电渣重熔的钢种有: 低合金高强度钢、轴承钢、工具钢、模具钢、不锈耐热钢、高温合金、耐蚀合金、电热合金、精密合金等. 世界各国生产材料钢号已超过 400 个. 近年电渣重熔进一步扩大应用于生产有色金属 Al、Cu、Ti、Mo 合金及贵金属Ag 合金。
应用电渣冶金技术, 产品具有以下优势:
( 1) 性能优越: 电渣冶金生产的金属纯净、组织致密、成分均匀、表面光洁. 产品使用性能优异。如用 GCr15 电渣钢制成轴承的寿命是电炉钢轴承的 3. 35 倍。
( 2) 生产灵活: 电渣重熔可生产圆锭、方锭、扁锭及空心锭. 电渣熔铸可生产圆管、椭圆管、偏心管、方形管. 所熔铸的异形铸件从几克重的金属假牙到 150 t 的水泥回转窑炉圈。
( 3) 工艺稳定: 质量与性能的再现性高。
( 4) 经济合理: 设备简单、操作方便、生产费用低于真空电弧重熔, 金属成材率高, 对超级合金、高合金及大钢锭而言, 可以提高成材率, 其效益足以抵消生产成本。
( 5) 过程可控: 过程控制参量较少, 目标参量易达到, 便于自动化. 对产品微量化学成分、夹杂
物的形态及性质、晶粒尺寸、结晶方向、显微偏析、碳化物颗粒度及结构等都能予以控制。
同时电渣冶金也存在着以下局限性:
( 1) 电耗较高: 世界各国电渣重熔电耗一般为1 200 ~ 1 600 kW·h /t, 而电渣熔铸空心管件电耗更高, 因此国内外冶金工作者致力于采用大填充比提高热效率以降低电耗。
( 2) 氟的污染: 电渣冶金渣中含较多 CaF2。在过程中逸出的 HF、SiF4、AlF3、SF6、CF4 等有害气体危害工人健康, 造成环境污染, 从发展需要应开发无氟渣或低氟渣以及在排烟系统吸氟等技术。( 3) 批量少, 管理不便: 电渣重熔一炉一个钢锭, 批量小, 检验量增加, 管理不便。必须自动控制稳定工艺以电炉母炉号为一批。
——李正邦《电渣冶金的发展历程》,2011/03/15
液态金属的电渣浇注和初炼炉的配合问题. 液态金属电渣浇注和自耗电极电渣重熔大型锭的优点之一, 可以采用较小容量的初炼炉生产大尺寸锭子。
劣势
自耗电极电渣重熔虽然具有许多优点, 但该工艺仍然存在以下不足之处:
( 1) 电耗较高, 重熔费用高:
目前广泛应用的电渣重熔及电渣熔铸工艺的一个共同的问题是生产率低、电耗较大. 众所周知, 目前世界各国电渣重熔电耗一般为1300 ~1 600 kW·h /t( 单相) 或 1 100 kW·h /t( 三相) , 而实际有效利用功率仅为输入功率的 20% ~ 30% .当电渣熔铸空心管件时电耗更高.
( 2) 生产工艺流程较一般炼钢方法复杂.
( 3) 生产效率低:
为了获得高质量的钢锭, 不得不把重熔速度控制在一定的允许范围之内, 电渣熔铸的生产效率仅 100 ~ 400 kg /h. 因而, 电渣重熔通常是用牺牲生产效率和耗费大量电能来换取高质量的电渣钢.
电渣重熔一炉一个钢锭, 批量小, 检验量增加, 管理不便. 若以自耗电极钢母炉号为一批, 必须以保证工艺稳定性及性能再现性为前提.
——丁家伟《第二代电渣冶金工艺研究》,2011/3/15
第二代电渣冶金技术特征:
1.与现代高炉-转炉和电弧炉流程一样,产品是钢坯,取消了开坯工艺;
2.隔绝大气;
3.计算机控制水平高;
4.电渣浇筑式,金属过热度低,铸造速度快、时间短、能耗低。
金属熔炼二期论证报告形式审查意见
为保障废金属熔炼能力,湖南宏华计划开展金属熔炼二期项目,并发来论证报告。我部开展了形式审查,具体意见如下:
存在的问题
按照项目申报要求,需开展投资机会研究,重点论证项目建设必要性、建设目标、市场需求、投资模式、融资方案、盈利能力、可实施性和风险分析等。具体问题如下:
该技术路线未与废金属处理后直接处置对比
因金属熔炼属于循环再利用的一种,目前无法规要求废金属必须采用金属熔炼方式处理。需开展废金属处理后直接处置成本测算,确定废金属熔炼单价,确保相关废金属均采用金属熔炼方式处理,确保放射性废物最小化,核安全受控。
需求不明确
经与湖南宏华核对,目前已确认的废金属合同与计划的年处理量差异巨大,需进一步确定废金属来源。从报告中看,仍需经现场整备后方可运输至熔炼场所,对核工业放射性废物管理支撑作用有待提升。
放射性金属管控措施不足
方案中未明确放射性金属全周期管控方案,存在废金属丢失风险;需明确天然核素污染金属是否清洁解控及相应废物产生情况;对于较难清洁解控的人工核素污染金属,需明确熔炼后产品的销售去路及年需求量、可否清洁解控及相应废物产生情况等。
论证报告编制不满足要求
报告对于需求分析深度不足,未明确不同工序的去污系数及产品的放射性水平,无辐射防护、放射性废物管理章节,放射性废物送处方案及相关费用未编制。
论证报告未根据需求分析、成本分析、核工业布局及后续发展情况,开展选址论证,提高整体效率、降低综合成本,保障废金属熔炼可持续发展。
投资回报率计算
概算中缺失辐射防护、放射性废物管理、放射性废物送处等费用,投资回报率不满足集团对于主营业务(8%)的要求。
建议论证事项
上报请示件需包括项目建设必要性、建设目标、建设地点、投资规模及模式、盈利能力等关键要素,论证报告作为附件报送。论证报告原则上须包括:
(一)项目关键要素
主要包括建设必要性、建设目标、建设地点、投资规模及模式、盈利能力、天然及人工处理单价粗测等。
(二)需求分析
主要包括废金属来源、产品去路、放射性废物管理等。
废金属来源:铀矿冶退役设备
产品去路:板材(高完整性容器如废物钢箱、废物钢桶坯料)、钢套、屏蔽构件;采矿设备零件(轧臼壁、齿板等);磨料(钢砂、钢丸等)
放射性废物管理:装箱、桶后暂存?
(三)可行性分析
原则上金属熔炼二期项目需根据需求分析开展选址、主要技术路线比选,择优选取。
主要包括组织模式、废金属运输、金属熔炼技术与能力、产品制造技术与能力、放射性废物运输及处置、场址选择(现场址、葫芦岛、金塔等)、建设规模、法规及政策分析等。
组织模式:?
废金属运输:集装箱(卡车或货运列车)
处置:填埋?
场址选择:填埋场址?
法规及政策分析:?
(四)投资分析
主要包括废金属熔炼合同签署、产品销售、放射性废物送处费用、建设成本、运行费用、投资模式、融资方案、盈利能力和风险分析等。
?
需准备的材料
为确保论证报告质量,需提供以下材料:
- 湖南宏华天然、人工熔炼项目总结报告;
- 国家经济和社会发展的长期规划,部门与地区规划,经济建设的指导方针、任务、产业政策、投资政策和技术经济政策以及国家和地方法规等;
- 签订的意向性协议等;
- 当地的拟建厂址的自然、经济、社会等基础资料;
- 有关国家、地区和行业的工程技术、经济方面的法令、法规、标准定额资料等;
- 包含各种市场信息的市场调研报告。
- 工作计划
根据2024年MKJ任务要求,拟定工作计划如下:
2月3日前,确定论证报告要求:与财务(经济性分析)、战规(修建位置)、审法(法规要求)
2月5日前,确定组织机构及责任。
2月22日前,组织中核四川环保、中辐院、中核清原确定废金属不同处理路线对比。
2月22日前,湖南宏华报出论证报告修改版。
2月30日前,组织专家开展论证。计划邀请核三司、核与辐射安全中心、范仲、金属熔炼、技术经济等5位专家。
3月2日,形成论证报告修改意见,反馈湖南宏华。
3月25日,完成论证报告修改,重新上报。
其他
项目单位、咨询设计单位是项目申报文件编制工作的责任主体,对项目建设方案和投资方案的规范性、合理性和经济性等负责。