電爐煉鋼的可行性分析

鄭明明，司民峰

河北燕山鋼鐵集團有限公司（以下簡稱燕鋼）為貫徹落實國家鋼鐵行業政策，進一步加大節能減排力度，依據《國務院關于化解產能嚴重過剩矛盾的指導意見》、《部分產能嚴重過剩行業產能置換實施辦法》、《國務院關于鋼鐵行業化解過剩產能實現脫困發展的意見》和《鋼鐵行業產能置換實施辦法》等相關政策規定要求，本著“淘汰落后、節能減排、拆三還一、減量置換”的原則，擬將50T轉爐淘汰拆除，并在此拆除區域范圍內還建100t電爐1座，實現電爐節能減排升級改造，導致該企業擁有了更強的市場發展潛力，同時會促進綠色發展更加迅速。

1 項目建設條件及必要性分析

1.1 項目建設條件

本工程用地位于燕鋼北區廠區內，東側緊靠現有1/2#高爐區域，西鄰950mm熱軋板帶鋼車間，南臨現有制氧車間，北靠現有110kV總降，不需征地。供電、供水、燃氣介質等能源介質均由現有管網提供。

1.2 項目建設的必要性

1.2.1 加速淘汰落后產能、推進綠色生產

根據國家產業政策，50t轉爐裝備和控制水平落后，節能降耗、降低成本和改善環境基本已無潛力可挖。本項目采用100t電爐設備，對于節能降耗、改善環境污染、推進綠色生產是非常必要的。

1.2.2 提質增效、提升綜合競爭力

經過多年發展，目前燕山鋼鐵生產設備、經營情況相對較好，但北區煉鋼車間也存在節能環保設施配套水平不高等現實問題，已經影響到企業的后續發展需求。為解決企業面臨的迫切問題，必須通過合理升級改造，從節能、環保、成本、質量、安全、裝備技術等方面進行全面提升。

1.3 項目建設政策符合性

國家發改委發布的《產業結構調整指導目錄》（2013年）明確顯示公稱容量限制類設備改建100t電爐屬于非限制類裝備，符合國家產業政策導向。因此項目符合國家對鋼鐵行業進一步提升裝備水平和節能環保水平的相關政策要求。

1.4 產品市場分析

1.4.1 電爐總體形勢

目前煉鋼方法基本有轉爐煉鋼和電爐煉鋼這兩種，因電爐煉鋼的生產流程不但工序短、投資省、建設快，還能有效的節能減排效果，所以各國都逐步推進發展電爐煉鋼的生產工藝。

1.4.2 中國電爐鋼生產現狀

（1）電爐鋼產量。從世界鋼協統計的數據來看，中國電爐鋼產量約占粗鋼產量的9.4%，相較同期全球電爐鋼比（25.2%）比有較大差距。

（2）電爐煉鋼發展趨勢。隨著化解鋼鐵過剩產能現狀的出現也給電爐鋼的科學發展提供機遇，廢棄的鋼原料會給電爐鋼充分發展提供有利的基礎，當前國家推行節減措施的扎實落地更能有效促進電爐鋼產業的快速發展。故而電爐煉鋼生產線越來越有利于企業的后續發展。

2 項目建設方案

（1）建設規模。電爐煉鋼系統生產規模為年產合格鋼水77萬t/a，年產合格鑄坯75萬t/a。

（2）產品大綱。主要生產鋼種 ：08Al、SPHC、Q195 Cr、Q215、Q235B 、Q345Cr、L245等。

（3）金屬平衡。

圖1 金屬平衡

3 總圖及運輸

3.1 選址

本工程用地位于燕鋼北區廠區內，東側緊靠現有1/2#高爐區域，西鄰950mm熱軋板帶鋼車間，南臨現有制氧車間，北靠現有110kV總降。熔鐵合金供料系統、廢鋼存放區、水處理、空壓站除塵設施布置在主廠房周圍；且新建主廠房西側預留有廢鋼堆場。

3.2 總圖布置

場地標高按照廠區整體規劃及該區域附近相接道路標高和現狀標高統一考慮確定。

平面排水方式采用明溝方式，明溝需加蓋板，最終匯入廠區排水體系中。

3.3 運輸量

鋼水產量77萬t/a，日產鋼水量2700t/d（按292天考慮）。

表1 煉鋼材料年運輸量及運輸相關信息

10 渣罐及其它 0.077 備品倉庫 煉鋼車間 汽車11 保溫劑 0.077 倉庫 爐子跨 自卸汽車二 運出量1 鋼坯 77 連鑄車間 軋鋼廠 熱送2 鋼渣 9.6 爐渣間 渣場 自卸汽車3 廢耐材及垃圾 6.9 煉鋼車間 渣場 自卸汽車

3.4 道路

新修道路形式采用公路型，路面結構形式為瀝青混凝土道路，道路分別為12m、9m、4m公路型瀝青混凝土道路，根據特點設置雙側或單側人行道。道路結構由細粒式瀝青混凝土、粗粒式瀝青混凝土、水泥穩定砂礫基層壓實形成。并按照規范要求設置消火栓。

4 能源利用分析

4.1 能源消耗計算

表2 本項目各工序能耗指標一覽表

4.2 主要節能措施

（1）電爐本體選用節能型超高功率電弧爐，可調節兌入0%～50%鐵水，能夠有效的縮短冶煉周期，降低能耗，并且可以提高鋼水質量。

（2）廢氣余熱用來預熱廢鋼以節約電耗，同時回收蒸氣。

（3）LF爐、RH爐本身即是一項重大的節能設備，能夠縮短電爐冶煉時間，提高和改善產品的質量和品種，并且解決電爐與連鑄的配合上的矛盾，起到承上啟下的作用，使車間能源大幅度降低。

（4）電爐、LF爐、RH爐總體過程控制自動化，工藝先進、定員少、成本低。

（5）除塵設變頻調速電機，節約電能。

（6）各水泵采用節能型泵組，節省電能。

（7）產生的各種廢水借助過濾設備可實現再利用，提升了企業用水的效率，更加高效落實節水理念。

（8）采用濾波和無功補償裝置；選擇變頻設施；選擇高效節能燈具及附件，采用照明節電系統；選擇節能變壓器。

4.3 能源利用綜述

（1）工序能耗與《鋼鐵企業節能設計規范》（GB 50632-2010）的比較。

表3 各工序能耗與《鋼鐵企業節能設計規范》對標分析

（2）工序能耗與《電弧爐冶煉單位產品能源消耗限額》（GB32050-2015）對比。

表4 各工序能耗與《電弧爐冶煉單位產品能源消耗限額》對標分析

綜上所述，本項目所有工序能耗均滿足《鋼鐵企業節能設計規范》（GB 50632-2010）規定指標要求，電弧爐工序能耗滿足《電弧爐冶煉單位產品能耗限額》（GB32050-2015）先進值的要求。

5 環境分析

5.1 主要污染源、污染物

廢氣：電爐產生的煙氣、精煉爐產生的煙氣、鋼渣轉運站和成品倉等產生的含塵廢氣。

廢水：煉鋼電爐、LF爐、RH爐等設備凈循環冷卻水，煉鋼真空泵濁環水、熱燜渣水、連鑄結晶器冷卻水、連鑄設備凈循環冷卻水、連鑄濁環水和沖渣水。

噪聲：電爐、LF精煉爐、RH真空處理裝置噪聲，連鑄機生產線上設備噪聲，除塵、各類通風設施工作時的噪聲，水泵運行噪聲，氣體放散噪聲等。

固體廢物：電爐廢渣、廢鋼鐵料、連鑄切頭尾廢坯料，電爐除塵系統收集的粉塵，其他除塵系統收集的粉塵，廢油，澆鑄的余渣、廢余的耐火材料等附屬垃圾，水處理產生的鐵皮渣和污泥。

5.2 主要控制措施

5.2.1 廢氣

電爐煙氣、精煉爐煙氣各設一套除塵設施，采用袋式除塵器除塵后，符合有關國家關于煉鋼產業廢棄物排放的要求，尤其是那些具有特別排放限值的顆粒物和二噁英類由煙囪排出，一定要按標把關，必須達到有關企業超低排放改造工作方案中對此提出的所有要求。

5.2.2 廢水

設置有煉鋼水處理系統和連鑄水處理系統。

各循環系統少量排污水排入廠區排水溝后進入污水處理廠。

5.2.3 噪聲

對主操作室設置隔聲門窗，縮短員工在噪聲較大的操作室里的作業時間，給綜合性的除塵系統風機配備獨立的機房，機房內設置隔音罩，并在風機出口位置安裝消聲器，水泵的出口處安裝橡膠柔性接頭，并設置水泵房專用的操作控制室等。通過這一系列的措施，來滿足有關鋼鐵企業噪聲控制規范的具體要求。

5.2.4 固體廢物

爐渣采用熱燜技術，回收渣鋼，爐渣其他產品用于生產水泥、鋪路等；廢鋼料、連鑄切頭尾廢坯料回用于煉鋼；鑄余渣、廢耐火材料由物資公司回收利用；廢油、連鑄濁環水處理含油污泥和電爐除塵系統收集的除塵灰屬于危險廢物，交由有資質的單位回收處理；其他除塵系統收集的除塵灰、鐵皮渣、其他水處理系統污泥外運處理。

6 投資概算與經濟分析

6.1 投資及資金籌措

本項目計劃總投資為81222萬元，項目資金均為自有資金。詳見下表。

表5 項目投資總額及資金籌措表（單位：萬元）

6.2 財務評價

（1）成本費用計算。該項目所消耗的主要原輔材料及能源介質參照項目所在地市場價格，能源介質價格參照項目所在地同類企業價格確定。以5%的固定資產殘值率、年限10年的綜合折舊進行計算，按直線法折舊。同時按照10萬元/年/人的生產工人工資及福利費用和231822萬元的正常生產時年總成本費用進行計算，計算詳見下圖。

圖2 總成本費用計算圖（單位：萬元）

（2）營業收入及營業稅費。

圖3 煉鋼營業收入及營業稅費

（3）利潤及分配。此項目的所得稅按25%的稅率，法定盈余公積金按10%的凈利潤計取。

（4）財務生存能力分析。

圖4 財務計劃現金流量圖 （單位：萬元）

（5）主要經濟效益指標。

本項目建成投產后，生產期平均年凈利潤為9034萬元，財務評價指標表明本項目具有較強的資金盈利能力、財務生存能力，不確定性分析結果顯示本項目能夠適應市場并具有抗風險的能力。從而得知，在財務上本項目是可實施的。

表6 主要經濟效益指標匯總表

7 社會影響分析

本項目的實施，對企業及當地的經濟效益及社會效益有明顯的改善及推進作用。

（1）與以礦石為原料的傳統長流程鋼鐵生產工藝相比，以廢鋼為主原料的電爐短流程鋼鐵生產工藝具有更加環保節能的優勢。電爐冶煉對當地廢鋼資源的循環利用和對生態環境的改善有著不可替代的重要作用。

（2）短流程的電爐煉鋼工藝生產線符合《鋼鐵產業調整政策（2015年修訂）》政策要求。本項目為產能置換項目，在河北省政府發布的《關于支持鋼鐵行業化解過剩產能整合重組結構調整轉型升級若干政策的通知》和《河北省化解鋼鐵過剩產能工作方案 （2018-2020年）》相關政策要求下進行實施。項目實施有利于化解鋼產能過剩，對唐山市乃至河北省的鋼鐵行業裝備水平有顯著的推動作用，為全省鋼鐵產業的轉型發展和升級做出應有的貢獻。

（3）本項目建成后對提升當地鋼鐵行業的環保水平有重大促進作用，不僅僅對燕鋼廠區生產環境有很好的改善作用，還能對廠區周邊生態環境帶來正面影響，這是燕鋼承擔社會責任的重要體現。

（4）本項目完成后所生產的鋼坯可滿足燕鋼后續工序對鋼坯更高質量的需求，有助于提升燕鋼鋼鐵產品的質量，為下游制造業的良好發展提供可靠得原材料保障。

（5）項目實施后可年增加產值超24億元、年均凈利潤額9000余萬元、年均繳納各項稅額合計6000余萬元。有利于促進本地社會經濟的進步，增加地方企業財政收入。

總之，本項目的實施將為當地經濟發展注入了新的活力，高效提升鋼鐵行業的快速發展，增加了地方財政收入，促進了地方經濟發展，為當地事業發展發揮重要作用。

8 結論

（1）燕鋼主動淘汰50t轉爐，等量置換1座100t電爐，符合國家產業政策導向要求；同時也符合國家對鋼鐵行業進一步提升裝備水平和節能環保水平的相關政策要求；有助于企業差點基礎發展，加快提升鋼鐵產業的市場發展潛力，也有利于推動提升裝備水平，以及促進轉型升級。

（2）燕鋼實施電爐升級改造項目后，將能進一步穩定產品質量、提高服務水平、提升技術研發能力，打造區域具有品牌競爭力的“綠色建材”專業化生產基地。

綜上所述，在國家產業政策導向下燕鋼電爐煉鋼產能置換升級改造項可實施項目，市場前景較好，資源優勢和政策優勢顯著，采用成熟的工藝流程生產優質產品，項目盈利能力較強。此次可行性研究報告認為本項目是可行的。