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Vol.31 Suppl.1 郁健等：电弧炉炼钢用四元炉料的冶炼过程物耗和能耗分析 .83. 3.3实际四元炉料结构对电耗指标的影响 2.7kWh/t;总能量增加1.2~3.3kWh/t. 2008年4~6月，150t电弧炉炼钢使用四元炉 (3)在一般四元炉料结构的变动范围内，计算 料的冶炼工况有1215炉次，合计合格钢水172247 出冶炼吨钢总能量变化范围为601.5673.1kWh, 吨，其吨钢冶炼电耗与各炉料结构参数的简单相关 吨钢总氧气流量变化范围为44~78m3h,吨钢电功 关系分析结果如表6. 率需求范围为153~744kW. 表6吨钢电耗与各炉料结构参数的相关关系 (4)对150t电弧炉炼钢使用四元炉料的大量 参数 Rsc R幽 RHM R DRI 生产数据进行逐步回归分析表明，在所考查的诸炉 吨钢电耗SEC一0.21 0.18 -0.32 0.35 料结构因子中，以直接还原铁配入比RDI影响最为 信度水准P5.4×10-141.6×10-102.3×10-07.0×10-37 显著，每增加1%，吨钢电耗大约增加1.4kWh;其次 是铁水配入比RM,其每增加1%，吨钢电耗大约降 考虑到各炉料结构参数之间仍有一定的相关关 低2.0kWh. 系，以吨钢电耗$EC为因变量，以各炉料结构参数 参考文献 为自变量，使用逐步回归算法求得各炉料结构参数 竞争的结果列于式(3)和式(4)，逐步回归分析表 [1]Xu K D.Hong X.Review of electric are furnace process and problems in its development/Proceedings of China Electric Arc 明，在诸炉料结构参数对吨钢电耗影响的竞争结果， Furnace Process and Engineering Technology Meeting.Beijing: 首先进入方程的是最显著的直接还原铁配入比 Metallurgical Industry Press,2005:1 RD,见式(3)；第二步进入的是热铁水配入比 (徐匡迪，洪新，电炉短流程回顾和发展中的若干问题∥中国 R,见式(4)，而其他炉料结构参数均未能进入 电炉流程与工程技术文集，北京：冶金工业出版社，2005：1) 方程 [2]Metius G E.Mcclelland J M.Hornby-Anderson S.Comparing CO2 emissions and energy demands or alternative ironmaking 第一步回归结果： routes.Steel Times Int,2006,30(2):32 SEC=290.7+1.4 RDRI (3) [3]Manfred H.Gerhard F,Werner A.Electric arc furnace technolo- 信度水准PDR=7.0X10-37 gy beyond the year 2000.MPT International,2000.23(1):57 第二步回归结果： [4]Sun K M.Wen DS.Zhang L.Technological transformations and SEC=347.7+1.2 RDRI-2.0RHM innovation practice in 150t Electric are furnace continuous casting (4) process//Proceedings of China Electric Are Furnoce Process and 信度水准PR=6.7×10-31,PHM=2.3× Engineering Technology Meeting.Beijing:Metallurgical Industry 10-24 Press,2005:113 逐步回归分析结果表明： (孙开明，温德松，张露.1501电炉连铸流程技术改造及创新实 ①在所考查的诸炉料结构因子中，以RDI影 践∥中国电炉流程与工程技术文集，北京：冶金工业出版社， 2005,113) 响最为显著；其次是R,其他诸炉料结构参数的 [5]Chen Y.LiS Q.Ji S J,et al.Theory and practice of the opti- 影响不显著 mizing of charging structure in EAF steelmaking.J Univ Sci ②在所研究的范围内，RD每增加1.0%，吨 Technol Beijing.2005.12(4):313 钢电耗大约增加1.4kWh;进一步RHw再每增加 [6]LiC X.Iron and Steel Plant Principle of Design (Final vol- 1.0%,吨钢电耗大约降低2.0kWh. ume),Beijing:Metallurgical Industry Press.1997 (李传薪.钢铁厂设计原理（下册）·北京：冶金工业出版社， 4结论 1997) [7]Sun K M.Study on Energy Integration by Trans scale for High- (1)废钢中配加冷生铁、热铁水和直接还原铁 efficieney EAF Steelmaking [Dissertatin]Beijing:University of 的四元炉料结构情况是150t电弧炉炼钢主要的生 Science and Technology Beijing.2008:43 产工艺，在平均工况下冶炼过程的总能量约为 (孙开明，电弧炉炼钢高效化跨尺度能量集成研究[学位论 626.9kWh/t. 文]北京：北京科技大学，2008：43) (2)通过单位炉料对物耗和能耗影响的模拟计 [8]LiS Q.Yu J.Chen Z,et al.Research on material and energy consumption of EAF steelmaking with cold material.Journal of 算可知，若生铁、铁水和DRI代替废钢，每增加1%， Iron and Steel Research.2008.20(Suppl-1):15 金属料消耗增加0.3~0.4kg/t、氧气消耗增加 (李士琦，郁健，陈泽，等，全冷炉料电弧炉冶炼物料能量状况 -0.03~0.5m3/;电能消耗增加一4.7~ 研究.钢铁研究学报，2008,20（增刊1）：15)3∙3 实际四元炉料结构对电耗指标的影响 2008年4～6月150t 电弧炉炼钢使用四元炉 料的冶炼工况有1215炉次合计合格钢水172247 吨其吨钢冶炼电耗与各炉料结构参数的简单相关 关系分析结果如表6． 表6 吨钢电耗与各炉料结构参数的相关关系 参数 RSC Rpig R HM RDRI 吨钢电耗 SEC —0∙21 0∙18 —0∙32 0∙35 信度水准 P 5∙4×10—14 1∙6×10—10 2∙3×10—30 7∙0×10—37 考虑到各炉料结构参数之间仍有一定的相关关 系以吨钢电耗 SEC 为因变量以各炉料结构参数 为自变量使用逐步回归算法求得各炉料结构参数 竞争的结果列于式（3）和式（4）．逐步回归分析表 明在诸炉料结构参数对吨钢电耗影响的竞争结果 首先进入方程的是最显著的直接还原铁配入比 RDRI见式 （3）；第二步进入的是热铁水配入比 RHM见式（4）而其他炉料结构参数均未能进入 方程． 第一步回归结果： SEC＝290∙7＋1∙4RDRI （3） 信度水准 PDRI＝7∙0×10—37． 第二步回归结果： SEC＝347∙7＋1∙2RDRI—2∙0RHM （4） 信度水准 PDRI ＝6∙7×10—31PHM ＝2∙3× 10—24． 逐步回归分析结果表明： ① 在所考查的诸炉料结构因子中以 RDRI 影 响最为显著；其次是 RHM其他诸炉料结构参数的 影响不显著． ② 在所研究的范围内RDRI 每增加1∙0％吨 钢电耗大约增加1∙4kWh；进一步 RHM 再每增加 1∙0％吨钢电耗大约降低2∙0kWh． 4 结论 （1） 废钢中配加冷生铁、热铁水和直接还原铁 的四元炉料结构情况是150t 电弧炉炼钢主要的生 产工艺在平均工况下冶炼过程的总能量约为 626∙9kWh／t． （2） 通过单位炉料对物耗和能耗影响的模拟计 算可知若生铁、铁水和 DRI 代替废钢每增加1％ 金属料消耗增加 0∙3～0∙4kg／t、氧气消耗增加 —0∙03～ 0∙5m 3／t；电 能 消 耗 增 加 —4∙7～ 2∙7kWh／t；总能量增加1∙2～3∙3kWh／t． （3） 在一般四元炉料结构的变动范围内计算 出冶炼吨钢总能量变化范围为601∙5～673∙1kWh 吨钢总氧气流量变化范围为44～78m 3／h吨钢电功 率需求范围为153～744kW． （4） 对150t 电弧炉炼钢使用四元炉料的大量 生产数据进行逐步回归分析表明在所考查的诸炉 料结构因子中以直接还原铁配入比 RDRI影响最为 显著每增加1％吨钢电耗大约增加1∙4kWh；其次 是铁水配入比 RHM其每增加1％吨钢电耗大约降 低2∙0kWh． 参 考 文 献 ［1］ Xu K DHong X．Review of electric arc furnace process and problems in its development∥ Proceedings of China Electric A rc Furnace Process and Engineering Technology Meeting．Beijing： Metallurgical Industry Press2005：1 （徐匡迪洪新．电炉短流程回顾和发展中的若干问题∥中国 电炉流程与工程技术文集北京：冶金工业出版社2005：1） ［2］ Metius G EMcclelland J MHornby-Anderson S．Comparing CO2 emissions and energy demands or alternative ironmaking routes．Steel Times Int200630（2）：32 ［3］ Manfred HGerhard FWerner A．Electric arc furnace technology beyond the year2000．MPT International200023（1）：57 ［4］ Sun K MWen D SZhang L．Technological transformations and innovation practice in150t Electric arc furnace continuous casting process∥ Proceedings of China Electric A rc Furnace Process and Engineering Technology Meeting．Beijing：Metallurgical Industry Press2005：113 （孙开明温德松张露．150t 电炉连铸流程技术改造及创新实 践∥中国电炉流程与工程技术文集北京：冶金工业出版社 2005：113） ［5］ Chen YLi S QJi S Jet al．Theory and practice of the optimizing of charging structure in EAF steelmaking． J Univ Sci Technol Beijing200512（4）：313 ［6］ Li C X．Iron and Steel Plant Principle of Design （ Final volume）Beijing：Metallurgical Industry Press1997 （李传薪．钢铁厂设计原理（下册）．北京：冶金工业出版社 1997） ［7］ Sun K M．Study on Energy Integration by T rans-scale for Highef ficiency EAF Steelmaking ［Dissertatin］．Beijing：University of Science and Technology Beijing2008：43 （孙开明．电弧炉炼钢高效化跨尺度能量集成研究 ［学位论 文］．北京：北京科技大学2008：43） ［8］ Li S QYu JChen Zet al．Research on material and energy consumption of EAF steelmaking with cold material．Journal of Iron and Steel Research200820（Suppl．1）：15 （李士琦郁健陈泽等．全冷炉料电弧炉冶炼物料能量状况 研究．钢铁研究学报200820（增刊1）：15） Vol．31Suppl．1 郁 健等： 电弧炉炼钢用四元炉料的冶炼过程物耗和能耗分析 ·83·