铁市场竞争已趋白热化。江苏近几年已投入8大电炉建设。目前已有6座大电炉投产，新增年产钢能力在250万t以上。苏钢也在进行100tUHP直流电弧炉的建设，新增设计能力为50万t特钢。江苏新电炉的投入，既增加了产品市场的竞争，又增加了废钢市场的竞争。苏钢是在既无电炉基础，更无特钢生产实践，也无废钢来源的情况下参与这一竞争之中，苏钢应如何办?2市场前景我国当前正处于计划经济向市场经济转变过程中，企业经营者不能再以计划经济的思维方式来分析和思考企业的扩张了。我国在1997年虽已生产1.07亿t钢，但要注意到1997年仍有1300万t钢材进口，特别是中高档轿车用钢材及部分合金钢材。而且，目前我国每年人均拥有钢仅80kg，只相当于世界平均水平的一半多。我国的钢铁市场需求量仍还较大，尤其是高档的合金钢材。特别要注意到去年7月2日爆发的东南亚金融风波，中国的办法是扩大国家的基本建设以及住房建设来启动国内市场，以缓解东亚经济动荡带来的冲击。回顾1929年至1933年美国经济大萧条时的对策，也是用加强基本建设和住房建设来治理和启动经济回升的。这两方面都需要钢铁，因此钢铁市场的回升也是必然的。但这次启动市场幅度较小(使GDP从7.2%上升到8.0%)，估计国内钢铁市场将在今年底至明年才会小步回升。苏钢技术改造一定要在市场回升前，完成项目建设，使产品投放市场。3苏钢特钢在建装备情况苏钢特钢工程采用电炉—精炼—连铸—轧钢工艺。设备的主要技术数据如下：(1)电炉电炉为1993年从德国DEMAG公司引进的100tUHP直流电弧炉。容量/t115出钢量/t100炉壳直径/m6.5电极直径(阴极)/mm711底电极数/根4整流变压器额定功率/MVA100可控硅整流器/kA4×25电炉采用先进技术：UHP直流电弧炉、水冷炉壁炉盖、炉底吹气、偏心炉底出钢。(2)精炼炉精炼炉为德国DEMAG公司制造，容量为100t。变压器功率18MVA。(3)连铸机连铸机为1994年与意大利DANIELI合作设计制造的5流合金钢大方坯连铸机。设计能力/万t50主要断面/mm×mm135×150，195×195最大断面/mm×mm280×300拉速/m.min-10.25～0.4弯曲半径R/m10.0(多点矫直)20.0(第二点)方坯切割方式自动火焰切割钢包容量/t100流数5流间距/mm1600采用先进技术有：无氧化保护浇铸技术、大容量中间罐、M-EMS电磁搅拌技术、气—水雾化冷却的二次冷却方式、较高水平的生产过程自动控制。(4)轧机系统轧钢系统为英国DAVY机械设备设计制造公司1977年制造，80年代初由英国Brymbo钢厂安装使用，1986年因英钢联产量过剩停产，1992年由苏钢拆回。其中主要设备为：初轧Φ812轧机电动机3000kW直流中轧Φ812轧机电动机2000kW直流精轧Φ670轧机电动机750kW交流(5)人员及基建资金人员不超过600人。完成基建总投资为14亿元，另需3亿元流动资金。建成后苏钢总负债率为60%。竣工日期1998年11月30日。4苏钢特钢工程建立与发展的思考4.1连铸坯截面的选择1994年10月冶金部在大连召开了《中日特殊钢技术交流会》，有关连铸坯尺寸大小对合金钢组织中光亮带的消除，夹杂的细化，含氧量对质量的影响以及生产组织管理，设备新旧等问题进行了很好的讨论。日本专家一致认为要得到高质量的合金钢还必须使用大断面连铸坯进行加工。日本小方坯连铸合金钢产量仅占全日本特钢产量的5%，并且都用于弹簧钢。目前苏钢与DANIELI公司合作建造的连铸机最大截面为280mm×300mm，拉速为0.25～0.4m/min，相信一定能为苏钢特钢发展创造好的条件。4.2老区一火成材改造苏钢目前的产品特色之一是以进一步提高拉拔性能的沸腾钢来占有市场，这一特点决定了不能丢弃沸腾钢。如果对沸腾钢锭进行一火成材轧制的技术改造，并扩大轧制能力，消化掉新区大方坯(195mm×195mm)，那么就能解决新上电炉初期冶炼的品种及轧制的困难。一火成材的技术改造可考虑充分利用现有Φ650车间、普线车间及库存设备，进行工艺和装备结构的优化组合，淘汰普线车间和Φ650车间的落后工艺和设备，开发无扭控轧高速线材新工艺，使整体装备水平达到国内一流，可以生产线材或小直径的合金钢材。新形成的生产线不仅能生产高质量、高附加值的产品，而且节能降耗，提高综合成材率，提高劳动生产率，投产后可降低成本150元/t。如果改造顺利，老区每年帮助新区消化20万t坯，新区再生产10万t管坯等材料，在合金钢正式投产前已过了生产平衡点。目前，一火成材改造项目已进入准备阶段，预计1999年2月份完成项目建设。4.3铁水热装苏钢是一个中小型钢铁联合企业，有5座84～140m3体积的小高炉，铁水供2座11t转炉使用，前年建造了1座140m3高炉，今年上半年又将1座94m3高炉改造成140m3高炉，取得较好的技术数据，特别是利用系数在2.5左右。现准备再对1座84m3高炉改造成140m3，将来再逐步将余下高炉全部改造成140m3，这样苏钢每年有10万t以上的铁水多余，这是苏钢的一笔很好的财富。因为电炉炼钢如果全部以废钢为原料，而中国的废钢数量及收购方式都不稳定，废钢中夹杂一些铜、铅、锡、铬等杂质很难避免。对要求高一点的合金钢很难满足其要求，只能炼一些普通钢种。但若发挥苏钢长处，把铁水热装入电炉，既可避免参与废钢市场的过度竞争，又可取得纯度较高的铁水以满足高质量合金钢的要求，还可缩短冶炼时间节约电能。工序能耗与吨钢电耗密切相关，降低冶炼电耗在降低工序能耗中占主导地位，冶炼电耗每下降1kWh，工序能耗下降0.57kg标煤。高炉铁水自身有很高的物理显热，约300～336kWh/t，含有较高的硅、碳等元素，与氧反应能释放大量的化学热，约180～200kWh/t，应充分利用铁水中的显热和潜热。据最近看到的资料，新日铁采用铁水替代部分废钢，0%和50%铁水投入模式的电炉电力消耗量相差158kWh/t。而南非伊斯科公司比勒陀利亚厂0%和46%铁水投入模式电炉电力消耗量相差181kWh/t。增加铁水投入比可有效减少热损失。目前南非伊斯科公司比勒陀利亚厂铁水加入比例已达46.6%。当然铁水中大量的碳、硅、硫、磷的控制还要在投产后进行摸索，争取在取得较高质量合金钢情况下热装铁水40%左右。4.4产品及发展方向苏钢新区有从德国引进的100tUHP直流电弧炉、100t钢包炉、从意大利引进的5机5流大方坯合金钢连铸机、从英国引进的3架越野式大型合金钢轧机，具有当今世界的先进工艺和装备水平，应当充分发挥这条生产线的整体优势。相比之下，轧机为二手设备，但还有较高的新度系数，中日专家认为设备的新旧是次要的，对合金钢的生产来说关键是管理。所以应该充分发挥苏州钢厂长流程与短流程相结合的优势，发挥老市场的优势，提高企业的竞争能力。4.4.1苏钢新区投产后，应逐步提高合金化比例，在VD炉未投产前，主要生产优质碳素结构钢、低合金钢、锚链钢(可冶炼、也可外购锚链钢坯轧材)、易切削钢、部分无缝管坯(如20g、Φ50～110mm棒材，市场需求量大)，也可生产市场紧缺的大规格棒材。4.4.2VD炉投产后将开发如下高附加值钢种。根据1997年市场销售价可选择：轴承钢GCr9、GCr15：4500元/t；弹簧钢55SiMnA、50CrVA：4300元/t；无缝管坯12CrMoV：5200元/t；合金钢40CrNiMoA：6500元/t；塑料模具钢3Cr2Mo：7600元/t；模具钢5600元/t；轧辊钢9Cr2Mo：6500元/t；齿轮钢20CrMnTi：4100元/t等等。5结语(1)钢铁市场在1998年底至1999年会有小步回升；地方骨干企业会有很大发展余地。苏钢的合金钢工程改造必须在1998年底完成。(2)苏钢合金钢工程必须辅之以高炉改造，实现铁水热装优化电炉冶炼工艺以解决合金钢原料的来源及纯度问题。(3)苏钢合金钢工程必须辅之以老区的一火成材工艺改造，以期利用老工艺及成熟的老市场。(4)苏钢合金钢工程应该迅速增加优质钢比，逐步提高合金化比例并对产品结构、工业技术和管理进行调整，形成自己的产品特色，提高竞争力。作者简介：惠寿华，男，50岁，高级工程师，苏州钢厂党委书记。1982年毕业于北京钢铁学院金属材料系。曾对粉末冶金、电工合金有研究。作者单位：江苏苏钢集团有限公司，苏州215151