[摘 要]随着能源的不断消耗，能源价格持续上涨。作为能源消耗量较大的炼钢企业，就必须对电炉炼钢工艺和操作进行优化，降低工艺过程中的能源损失，提高能源效率，致力于以最低的成本获得最高的效益。因此，本文分析了工艺和操作对冶炼效果的影响，并在一系列实验的基础上，探究出了一些提高电炉炼钢工艺能源效率的措施，希望对该行业相关人员有所启示。
[关键词]电炉炼钢；能源效率；措施
中图分类号：TU143 文獻标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0157-01
引言
随着资源逐渐紧缺、环境不断恶化，国家大力倡导绿色环保、可持续发展的战略。作为我国重要的能源产业，钢铁行业也必须积极响应国家号召，树立经济、生态、可持续发展的理念，积极研究电炉炼钢工艺参数及操作对于耗能的影响，不断对工艺进行优化。这样不仅能够实现炼钢过程中能源的高效利用，同时也能够提高企业自身的竞争力，促进企业的长期稳定发展。
1 电炉冶炼能耗概述
1.1 电炉冶炼能耗
在电炉炼钢过程中，需要消耗电能和化学能。化学能主要包括石油或天然气与氧气燃烧产生的热量，也包括碳燃烧、硅、锰和铁等元素氧化产生的化学热。而电能则由当地的资源条件和政策法规决定，但是当地电价与CO2排放许可价格是对应的，我们就可以通过对CO2排放量进行研究，来确定消耗的电能。因此，这种价格趋势对优化电炉的能源效率具有一定的指导意义。
1.2 电炉炼钢能量消耗的影响因素
电炉炼钢的能量消耗受原材料、能源效率、能量回收和工艺操作等多种因素的影响，如图1所示。原材料对于电炉冶炼的能耗有着重要影响，但是这取决于企业所在地区的资源水平，不能仅仅因为该种原材料能耗低就决定使用它，还需要结合当地的实际情况，选择适合本地的原材料。能量回收是在一定的技术条件和原材料的基础上实现的。因此，如果原材料已经确定或者技术条件不满足，就无法进行能量回收。另外，通断电情况也会对能耗产生影响。在通电情况下，电能效率会受到电极调整和熔清造渣过程中的电弧效率的影响。因此，一些对电炉的不当操作会引起能量的损失，例如：熔化和精炼过程中的化学能损失（烧嘴位置和流量设定等）；不恰当的泡沫渣造成电能的损失；非标准化操作带来的能量损失。断电过程中的能量损失包括加料、出钢和转动等过程，以及工序的延误造成的能量损失。因此，要将能量损失降到最低，提高工艺的能源效率，必须最大程度地缩短设备的通电时间和断电时间。
2 电炉冶炼工艺对能耗的影响以及提高能源效率的措施
通过以上分析可以看出，影响电炉炼钢的能量消耗的因素中，原材料、能量回收这两项都不是我们人为可以控制的，而能源效率及工艺操作则可以通过一定的技术手段进行优化调整。因此，以下通过各项实验，探究了电炉冶炼工艺对能耗的影响以及提高能源效率的具体措施，旨在实现工艺的最优化，最大程度地降低企业成本。
2.1 二次燃烧
首先研究二次燃烧对电炉冶炼能耗的影响。在电炉的外壳上增加二次燃烧喷嘴，控制喷嘴的喷氧量，然后进行实验。一种情况是不使用二次燃烧喷嘴，另一种情况是使用二次燃烧喷嘴，当然两种情况下使用的电炉是相同的。实验表明：加装二次燃烧喷嘴后，电炉的冶炼金属收得率提高了2.3%，通电时间减少了1.5min，但是能耗却不变。换种说法就是相同能耗情况下，产量会上升、电耗会下降。但是在实际操作工艺中，不能任意加装二次燃烧喷嘴，还需要考虑市场情况，如市场对钢材的需求、废钢价格等。
2.2 炉门及炉壁操作要求
炉门和炉壁主要是涉及到两种喷枪的使用，炉门对应的是喷枪控制器，炉壁对应的喷枪燃烧器，其中喷枪控制器是炉门区域非常有效的熔化和精炼工具。当仅仅通过炉壁喷枪燃烧器系统喷入氧气时，加入废钢后，喷枪燃烧器启动燃烧模式，氧枪开始吹氧，直到加入到炉中的废钢全部熔化。而当喷枪控制器与喷枪燃烧器同时使用时，氧气主要用于电炉下部的废钢切割，氧气流速不高，但在燃烧器作用下，加速的氧气流在电炉下切割热废钢并开始精炼，同时减少了大块的未熔化废钢逆火。因此，在氧气和其他燃料气体的使用量相近的情况下，大大减少了耗能量。所以我们可以得出结论：在电炉冶炼过程中，喷枪控制器和喷枪燃烧器的配合使用，具有较大的节能潜力。
2.3 碳的添加量
我们做了多次实验来研究碳的添加量冶炼的收得率及能耗的影响，通常碳的添加量在700Kg左右，所以本次实验分别对碳添加量大于700Kg和添加量小于700Kg进行研究。实验表明：单位能耗并不会随碳添加量的变化而变化，但是当添加较多碳时，金属收得率和通电时间都相应的增加了。因此电炉冶炼过程中碳质的添加不会影响电能损耗，但是相同电耗情况下，金属收得率及通电时间会相应的增加，这就需要在电炉操作工艺中权衡这个平衡比例问题。
2.4 碳的添加方式
不仅碳的添加量对电炉工艺有影响，碳添加方式也对电炉工艺产生影响。通常情况下，添加的碳与石灰石、白云石通过可伸缩软管放置于废钢篮的底部。本次试验将相同
