1）增加能量供應(yīng)，包括電能和其它物理熱和化學(xué)能，換取生產(chǎn)率的增加。電爐的公稱容量由20世紀(jì)50年代的3～5ｔ，增至120～150ｔ以上，增大了40～50倍；主變壓器容量由2000ｋＶ·Ａ左右，增至90～100ＭＶ·Ａ，也增大了近50倍；單爐的生產(chǎn)率由每年產(chǎn)鋼數(shù)千噸增至每年產(chǎn)鋼100萬(wàn)ｔ以上，增大了100倍以上，與之相應(yīng)的能量供應(yīng)也大大增加；
2）增加輸入功率，包括電功率和單位時(shí)間內(nèi)其它物理熱和化學(xué)熱的供應(yīng)量，提高電爐煉鋼的生產(chǎn)速率，亦即縮短冶煉周期、提高生產(chǎn)節(jié)奏。20世紀(jì)50年代以來(lái)，電爐煉鋼的冶煉周期由4ｈ降至1ｈ以內(nèi)，生產(chǎn)速率提高了4倍以上，年出鋼爐次由不足2000次提高至10000次以上，增長(zhǎng)5～6倍；
3）提高能量的利用效率，按占用電網(wǎng)的容量來(lái)計(jì)算為單位主變壓器容量每年生產(chǎn)的合格鋼水量，即變壓器利用系數(shù)。每噸鋼水所具有的熱焓差異不大，電爐煉鋼的節(jié)能實(shí)際是提高單位能量實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)換的效率。節(jié)電，實(shí)質(zhì)上是提高單位電能生產(chǎn)的合格鋼水量。
電爐煉鋼與流程下游工序的匹配
電爐煉鋼在流程中的功能是：以一定的速率將原料加工成成分和溫度都合格的鋼液。就當(dāng)前一般的工程技術(shù)水平而言，電爐煉鋼工序在流程中的主要特征有兩點(diǎn)：
1）電爐煉鋼過(guò)程是間歇性操作，冶煉周期約為60ｍｉｎ，為保證連鑄工序?qū)崿F(xiàn)多爐連澆，電能和化學(xué)能、物理能的輸入應(yīng)與之匹配。進(jìn)一步提高生產(chǎn)速率，冶煉周期有低于50ｍｉｎ甚至45ｍｉｎ的趨勢(shì)。然而冶煉周期的縮短使通電時(shí)間相應(yīng)縮短、非通電時(shí)間所占比例增大，這對(duì)電源能力的利用是不合理的。按目前發(fā)展的趨勢(shì)，可以看見(jiàn)將余熱充分利用和實(shí)現(xiàn)連續(xù)煉鋼的苗頭。在當(dāng)前，每座電爐每年出鋼次數(shù)應(yīng)為7000～10000次，即單位爐容的利用系數(shù)或年生產(chǎn)速率為0.7～1.0萬(wàn)ｔ/ｔ·ａ；
2）電爐煉鋼提供的合格鋼水是保證下游各工序高效、流暢運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)，電爐煉鋼的生產(chǎn)率應(yīng)與熱軋生產(chǎn)率相匹配。在60～70年代，長(zhǎng)型材的熱連軋機(jī)組的生產(chǎn)率約為30萬(wàn)ｔ/ａ，若電爐煉鋼的年生產(chǎn)速率為0.5萬(wàn)ｔ/ｔ·ａ，相應(yīng)的電爐容量為60ｔ。當(dāng)前長(zhǎng)型材熱連軋機(jī)組的生產(chǎn)率已提高至70～80萬(wàn)ｔ/ａ，相應(yīng)的電爐容量應(yīng)為70～100ｔ。單流的薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)率為100～120萬(wàn)ｔ/ａ，煉鋼電爐的容量可取120～150ｔ。
熱連軋生產(chǎn)率達(dá)到200萬(wàn)ｔ/ａ以上，煉鋼電爐容量將超過(guò)200ｔ，由于電爐變壓器、石墨電極等技術(shù)條件所限，已不合理，故熱軋寬帶企業(yè)不宜配用電爐煉鋼此外還應(yīng)考慮廢鋼原料中金屬殘余元素對(duì)板帶材質(zhì)量的不利影響。
電爐煉鋼與流程上游工序的匹配
1 如前所述，傳統(tǒng)的電爐煉鋼使用廢鋼為主要原料，配入10%～15%的生鐵塊以保證一定的配碳量。一般說(shuō)來(lái)，常溫25℃的廢鋼原料所具有的物理熱很少。在吹氧助熔的條件下，冷爐料產(chǎn)生的化學(xué)熱量也不多，冶煉過(guò)程需要外界大量的熱能。根據(jù)我國(guó)近年來(lái)各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，電爐煉鋼工序包括精煉、連鑄及車間輔助項(xiàng)目能耗為250～300ｋｇ，略高于國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)ＩＩＳＩ的結(jié)果。
2）使用不同比例的熱鐵水作為原料，電爐煉鋼工序取得了明顯的效益，其主要原因是熱鐵水是具有很高的物理熱和化學(xué)熱的載能體，且成本較低。將電爐煉鋼置于流程之中，不難看出熱鐵水所攜帶的物理熱和化學(xué)熱來(lái)自于前道高爐煉鐵工序。根據(jù)一些企業(yè)300～380ｍ3高爐的實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算，生產(chǎn)1ｔ熱鐵水，高爐煉鐵工序的能耗是377ｋｇ，折合3080ｋＷ·ｈ/ｔ。考慮燒結(jié)、球團(tuán)和焦化等工序，折合到每噸熱鐵水的能耗是500～550ｋｇ/ｔ，即4084～4493ｋＷ·ｈ/ｔ，而熱裝鐵水帶到電爐煉鋼過(guò)程中的物理熱和化學(xué)能共計(jì)只有600～650ｋＷ·ｈ/ｔ。
3）目前國(guó)內(nèi)電爐配加熱鐵水的比例為25%～30%。按年產(chǎn)100萬(wàn)ｔ鋼計(jì)，需鐵水30～35萬(wàn)ｔ/ａ。取高爐利用系數(shù)為3ｔ/ｍ3·ｄ，所配高爐容積為300～350ｍ3。
4）直接還原鐵的使用。使用直接還原鐵為電爐煉鋼提供純凈鐵源是近年來(lái)國(guó)際上重要的發(fā)展方向。世界范圍內(nèi)各種直接還原鐵的產(chǎn)量自1990年以來(lái)已增加了1倍多，近年來(lái)產(chǎn)量已超過(guò)4000萬(wàn)ｔ/ａ，與電爐鋼產(chǎn)量之比大約為15%，已成為電爐煉鋼重要的鐵源。
直接還原鐵的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步很快，特別是ｗＣ接近2%的熱壓塊ＨＢＩ，為電爐煉鋼提供了高密度、高化學(xué)能的純凈鐵源。在世界范圍內(nèi)直接還原鐵的生產(chǎn)技術(shù)以氣基法為主流，氣基法在直還鐵生產(chǎn)量中占了90%。然而，我國(guó)天然氣缺乏，優(yōu)質(zhì)鐵礦較少，資源限制了直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)最大的直接還原鐵生產(chǎn)廠屬天津鋼管有限公司，每噸直接還原鐵的能耗約為900～1000ｋｇ。
冶煉電耗與爐容利用系數(shù)及變壓器利用系數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)表明出線性相關(guān)的顯著性的信度水準(zhǔn)都非常高，這表明冶煉速率的提高、生產(chǎn)節(jié)奏的加快，有利于電耗降低。
從國(guó)內(nèi)4家不同工況的大型電爐近兩年24個(gè)月的煉鋼實(shí)績(jī)來(lái)看，我國(guó)已具備發(fā)展現(xiàn)代電爐煉鋼流程的基本條件，電爐煉鋼的操作水平和綜合管理水平已居世界一流，我國(guó)大型電爐煉鋼電能消耗已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。然而，若扣除配加鐵水提供的能量，實(shí)際能量物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率的水平仍然不高，電爐煉鋼節(jié)能工作仍有待進(jìn)一步提高。 （來(lái)源：中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)）
