CONARC工艺：转炉与电弧炉融合的高效炼钢新范式
CONARC工艺概述
CONARC工艺由曼内斯曼-德马格冶金技术公司(现SMS西马克)开发，旨在融合常规顶吹转炉炼钢与电弧炉(EAF)优势。名称"CONARC"即CONverter(转炉)与ARCing(电弧)融合。技术基于增加EAF热金属比例，优化能量回收、最大化生产率。适用铁水、直接还原铁(DRI)、废钢任意种类和配比，覆盖碳钢至不锈钢全品种。视产品要求，CONARC后可接钢包精炼炉或真空脱气装置。
图1 CONARC工艺流程
主要设备构成
核心设备：两座同型耐火衬里炉衬、一套可回转电极结构(一组电极服务双炉)、一套共用电源(变压器等)、一套可回转水冷顶吹氧枪系统(服务双炉)。可选双固定顶枪各服务一炉。可选配底部搅拌装置、燃烧器/喷射系统喷吹燃料/碳/氧。配套原料熔剂加料系统、煤气净化与能量回收系统。
碳钢生产CONARC工艺流程
核心概念：一炉转炉脱碳，一炉电弧熔化。分两阶段：
- 转炉阶段：顶枪吹氧脱碳液态铁水。装入"液态铁底"(上炉次留存少量钢液)后吹氧，降低浴中C、Si、Mn、P。反应强烈放热，加入废钢/DRI等冷料吸热、保护炉衬。脱碳完成后顶枪摆离，电极就位。
- 电弧阶段：补加剩余固体料(废钢/DRI)达出钢重，升温至出钢温度，结束电弧、脱渣、出钢。
双炉交替：一炉转炉模式吹氧，另一炉电弧模式熔化。图2展示原理。
图2 CONARC工艺原理
能量回收系统
采用两级锅炉系统：
- 一级：废气经回转弯头、后燃室、热煤气管道冷却至600℃，组件设计为受压件产生蒸汽。
- 二级：垂直通过锅炉进一步冷却至200℃。
系统兼顾煤气冷却需求与热能回收蒸汽供厂内利用。
工艺优势
- 原料灵活性极高：废钢、铁水、DRI可按质量要求、可得性、单价任意配比。
- 全工况覆盖：从100%废钢/DRI纯EAF到纯转炉操作无缝切换。
- 化学反应器属性：非单纯电熔单元，因增加原生料比例可控制杂质元素。
- 适应波动铁水：对Si、P、S变化的铁水处理自如。
- 高磷铁水处理优势：可处理P≤0.2%高磷铁水。靠加DRI冷却控温、加石灰、渣门恒流溢渣除磷高效实现。
- 节拍快：出钢-出钢时间<40分钟易实现。
- 能源灵活：电力/化学能互补。
- 高效能量回收降CO₂：显著降低碳排放。
- 可持续能效贡献：能量回收系统对厂级能效有显著持续贡献。
- 电网扰动小：平滑电网冲击。
制造工艺