综述

特诺恩集团的电炉历史可以追溯到百年前成立的Tagliaferri电炉公司。到目前为止，在全球的电炉业绩已经累计超过2000座。同时，大吨位的电炉业绩数量也占据首位。拥有专利权的康斯迪^?电炉最早的工业化生产是1989年在美国的夏洛特钢厂建成。中国的首套康斯迪^?电炉订单是贵阳钢厂在1997年签订，于1999年建成投产。到目前为止，在全球的康斯迪^?电炉业绩已经超过100座。

康斯迪^?工艺具有产量高、能耗低、工艺过程平稳、环境友善等优点。这些优势主要源自于独特的冶炼过程—全程平熔池操作工艺。同时，这种独特的平熔池状态对于控制液态钢水中的气体成分和夹杂物有天然的优势，特别是配备了特诺恩与ABB联合开发的康斯迪尔^?电磁搅拌系统，使得电炉生产超洁净钢成为一种可能。

此外，鉴于废钢成分的不确定性，为了进一步确保钢水的纯净度，需要使用原生铁，例如直接还原铁（DRI）或者热压块（HBI）。

起始于特诺恩HYL（希尔）事业部的ENERGIRON^?直接还原技术也受到全世界的广泛欢迎。ENERGIRON^?直接还原技术是目前唯一成熟的氢就绪直接还原技术。其采用的原料气体灵活，可以使用天然气、重整气、煤制气、焦炉煤气、氢气等，被誉为“降碳神器”，其产品可以是热态DRI（热送电炉）和冷态DRI、HBI（标准商品）。

随着全球绿色转型的不断深入，从高炉+转炉的长流程炼钢工艺转换到短流程电炉炼钢工艺，又要求从电炉生产出的钢水质量保持最高，这对电炉本身的工艺和装备提出了更高的要求。得益于前述的悠久历史和技术特色，在过去的3-5年内（全球绿色转型实际启动实施期），特诺恩的电炉成为全球大型钢铁企业如安赛洛米塔尔、塔塔、浦项、新日铁以及特尔尼翁的首选。在全球新建的250-300吨级的电炉（部分上游配置ENERGIRON^?直接还原厂）中，康斯迪^?电炉同时配备康斯迪尔^?电磁搅拌系统几乎成了标配。目标是用电炉生产优质钢材，包括汽车板和硅钢。

绿色转型中的康斯迪^?电炉

1） 意大利，阿维迪

阿维迪公司目前采用一座康斯迪^?电炉，配备康斯迪尔^?电磁搅拌系统，年产300万吨优质钢材。原料以废钢为主，部分使用HBI。

2006年：一座250吨康斯迪^?电炉，年产230万吨轧热钢卷。

2018年：升级至300吨康斯迪^?电炉，配备康斯迪尔^?电磁搅拌系统，小时产量达412吨钢水，年产300万吨热轧钢卷。这是目前全世界已投产的产量最高的电弧炉。

该工厂是电炉炼钢行业的重要业绩，为从碳基高炉长流程工艺向电炉短流程工艺的转型铺平了可行可靠的道路。

2） 阿尔及利亚，托诗雅利

特诺恩向托诗雅利公司位于阿尔及利亚的工厂供货了二座240 吨电弧炉。这是目前已投产的全球最高产的以直接还原铁为原料的电弧炉。主要产品是家电板和建材，目前正在筹建汽车板生产线。

这是我们在大型超高产量电弧炉领域使用100%直接还原铁的技术发展的一个关键项目。

3） 墨西哥，特尔尼翁

作为特诺恩的姊妹公司，特尔尼翁在墨西哥新莱昂投资32亿美元新建钢厂。该钢厂年产260万吨，将是美洲最现代化、最可持续的钢厂。

优质扁平材生产线包括一座300吨康斯迪^?电炉，配置康斯迪尔^?电磁搅拌器，二座二次冶金炉、一座RH真空脱气系统、一台双流连铸机。这是墨西哥近代史上最重要的工业投资之一，将创造超过1800个直接和间接就业机会。该工厂的目标是生产汽车板。

原料采用废钢和直接还原铁，其直接还原厂将采用特诺恩的ENERGIRON^?零重整直接还原技术。

4） 荷兰，塔塔

欧洲最大的钢铁厂商之一塔塔钢铁荷兰公司选择金属和矿业领域可持续发展方案的领先企业特诺恩，在荷兰艾默伊登建设一条尖端的钢铁生产线。

该项目基于直接还原厂和新的炼钢生产线，将替代现有的大高炉和焦化厂。

该生产线基于一座年产300万吨的电炉，配备康斯迪^?系统以及康斯迪尔^?电磁搅拌系统。此外还包括二次冶金设备，即钢包炉和RH真空脱气装置，对来自电弧炉的钢水进行精炼，以生产绿色低碳优质钢材。

该电炉出钢335吨，容积500吨，未来将成为世界最高产的电弧炉。

原料采用废钢和直接还原铁，其直接还原厂将采用特诺恩的ENERGIRON^?零重整直接还原技术。

5） 英国，塔塔

塔塔钢铁英国公司将继续投资12.5亿英镑，在塔尔伯特港建造一座最先进的电弧炉，每年减少500万吨二氧化碳排放。

该项目的基础是安装一条新的炼钢生产线，以取代现有的一座高炉。

并授予特诺恩一条基于电弧炉的钢铁生产线的基本工程设计合同，目前正在进行中。该合同包括大型电弧炉的工程设计、供货和咨询服务，该电弧炉将配备康斯迪^?系统和康斯迪尔^?电磁搅拌系统。

包括钢包炉在内的二次冶金设施将精炼电弧炉生产的钢水，以生产优质钢材。

6） 韩国，浦项

特诺恩将为浦项在韩国的光阳工厂供货一座280吨的康斯迪^?电炉，该电炉配备创新的康斯迪尔^?电磁搅拌系统。

该项目是浦项向工艺完全可持续性转型的关键部分，该转型将逐步从高炉-转炉路线转向电炉炼钢，以生产优质钢材。

7） 日本，新日铁

2021年，特诺恩为新日铁广田生产基地供货110吨康斯迪^?电炉，成功实现从废钢生产硅钢。

近期，新日铁再次授予特诺恩一份出钢量大于300吨的康斯迪^?电炉项目合同。该产线的目标仍然是生产硅钢。该项目的细节将受保密协议制约。

8） 中国，河钢

河钢集团，是世界首个使用超过60%氢气工业化生产DRI的企业。

该工厂代表了中国工业的一项重大成就，为从碳基高炉长流程路线向气基DRI电弧炉路线的转型铺平了道路。

该工厂上游采用ENERGIRON^?直接还原技术生产DRI，下游配置二座150吨康斯^?迪电炉，配备i-Recovery^?余热回收系统，整个生产线由特诺恩完整供货。

原料采用废钢和DRI，通过不同的废钢和DRI配比，生产轴承钢、汽车板等优质钢材。

技术的持续发展

特诺恩秉持不断创新的理念，坚持“设计服务于用户”的初心，不断研究开发可靠、高效、环保的技术。

在过去40多年的历程中，特诺恩通过不断引进新技术，融入新思维，完善并进一步发挥了康斯迪^?这一革命性的电炉工艺进步。除了十几项暂未被模仿的新型改进和创新（称为增强型康斯迪^?）之外，一项重要的“增强型“改进就是和世界著名的ABB电气公司合作，共同研发的康斯迪尔^?（电磁搅拌）技术，已经取得了专利。

1） 康斯迪尔^?电磁搅拌技术

康斯迪尔^?技术通过对熔池进行强力电磁搅拌而显著提升康斯迪^?工艺。电炉进行特别整合设计后，使搅拌线圈安装在电炉底部，紧靠下炉壳的无磁钢板。低频电流通过搅拌器绕组产生移动磁场，磁场渗透进入电炉底部并在钢水中产生电磁搅拌力，见下列图片。

电弧炉内的感应搅拌引入了一个新的工艺参数（动量 –>给熔池内物质施加的速率），提供了冶炼工艺、给整个冶炼提供了高效的搅拌和优良的熔化速率。

搅拌可以进行定制以适应不同的电炉工艺阶段的需求，例如废钢熔化、升温、精炼、脱碳、流渣和出钢。该搅拌操作具有低成本、可靠和安全的特点，对于优质钢生产尤为有利。

康斯迪尔^?具有以下的优点：

· 通过提高废钢和合金收得率、减少电耗和电极消耗，降低生产成本。

· 搅拌增强了电弧炉内热量和物质的传递，因此废钢熔化速率更快、电弧加热期间炉渣的过热度更低、熔池匀质化更好。

· 整个熔池的彻底搅拌，温度均匀。

· 热区和冷区彻底消除，同样热容下出钢温度降低，渣线耐材消耗降低。

· 生铁、铁合金和大块废钢能够被更快地熔化。

· 增加脱碳速率和氧气利用率，降低脱碳时间也使得增加原料中的生铁和铁水量成为可能。

· 渣/铁反应接近于平衡，降低钢水中的氧含量以及炉渣中的FeO含量。

· 出钢口自由打开率增加到100%。

· 增加钢包中的合金收得率，这是因为钢水中氧含量低，钢包中带渣量更低且渣中的FeO含量也更低。

· 出钢温度控制精度更高，确保到LF的到达温度，其结果是钢包多孔砖自由打开概率更高。

· 搅拌变化曲线可以自动控制，因此确保最优化和可重复性。

· 康斯迪尔? 可以通过降低出钢温度、降低渣线耐材消耗、EBT自由打开概率更高、改善冶炼工艺，从而提高安全性。

· 搅拌的完成无需多孔砖，杜绝了漏钢的风险。

· 搅拌无需维护，非常可靠。

· 搅拌器运行成本低。

由于康斯迪尔^?技术和熔炼原料没有物理接触，而且不含运动部件，因此维护量也非常低。

电磁搅拌是被验证的技术，可以提供节能和降本的显著工艺进步。电炉工艺的电磁搅拌效果的总结如下所述：

2） KT^?碳氧喷吹技术

特诺恩KT^?碳氧喷吹系统为多点侧壁安装的喷吹系统，设计用于满足最广泛的安装和工艺要求，实现高喷吹效率、低维修成本。与熔池的距离对喷吹效率有较大的影响。近距离喷吹是KT^?系统的最主要特点。此外，模块化的枪体设计，使得操作和维护成本更低。

其中，粉末喷吹系统设计允许最大范围的安装和工艺需求，优化改善了喷吹效率，增强了造渣效果，因此能够更好的实现冶炼过程中的泡沫渣对高温电弧的全程覆盖，从而有效的限制电弧对空气的电离，其最终结果是降低了钢水中的氮。 

· 优化的配置：位置、方向和角度的设计改善了喷吹效率并避免了耐材侵蚀的问题。

· 与特诺恩KT^?超音速氧枪的成对配置，或独立配置

· 定制化喷嘴的优化设计

· 最高效的粉末喷吹

√ 可以喷吹不同类型的粉末：石灰、白云石、轻烧白云石、菱镁矿、碳、混合原料等

√ 可以使用不同的粒度：从0.5 mm 到 12 mm

√ 大型电炉粉末喷吹高达200 kg/min，其他电炉高达120 kg/min，取决于粉末粒度

√ 超音速空气增压可以实现粉末出口速度高达200 m/s，提高渣层穿透性，并降低一次烟气带走的粉尘损失

3） 喷气紊流器（AJT^?）系统

特诺恩还开发了专利的喷气紊流器（AJT^?）系统，通过一组插入康斯迪?预热通道的高速空气射流，其主要目的是增加烟气的湍流并改善：

· 可燃气体的温度和成分的均匀性

· 来自电炉的CO、H2等的充分燃烧

· 可燃气体与输送带上的原料之间的热交换

高速空气紊流器的设计特点：

· 高穿透率，干扰烟气流和废钢的接触

· 特诺恩AJT^? 喷嘴出口速率高达 80~100m/s

· 在康斯迪^?输送机烟罩上安装2或3排喷嘴

· 每排喷嘴一台离心风机，空气流量可调

结论

随着全球和中国钢铁工业的绿色转型的不断深入，无论是生产建材的城市钢厂，还是生产优特钢的长流程联合企业，在寻求绿色低碳发展的道路上，增强型康斯迪^?电炉技术都是成功的选择。