钢铁冶炼工艺的长流程与短流程对比分析

长流程和短流程是两种典型的钢铁冶炼工艺，其中高炉+转炉、电弧炉分别是长流程和短流程的核心设备。原料上，长流程采用铁矿石和冶金焦冶炼铁水短流程采用废钢为主要原料。在经济成本上，电弧炉的建设成本较低，吨钢生产的边际成本较高。

1、 长流程、短流程具体工艺介绍

长流程炼钢工艺的源头从铁矿石、原煤开始，高炉和转炉是关键的设备。主要炉料有：原煤、铁矿石、生石灰、废钢、萤石（CaF2）。原煤经过洗煤、配煤后高温干馏，释放出挥发成分后得到冶金焦炭铁矿石通过研磨磁选成铁精粉，然后以生石灰为溶剂烧结成烧结矿或者加工成球团矿（二者酸碱性不同，按比例使用中和炉内酸碱性）。以上原料加入高炉后冶炼得到碳含量4%以上的液态铁水。高炉铁水经过氧气转炉吹炼配以精炼炉得到合格钢水。钢水经过浇铸连续浇铸或模铸成为钢坯或钢锭，再经过轧制工序最后成为钢材。

短流程炼钢工艺的源头主要是废钢和少量铁水。废钢经简单加工破碎或剪切、打包后装入电弧炉中（避免废钢中有密闭空间引起爆炸），利用石墨电极与废钢之间产生电弧所发生的热量来熔炼废钢，并配以精炼炉完成脱气、调成份、调温度、去夹杂等功能，得到合格钢水，后续轧制工序与长流程基本相同。

2、 长流程、短流程优劣对比

电弧炉炼钢的优点：（1）炉内电弧区温度能精准调控，最高达到3000℃以上，可以冶炼难熔合金原料。（2）炉体维护成本较低，容积较小，可以满足小批量特种钢的生产需要。（3）主要采用废钢为原料，电力为能源，对于厂区所在的环境较为友好。

电弧炉炼钢的缺点：（1）冶炼周期较长，平均出钢时间为50分钟以上。炉体容积较小，不利于大规模批量生产。（2）铁水质量受废钢质量的影响较大。（3）目前国内发电的主要来源是火力。电炉的大规模使用间接对环境造成影响，并且给当地供电造成较大负担。

高炉+转炉炼钢的优点：（1）高炉原料主要采用铁矿石。铁水通过转炉后铁水的纯度较高。（2）高炉容积较大，平均出钢为20分钟左右，适合大批量生产。（3）高炉内的热源主要依靠原料反应放热，无需外部能源接入。

高炉+转炉炼钢的缺点：（1）高炉最高温度只能达到2000℃左右，无法冶炼难熔合金原料。（2）炉体面积大，运营维护成本高，不利于小批量特种钢材的生产。