“绿色、智能、高效”的新一代电炉短流程特钢厂——河钢石钢新区

王新东¹，黄永建²，彭绍峰²，鱼洋洋³，李双江⁴

(1. 河钢集团有限公司， 河北 石家庄 050023；2. 石家庄钢铁有限责任公司， 河北 石家庄 050031；3. 中冶京诚工程技术有限公司， 北京 100176；4. 河钢集团钢研总院， 河北 石家庄 050023)

摘要：河钢石钢新区是河钢集团全面贯彻落实习近平总书记关于“坚决去、主动调、加快转”指示精神和河北省钢铁产业转型升级的具体实践，也是河钢坚决贯彻落实新发展理念，全力推动钢铁产业高质量发展的行动体现。河钢致力于将石钢新区打造成为生产绿色、产线智能、流程高效、产品高端的现代化特钢梦工厂。河钢石钢新区是以“绿色、智能、高效”的设计理念，以冶金流程工程学理论为指导，运用冶金制造流程动态有序、协同连续的物理系统及流程界面技术规划设计的新一代电炉短流程特钢示范项目，是全球特钢企业智能制造、中国钢铁产业转型升级之由钢铁长流程转变为短流程的生动写照。河钢石钢新区在短流程工艺革新、全工序超低排放、智能制造等各方面，汇集了当今世界最卓越的设计元素和理念。项目集成应用了70多项行业最先进的短流程前沿工艺和绿色钢铁制造技术，定位3大系列高端产品，实现超低排放。项目涵盖了国内首台套大型双竖井废钢预热型超高功率直流电弧炉以及国际上断面最大、建造深度最深的特钢大方坯立式连铸机，有力地推动了中国高端装备制造用钢材的均质化水平和国产化替代步伐。河钢石钢新区带动了京津冀区域特钢品牌升值，代表了双碳目标下钢铁行业新一代绿色智能高效的电炉短流程钢厂发展方向，也为中国钢铁工业电炉短流程的发展做出了示范。

关键词：绿色低碳；智能高效；电炉；短流程；特钢；梦工厂

1 引言

2020年10月29日河钢石钢新区正式投产运行，标志着河钢集团优化钢铁产业布局又添新佳作。河钢石钢完成了由长流程到短流程的蜕变，实现了钢厂与大型城市和谐共生。河钢石钢新区是河钢集团全面贯彻落实习近平总书记关于“坚决去、主动调、加快转”指示精神和河北省钢铁产业转型升级的具体实践，是河钢坚持新发展理念，全力推动钢铁产业高质量发展的重点示范项目。项目按照冶金流程工程学理论设计，在电炉炼钢-轧钢的短流程设计中追求物质流衰减最小化、能量流损失最小化、过程排放最小化、过程时间和空间最小化。河钢石钢新区项目，在短流程工艺革新、全工序超低排放、智能制造等各方面，汇集当今世界最先进的元素和最先进的理念。项目设计炼钢产能200万t、钢材192万t，吨钢占地面积0.74 m²，吨钢综合能耗220.3 kgce，吨钢SO₂排放量0.19 kg，吨钢烟／粉尘排放量0.25 kg，吨钢氮氧化物排放量0.3 kg，二次能源回收利用率100%，固废资源化利用率100%，整体处于同类型国际领先水平。

河钢石钢新区项目将近年来全球冶金行业的技术研发成果集成应用于其短流程的全工序中，建成了集大型化、现代化和智能化于一身的先进装备。项目定位于高端轴承钢、齿轮钢和弹簧钢等3大系列产品，形成包括齿轮钢、轴承钢、弹簧钢、易切削非调质钢、合金结构钢、优质碳素结构钢、锚链及系泊链钢、钢帘线钢及合金工模具钢等具有国际一流竞争力的高端产品群。河钢石钢新区将致力于打造成为生产绿色化、产线智能化、流程高效化、产品高端化的现代化特钢梦工厂，树立碳减排背景下钢铁行业电炉短流程钢厂的典范。

2 精选图表

3 结论

(1)河钢石钢新区的建成投产，标志着全球特钢企业智能制造、国内钢铁长流程转短流程、城市钢厂成功搬迁、中国钢铁产业转型升级和带动资源枯竭区域产业转型的特钢“梦工厂”由蓝图变为现实。项目的投产极大提升了河钢高端产品结构和品牌效应，特别是高端特钢的市场占有率。

(2)河钢石钢新区电炉采用双竖井废钢预热型超高功率直流电弧炉，为国内首台套，采用全废钢冶炼，全封闭操作、泡沫渣技术、底搅拌等技术可提高钢水质量；采用废钢预热、140 MV·A大容量变压器、复合喷吹供氧、二次燃烧等技术，电耗不超过280 kW·h/t，电极消耗不超过0.78 kg/t，冶炼周期不超过45 min，实现了全废钢电炉短流程炼钢高效化。

(3)河钢石钢新区致力打造以高端装备制造轴承钢、高端汽车齿轮钢和高端弹簧钢为代表的单项冠军产品，同时扩展冷镦钢、高碳钢(预应力钢丝钢绞线、帘线钢)、合金工模具钢等钢种，实现了特钢棒线材的品种规格全覆盖。钢材内部及表面质量设计达到国际特钢行业领先水平，其中高碳铬轴承钢w(T.O.)≤0.000 5%，w(Ti)≤0.001 0%，w(Ca)≤0.000 3%，达到世界领先水平，高端齿轮钢钢材横截面碳质量分数偏差不超过0.01%、淬透性带宽不超过3HRC。

(4)河钢石钢新区拥有目前国际上断面最大、建造深度最深的特钢大方坯立式连铸机，采用20多项先进技术，生产高洁净轴承钢、高品质的帘线钢、弹簧钢，可实现高铁轴承国产化，可生产大型装备原材料，如工业齿轮、大规格曲轴，并替代进口，为世界顶级轴承钢企业提供原料。

(5)河钢石钢新区项目在短流程工艺革新、全流程超低排放、智能制造等各方面汇集当今世界最先进的元素和最先进的理念。项目设计吨钢综合能耗220.3 kgce，吨钢SO₂排放量0.19 kg，吨钢烟／粉尘排放量0.25 kg，吨钢氮氧化物排放量0.3 kg，二英排放低于0.1 ng（TEQ）/m³，二次能源回收利用率100%，固废资源化利用率100%，整体处于行业国际领先水平。