概述：炼钢电弧炉装置电耗
炼钢电弧炉节能工作，不仅要着眼于减少冶炼电耗及其他能源的消耗，同时还应关注各种载能物质的消耗。能耗除了冶炼电耗外，还包括氧枪、氧-燃烧嘴、废钢炉料预热等的能量消耗，其能耗所占总能耗比例大约为：废钢预热占9.5%、冶炼电耗战57.1%、氧燃烧嘴9.5%、吹氧占9.5%、钢包精炼占9.5%，其他占4.8%。
近年来，随着炼钢电弧炉炼钢技术的不断发展，电弧炉节能技术取得了显著的进步。世界各国对炼钢电弧炉在减少热损失、提高热效率、缩短熔化周期、降低电力单耗与石墨电极单耗方面不断进行探究。同时，通过采用吹氧、氧-燃喷嘴、喷吹碳粉等化学能源助熔手段，尽可能地提高电能与辅助能源的综合有效供热效率，减少装料次数，缩短装料时间和运行中的停电时间，极大地降低了炼钢电弧炉的冶炼电耗。目前，世界上炼钢电弧炉全废钢冶炼电耗随着电炉技术的不断发展在不断降低，平均电耗为300 kW•h/t，最低电耗已降到200 kW•h/t。我国重点企业全废钢冶炼，平均冶炼电耗为435 kW•h/t。我国50 t以上的大型电弧炉炼钢基本都采用热兑铁水的生产工艺，冶炼电耗显著降低，在热兑铁水的情况下，部分电炉炼钢厂的冶炼电耗可以达到250 kW•h/t，最低可以达到100 kW•h/t，其电耗指标接近或达到国际先进水平。当然，我国炼钢电弧炉的全废钢冶炼电耗与世界先进水平相比还是有一定差距的。
本文对炼钢电炉的节能技术作简单介绍，以资参考。
一、炼钢电弧炉的节能措施
1、 交流电弧炉
（1） 电弧炉技术的发展
在电弧炉炼钢诞生起至今的约100多年的时间里，从开始时的小型电弧炉专门冶炼合金钢种，到后来发展为大型电弧炉兼炼合金钢和普碳钢，直至近年来的超高功率大型化。随着废钢过剩的问题日益突出，因此就要求电弧炉在冶炼合金钢的同时，还要担负起一部分冶炼普通钢种的任务。这样就对电弧炉提出了如何大幅度提高生产率和降低生产成本的发展方向。1964年，美国碳化物公司的施瓦伯和西北钢线材公司的罗宾逊共同提出了电弧炉超高功率的概念。不久世界各国推广UHP操作，使冶炼时间大大缩短，从3-4小时减少到2小时。从七十年代开始，为了最大限度地利用变压器的工作效率，围绕着如何进一步提高功率利用率和时间利用率，各国相继发展了一系列的相关技术，例如炉壁、炉盖水冷化，长弧泡沫渣操作、偏心炉底出钢、炉底吹气等，因此，变压器的功率水平达到800～1100  kVA/t，冶炼时间进一步降低至1小时以下，电耗降至400 kW•h/t以下，并逐步在钢厂推广运行“电弧炉—炉外精炼—连铸—热送轧制或连轧”的工艺模式，把电弧炉演变成了单纯的废钢快速熔化设备。
（2） 交流电弧炉的节能技术
1） 超高功率技术的采用
1971年，美国西北钢线材公司投产了400 t超高功率电弧炉，生产率提高了100%，电耗可达460 kW•h/t，电极消耗为5 kg/t，效果显著。通常，变压器的功率水平用变压器的额定功率（kVA）与炉子额定容量（t）之比表示，1981年，国际钢铁协会（IISI）提议按电弧炉变压器的功率水平分类，对于50 t以上的电弧炉，规定：
普通功率电弧炉      300～500 kVA/t
高功率电弧炉        500～800 kVA/t
超高功率电弧炉      ＞800 kVA/t
超高功率电弧炉的主要技术特征：
*.电弧炉变压器的功率利用率和时间利用率较高；
*.较高的电效率和热效率，平均热效率应不小于0.9，平均电效率应不小于0.92。
2） 高阻抗供电技术
*.高阻抗电弧炉操作特性
采用高阻抗电弧炉技术，主要是通过在电弧炉变压器的一次侧安装附加的串联电抗器等方法，来改善电弧炉的动态行为减少电流波动，从而稳定电压、减少短路电流，减少二次电路中电损失，降低电弧炉对电网的干扰。安装串联电抗器可减少供电线路电流波动约20～25%。典型操作指标见下表。
*.高阻抗电弧炉的优点
高阻抗电弧炉设计的特点主要是功率输入高，此特性归因于由高阻抗和高起弧电压的动态特性所获得的稳定起弧条件。通过在变压器一次侧和电网之间串联电抗器或非饱和电抗器减少了电弧炉对电网闪烁的影响，降低了短路电流，从而降低了电极消耗及二次电路中的电损失。工艺上采用长弧泡沫冶炼技术，不仅提高了电炉的生产效率，降低了电极消耗和电能损失，缩短了冶炼周期。
高阻抗电弧炉的主要优点如下：
① 高电压、低电流操作，电极消耗约降低15～20%；
② 电极电流波动降低，减轻了电弧炉对电网的电压闪烁和谐波干扰，闪烁降低约30%；
③ 由于电感的动态特性和高起弧电压，实现了高的电弧稳定性，所以输入功率高，电能损失小；
3）长弧泡沫渣冶炼技术
电炉采用泡沫渣冶炼可以起到有效的节电降耗的作用，因此其应用受到广泛的重视和迅速的普及。
在不增加渣量的情况下，增加炉渣的厚度，实现埋弧操作。与传统的冶炼工艺相比,该技术具有冶炼时间短、炉衬使用寿命长及电耗低等优点。在电弧炉冶炼的氧化期向炉内吹氧的同时喷入碳粉，并控制好炉渣的碱度和温度，使之形成泡沫渣埋弧冶炼。泡沫渣工艺允许电弧炉的供电采用高电压长电弧作业模式，从而提高供电的功率因数，功率因数从0.65提高到0.85，减少电弧光对炉壁和炉盖的热辐射，提高使用寿命，提高热效率，有效降低冶炼电耗。
4）偏心炉底出钢技术
为了水冷炉壁面积的扩大，必须减少出钢时的倾动角度，同时为了适应氧化性出钢的钢渣分离，开发了偏心炉底出钢，实现无渣出钢和留钢留渣操作。
EBT（Eccentric Bottom Tapping）方式的主要优点：
*.减少出钢过程温度降。以100 t炉EBT出钢方式与槽出钢方式比较，出钢时间从5 min降低至2 min；出钢温降从40 ℃降低至35 ℃。
*.提高生产率。炉子最大倾动角为20°，短网长度缩短，无功功率降低，功率因素提高，输入功率增加，熔化时间减少，电耗降低，因此生产率提高。
5）电弧炉底吹技术
因为电弧炉熔池内部及钢渣界面搅拌作用差，致使传质、传热速率低，从而带来熔化速度慢，氧化反应速度慢，脱P、S速度低，钢液成分和温度不均匀，工业劳动强度大，能耗高，冶炼时间长等弊端。为此，1933年，瑞典ASEA公司提出在电弧炉底安装电磁搅拌装置搅拌熔池的技术，得到不少电弧炉钢厂的重视和应用。到80年代中后期，钢铁发达国家就开始纷纷开发和推广电弧炉底吹炼钢技术。底吹气体后可大大改善炉内的搅拌状况，加速合金熔化和混匀；脱硫率高；废钢熔化速度提高：采用留钢留渣操作，并底吹气体，熔化期可缩短约10 min；从而达到节能降耗和提高生产率的目的。