電爐煉鋼的可行性分析

鄭明明，司民峰

河北燕山鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱燕鋼）為貫徹落實(shí)國(guó)家鋼鐵行業(yè)政策，進(jìn)一步加大節(jié)能減排力度，依據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于化解產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩矛盾的指導(dǎo)意見(jiàn)》、《部分產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法》、《國(guó)務(wù)院關(guān)于鋼鐵行業(yè)化解過(guò)剩產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)脫困發(fā)展的意見(jiàn)》和《鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法》等相關(guān)政策規(guī)定要求，本著“淘汰落后、節(jié)能減排、拆三還一、減量置換”的原則，擬將50T轉(zhuǎn)爐淘汰拆除，并在此拆除區(qū)域范圍內(nèi)還建100t電爐1座，實(shí)現(xiàn)電爐節(jié)能減排升級(jí)改造，導(dǎo)致該企業(yè)擁有了更強(qiáng)的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿?，同時(shí)會(huì)促進(jìn)綠色發(fā)展更加迅速。

1 項(xiàng)目建設(shè)條件及必要性分析

1.1 項(xiàng)目建設(shè)條件

本工程用地位于燕鋼北區(qū)廠區(qū)內(nèi)，東側(cè)緊靠現(xiàn)有1/2#高爐區(qū)域，西鄰950mm熱軋板帶鋼車(chē)間，南臨現(xiàn)有制氧車(chē)間，北靠現(xiàn)有110kV總降，不需征地。供電、供水、燃?xì)饨橘|(zhì)等能源介質(zhì)均由現(xiàn)有管網(wǎng)提供。

1.2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性

1.2.1 加速淘汰落后產(chǎn)能、推進(jìn)綠色生產(chǎn)

根據(jù)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，50t轉(zhuǎn)爐裝備和控制水平落后，節(jié)能降耗、降低成本和改善環(huán)境基本已無(wú)潛力可挖。本項(xiàng)目采用100t電爐設(shè)備，對(duì)于節(jié)能降耗、改善環(huán)境污染、推進(jìn)綠色生產(chǎn)是非常必要的。

1.2.2 提質(zhì)增效、提升綜合競(jìng)爭(zhēng)力

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前燕山鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備、經(jīng)營(yíng)情況相對(duì)較好，但北區(qū)煉鋼車(chē)間也存在節(jié)能環(huán)保設(shè)施配套水平不高等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，已經(jīng)影響到企業(yè)的后續(xù)發(fā)展需求。為解決企業(yè)面臨的迫切問(wèn)題，必須通過(guò)合理升級(jí)改造，從節(jié)能、環(huán)保、成本、質(zhì)量、安全、裝備技術(shù)等方面進(jìn)行全面提升。

1.3 項(xiàng)目建設(shè)政策符合性

國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》（2013年）明確顯示公稱容量限制類設(shè)備改建100t電爐屬于非限制類裝備，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向。因此項(xiàng)目符合國(guó)家對(duì)鋼鐵行業(yè)進(jìn)一步提升裝備水平和節(jié)能環(huán)保水平的相關(guān)政策要求。

1.4 產(chǎn)品市場(chǎng)分析

1.4.1 電爐總體形勢(shì)

目前煉鋼方法基本有轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼這兩種，因電爐煉鋼的生產(chǎn)流程不但工序短、投資省、建設(shè)快，還能有效的節(jié)能減排效果，所以各國(guó)都逐步推進(jìn)發(fā)展電爐煉鋼的生產(chǎn)工藝。

1.4.2 中國(guó)電爐鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀

（1）電爐鋼產(chǎn)量。從世界鋼協(xié)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)看，中國(guó)電爐鋼產(chǎn)量約占粗鋼產(chǎn)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(fā)展趨勢(shì)。隨著化解鋼鐵過(guò)剩產(chǎn)能現(xiàn)狀的出現(xiàn)也給電爐鋼的科學(xué)發(fā)展提供機(jī)遇，廢棄的鋼原料會(huì)給電爐鋼充分發(fā)展提供有利的基礎(chǔ)，當(dāng)前國(guó)家推行節(jié)減措施的扎實(shí)落地更能有效促進(jìn)電爐鋼產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。故而電爐煉鋼生產(chǎn)線越來(lái)越有利于企業(yè)的后續(xù)發(fā)展。

2 項(xiàng)目建設(shè)方案

（1）建設(shè)規(guī)模。電爐煉鋼系統(tǒng)生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)合格鋼水77萬(wàn)t/a，年產(chǎn)合格鑄坯75萬(wàn)t/a。

（2）產(chǎn)品大綱。主要生產(chǎn)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(yùn)輸

3.1 選址

本工程用地位于燕鋼北區(qū)廠區(qū)內(nèi)，東側(cè)緊靠現(xiàn)有1/2#高爐區(qū)域，西鄰950mm熱軋板帶鋼車(chē)間，南臨現(xiàn)有制氧車(chē)間，北靠現(xiàn)有110kV總降。熔鐵合金供料系統(tǒng)、廢鋼存放區(qū)、水處理、空壓站除塵設(shè)施布置在主廠房周?chē)?；且新建主廠房西側(cè)預(yù)留有廢鋼堆場(chǎng)。

3.2 總圖布置

場(chǎng)地標(biāo)高按照廠區(qū)整體規(guī)劃及該區(qū)域附近相接道路標(biāo)高和現(xiàn)狀標(biāo)高統(tǒng)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(qū)排水體系中。

3.3 運(yùn)輸量

鋼水產(chǎn)量77萬(wàn)t/a，日產(chǎn)鋼水量2700t/d（按292天考慮）。

表1 煉鋼材料年運(yùn)輸量及運(yùn)輸相關(guān)信息

10 渣罐及其它 0.077 備品倉(cāng)庫(kù) 煉鋼車(chē)間 汽車(chē)11 保溫劑 0.077 倉(cāng)庫(kù) 爐子跨 自卸汽車(chē)二 運(yùn)出量1 鋼坯 77 連鑄車(chē)間 軋鋼廠 熱送2 鋼渣 9.6 爐渣間 渣場(chǎng) 自卸汽車(chē)3 廢耐材及垃圾 6.9 煉鋼車(chē)間 渣場(chǎng) 自卸汽車(chē)

3.4 道路

新修道路形式采用公路型，路面結(jié)構(gòu)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(jù)特點(diǎn)設(shè)置雙側(cè)或單側(cè)人行道。道路結(jié)構(gòu)由細(xì)粒式瀝青混凝土、粗粒式瀝青混凝土、水泥穩(wěn)定砂礫基層壓實(shí)形成。并按照規(guī)范要求設(shè)置消火栓。

4 能源利用分析

4.1 能源消耗計(jì)算

表2 本項(xiàng)目各工序能耗指標(biāo)一覽表

4.2 主要節(jié)能措施

（1）電爐本體選用節(jié)能型超高功率電弧爐，可調(diào)節(jié)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(zhì)量。

（2）廢氣余熱用來(lái)預(yù)熱廢鋼以節(jié)約電耗，同時(shí)回收蒸氣。

（3）LF爐、RH爐本身即是一項(xiàng)重大的節(jié)能設(shè)備，能夠縮短電爐冶煉時(shí)間，提高和改善產(chǎn)品的質(zhì)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(chē)間能源大幅度降低。

（4）電爐、LF爐、RH爐總體過(guò)程控制自動(dòng)化，工藝先進(jìn)、定員少、成本低。

（5）除塵設(shè)變頻調(diào)速電機(jī)，節(jié)約電能。

（6）各水泵采用節(jié)能型泵組，節(jié)省電能。

（7）產(chǎn)生的各種廢水借助過(guò)濾設(shè)備可實(shí)現(xiàn)再利用，提升了企業(yè)用水的效率，更加高效落實(shí)節(jié)水理念。

（8）采用濾波和無(wú)功補(bǔ)償裝置；選擇變頻設(shè)施；選擇高效節(jié)能燈具及附件，采用照明節(jié)電系統(tǒng)；選擇節(jié)能變壓器。

4.3 能源利用綜述

（1）工序能耗與《鋼鐵企業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50632-2010）的比較。

表3 各工序能耗與《鋼鐵企業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)標(biāo)分析

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

表4 各工序能耗與《電弧爐冶煉單位產(chǎn)品能源消耗限額》對(duì)標(biāo)分析

綜上所述，本項(xiàng)目所有工序能耗均滿足《鋼鐵企業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50632-2010）規(guī)定指標(biāo)要求，電弧爐工序能耗滿足《電弧爐冶煉單位產(chǎn)品能耗限額》（GB32050-2015）先進(jìn)值的要求。

5 環(huán)境分析

5.1 主要污染源、污染物

廢氣：電爐產(chǎn)生的煙氣、精煉爐產(chǎn)生的煙氣、鋼渣轉(zhuǎn)運(yùn)站和成品倉(cāng)等產(chǎn)生的含塵廢氣。

廢水：煉鋼電爐、LF爐、RH爐等設(shè)備凈循環(huán)冷卻水，煉鋼真空泵濁環(huán)水、熱燜渣水、連鑄結(jié)晶器冷卻水、連鑄設(shè)備凈循環(huán)冷卻水、連鑄濁環(huán)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(jī)生產(chǎn)線上設(shè)備噪聲，除塵、各類通風(fēng)設(shè)施工作時(shí)的噪聲，水泵運(yùn)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(tǒng)收集的粉塵，其他除塵系統(tǒng)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(chǎn)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(shè)一套除塵設(shè)施，采用袋式除塵器除塵后，符合有關(guān)國(guó)家關(guān)于煉鋼產(chǎn)業(yè)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(biāo)把關(guān)，必須達(dá)到有關(guān)企業(yè)超低排放改造工作方案中對(duì)此提出的所有要求。

5.2.2 廢水

設(shè)置有煉鋼水處理系統(tǒng)和連鑄水處理系統(tǒng)。

各循環(huán)系統(tǒng)少量排污水排入廠區(qū)排水溝后進(jìn)入污水處理廠。

5.2.3 噪聲

對(duì)主操作室設(shè)置隔聲門(mén)窗，縮短員工在噪聲較大的操作室里的作業(yè)時(shí)間，給綜合性的除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)配備獨(dú)立的機(jī)房，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置隔音罩，并在風(fēng)機(jī)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(shè)置水泵房專用的操作控制室等。通過(guò)這一系列的措施，來(lái)滿足有關(guān)鋼鐵企業(yè)噪聲控制規(guī)范的具體要求。

5.2.4 固體廢物

爐渣采用熱燜技術(shù)，回收渣鋼，爐渣其他產(chǎn)品用于生產(chǎn)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(huán)水處理含油污泥和電爐除塵系統(tǒng)收集的除塵灰屬于危險(xiǎn)廢物，交由有資質(zhì)的單位回收處理；其他除塵系統(tǒng)收集的除塵灰、鐵皮渣、其他水處理系統(tǒng)污泥外運(yùn)處理。

6 投資概算與經(jīng)濟(jì)分析

6.1 投資及資金籌措

本項(xiàng)目計(jì)劃總投資為81222萬(wàn)元，項(xiàng)目資金均為自有資金。詳見(jiàn)下表。

表5 項(xiàng)目投資總額及資金籌措表（單位：萬(wàn)元）

6.2 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)

（1）成本費(fèi)用計(jì)算。該項(xiàng)目所消耗的主要原輔材料及能源介質(zhì)參照項(xiàng)目所在地市場(chǎng)價(jià)格，能源介質(zhì)價(jià)格參照項(xiàng)目所在地同類企業(yè)價(jià)格確定。以5%的固定資產(chǎn)殘值率、年限10年的綜合折舊進(jìn)行計(jì)算，按直線法折舊。同時(shí)按照10萬(wàn)元/年/人的生產(chǎn)工人工資及福利費(fèi)用和231822萬(wàn)元的正常生產(chǎn)時(shí)年總成本費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算詳見(jiàn)下圖。

圖2 總成本費(fèi)用計(jì)算圖（單位：萬(wàn)元）

（2）營(yíng)業(yè)收入及營(yíng)業(yè)稅費(fèi)。

圖3 煉鋼營(yíng)業(yè)收入及營(yíng)業(yè)稅費(fèi)

（3）利潤(rùn)及分配。此項(xiàng)目的所得稅按25%的稅率，法定盈余公積金按10%的凈利潤(rùn)計(jì)取。

（4）財(cái)務(wù)生存能力分析。

圖4 財(cái)務(wù)計(jì)劃現(xiàn)金流量圖 （單位：萬(wàn)元）

（5）主要經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)。

本項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，生產(chǎn)期平均年凈利潤(rùn)為9034萬(wàn)元，財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)表明本項(xiàng)目具有較強(qiáng)的資金盈利能力、財(cái)務(wù)生存能力，不確定性分析結(jié)果顯示本項(xiàng)目能夠適應(yīng)市場(chǎng)并具有抗風(fēng)險(xiǎn)的能力。從而得知，在財(cái)務(wù)上本項(xiàng)目是可實(shí)施的。

表6 主要經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)匯總表

7 社會(huì)影響分析

本項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)企業(yè)及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益有明顯的改善及推進(jìn)作用。

（1）與以礦石為原料的傳統(tǒng)長(zhǎng)流程鋼鐵生產(chǎn)工藝相比，以廢鋼為主原料的電爐短流程鋼鐵生產(chǎn)工藝具有更加環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。電爐冶煉對(duì)當(dāng)?shù)貜U鋼資源的循環(huán)利用和對(duì)生態(tài)環(huán)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(chǎn)線符合《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整政策（2015年修訂）》政策要求。本項(xiàng)目為產(chǎn)能置換項(xiàng)目，在河北省政府發(fā)布的《關(guān)于支持鋼鐵行業(yè)化解過(guò)剩產(chǎn)能整合重組結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型升級(jí)若干政策的通知》和《河北省化解鋼鐵過(guò)剩產(chǎn)能工作方案 （2018-2020年）》相關(guān)政策要求下進(jìn)行實(shí)施。項(xiàng)目實(shí)施有利于化解鋼產(chǎn)能過(guò)剩，對(duì)唐山市乃至河北省的鋼鐵行業(yè)裝備水平有顯著的推動(dòng)作用，為全省鋼鐵產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展和升級(jí)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（3）本項(xiàng)目建成后對(duì)提升當(dāng)?shù)劁撹F行業(yè)的環(huán)保水平有重大促進(jìn)作用，不僅僅對(duì)燕鋼廠區(qū)生產(chǎn)環(huán)境有很好的改善作用，還能對(duì)廠區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境帶來(lái)正面影響，這是燕鋼承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的重要體現(xiàn)。

（4）本項(xiàng)目完成后所生產(chǎn)的鋼坯可滿足燕鋼后續(xù)工序?qū)︿撆鞲哔|(zhì)量的需求，有助于提升燕鋼鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，為下游制造業(yè)的良好發(fā)展提供可靠得原材料保障。

（5）項(xiàng)目實(shí)施后可年增加產(chǎn)值超24億元、年均凈利潤(rùn)額9000余萬(wàn)元、年均繳納各項(xiàng)稅額合計(jì)6000余萬(wàn)元。有利于促進(jìn)本地社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，增加地方企業(yè)財(cái)政收入。

總之，本項(xiàng)目的實(shí)施將為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展注入了新的活力，高效提升鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，增加了地方財(cái)政收入，促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為當(dāng)?shù)厥聵I(yè)發(fā)展發(fā)揮重要作用。

8 結(jié)論

（1）燕鋼主動(dòng)淘汰50t轉(zhuǎn)爐，等量置換1座100t電爐，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向要求；同時(shí)也符合國(guó)家對(duì)鋼鐵行業(yè)進(jìn)一步提升裝備水平和節(jié)能環(huán)保水平的相關(guān)政策要求；有助于企業(yè)差點(diǎn)基礎(chǔ)發(fā)展，加快提升鋼鐵產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Γ灿欣谕苿?dòng)提升裝備水平，以及促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

（2）燕鋼實(shí)施電爐升級(jí)改造項(xiàng)目后，將能進(jìn)一步穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、提高服務(wù)水平、提升技術(shù)研發(fā)能力，打造區(qū)域具有品牌競(jìng)爭(zhēng)力的“綠色建材”專業(yè)化生產(chǎn)基地。

綜上所述，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向下燕鋼電爐煉鋼產(chǎn)能置換升級(jí)改造項(xiàng)可實(shí)施項(xiàng)目，市場(chǎng)前景較好，資源優(yōu)勢(shì)和政策優(yōu)勢(shì)顯著，采用成熟的工藝流程生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，項(xiàng)目盈利能力較強(qiáng)。此次可行性研究報(bào)告認(rèn)為本項(xiàng)目是可行的。