當(dāng)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展

狄巨偉，錢(qián)丹丹

（河鋼唐鋼第二鋼軋廠，河北 唐山 063000）

中國(guó)已經(jīng)有近百年的轉(zhuǎn)爐煉鋼歷史。截至如今，中國(guó)大陸的鋼鐵生產(chǎn)或哦的那個(gè)表現(xiàn)出的特點(diǎn)在于鋼材市場(chǎng)存在“供大于求”的供需不平衡狀態(tài)――其原因在于總體產(chǎn)能表現(xiàn)出的“過(guò)?！睜顩r。就傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼活動(dòng)來(lái)說(shuō)，其主要工序無(wú)非是“熔化→氧化→還原”這一“三步走”活動(dòng)，因?yàn)闊掍摶顒?dòng)的過(guò)程中最后一個(gè)“工序”為具備一定時(shí)間長(zhǎng)度的“還原期”，故而其在特殊鋼冶煉這一角度上有著很大的優(yōu)勢(shì)。在上世紀(jì)，中國(guó)的煉鋼技術(shù)獲得了空前發(fā)展，尤其是轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在上世紀(jì)中期之后逐步成熟，其技術(shù)特征中包括了“熔氧合并”、“薄渣吹氧”、“還原期縮短”之類(lèi)，到了上世紀(jì)中后期，生產(chǎn)活動(dòng)中成功運(yùn)用了“弧形連鑄機(jī)”這一層面的技術(shù)。

1 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼存在的問(wèn)題

截至如今，中國(guó)的現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼活動(dòng)中依舊有著很明顯的問(wèn)題。

第一，廢鋼資源問(wèn)題是其中“首當(dāng)其沖”者，目前中國(guó)大陸的鋼材回收周期由于各種原因而顯得較長(zhǎng)，并沒(méi)有足夠大的“廢鋼生成量”，加之“轉(zhuǎn)爐再煉鋼”這一活動(dòng)中不可避免的消耗等問(wèn)題，以至于廢鋼一直沒(méi)有獲得足夠高的轉(zhuǎn)化率，相比于國(guó)外，整體上廢鋼量少了很多，價(jià)值眾多原因造成的不充分利用廢鋼資源的情況，造成了中國(guó)大陸長(zhǎng)期以來(lái)一直處于“廢鋼資源匱乏”的狀態(tài)下。

第二，轉(zhuǎn)爐煉鋼也會(huì)造成不容忽視的環(huán)保問(wèn)題。眾所周知，這一活動(dòng)往往會(huì)造成很大的粉灰污染，而在近期內(nèi)呈現(xiàn)出的環(huán)保監(jiān)控狀況，也會(huì)造成煉鋼成本持續(xù)上升的問(wèn)題，雖然中國(guó)大陸有著不斷上升的除塵設(shè)備，并且各種除塵系統(tǒng)不斷完善，但國(guó)民的生活、國(guó)民經(jīng)濟(jì)之類(lèi)都體現(xiàn)出了“與日俱增”的環(huán)保需求。故而就整體而言，中國(guó)大陸的轉(zhuǎn)爐煉鋼依舊面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

第三，煉鋼除塵中的環(huán)境問(wèn)題。80年代末，國(guó)內(nèi)外大轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，隨著大轉(zhuǎn)爐設(shè)備和技術(shù)的不斷改進(jìn)，裝備水平的不斷提高，我國(guó)的轉(zhuǎn)爐除塵技術(shù)相應(yīng)地也有了較大幅度的提高。進(jìn)入21世紀(jì)，煉鋼除塵得到了越來(lái)越廣泛的重視。同時(shí)，如何解決煉鋼除塵過(guò)程中的環(huán)境問(wèn)題，也引起了廣泛的關(guān)注。八鋼于1999年建成70噸超高功率電弧爐,在其后近10年的使用中,也不斷完善和開(kāi)發(fā)了新的除塵方式,不斷提高外排指標(biāo),降低外排濃度,減少其對(duì)環(huán)境的影響。

150噸轉(zhuǎn)爐主要是通過(guò)用廢鋼、鐵合金和部分渣料進(jìn)行配料冶煉，根據(jù)不同的鋼種要求，接受脫磷鐵水，然后熔制出各種成分的碳鋼供連鑄用。在煉鋼時(shí)由于要融化油脂類(lèi)可燃物質(zhì)，去除鋼中的氧和硫等物質(zhì)，所以產(chǎn)生種種高溫?zé)煔夂蜔焿m，在這種情況下，轉(zhuǎn)爐除塵就顯得尤為重要。在近兩年的除塵改造中,通過(guò)增加汽化冷卻煙道,使用兌鐵水罩,采用密閉罩冶煉方式和新建旋轉(zhuǎn)式布袋除塵器以增加除塵過(guò)濾面積等措施,有效控制了外排煙塵的濃度,降低了對(duì)環(huán)境的影響。

2 轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展

在歷史上，“鋼鐵產(chǎn)能過(guò)?！边@一問(wèn)題曾經(jīng)發(fā)生過(guò)無(wú)數(shù)次，其中具備代表性的包括1973年發(fā)生的“第一次石油危機(jī)”中，美國(guó)就曾面臨鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩，在上世紀(jì)后期發(fā)生的“鋼鐵工業(yè)危機(jī)”時(shí)期，歐洲的鋼鐵工業(yè)同樣也曾面臨產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題。盡管中國(guó)大陸現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的歷史和發(fā)達(dá)國(guó)家/地區(qū)相比并不是很長(zhǎng)，但其起點(diǎn)較高，發(fā)展也顯得較快。上世紀(jì)末期，中國(guó)大陸所興建的大型轉(zhuǎn)爐（100t以上）一般都是來(lái)自進(jìn)口，具備國(guó)際先進(jìn)水平（當(dāng)時(shí)）。其發(fā)展過(guò)程中的一系列實(shí)施也都體現(xiàn)出：現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)是包括中國(guó)大陸在內(nèi)的整個(gè)國(guó)際社會(huì)擺脫“產(chǎn)能過(guò)剩”束縛的最好辦法之一。因?yàn)檗D(zhuǎn)爐煉鋼本身具備諸如能耗低、投資小之類(lèi)眾多優(yōu)勢(shì)，使得其在短期內(nèi)獲得了頗為迅速的增長(zhǎng)。近段時(shí)間以來(lái)，現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)也獲得了頗大的提升空間。

中國(guó)大陸在對(duì)“中國(guó)特色”轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的自主創(chuàng)新、自主研發(fā)性這一層面獲得了為數(shù)眾多的創(chuàng)新成果，也由此獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。首先，其體現(xiàn)為“轉(zhuǎn)爐加鐵水”這一全新冶煉技術(shù)的開(kāi)發(fā)，長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)的煉鋼工業(yè)面臨的最大瓶頸問(wèn)題就在于鐵耗成本和環(huán)保成本所表現(xiàn)出的“雙高”。若想在煉鋼方面有效降低成本并將冶煉周期加以最大程度縮短，其最好辦法就在于以部分鐵水的加入來(lái)有效地對(duì)冶煉周期加以縮短，從而最大程度上降低轉(zhuǎn)爐鋼成本，提升其生產(chǎn)率。此外還應(yīng)講究強(qiáng)化用氧、提高配碳量之類(lèi)――在此方面，最好的辦法無(wú)非是在其間加入生鐵，而這一種“加部分鐵水”的轉(zhuǎn)爐冶煉辦法，實(shí)際上就是將原有的冷生鐵以熱鐵水取代――這可以說(shuō)是一種“立竿見(jiàn)影”的節(jié)能技術(shù)。如今，中國(guó)大陸已經(jīng)廣泛應(yīng)用的這一技術(shù)，可以稱(chēng)得上對(duì)現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐技術(shù)這一領(lǐng)域做出的一個(gè)不可忽視的貢獻(xiàn)。

其次，“低氮轉(zhuǎn)爐鋼”這一新生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。中國(guó)大陸相應(yīng)研究者對(duì)“鋼液脫氮吸氮”這一理論做出了頗為系統(tǒng)的深入研究，其所獲得的一系列陳國(guó)實(shí)際上都很大程度上對(duì)低氮轉(zhuǎn)爐鋼生產(chǎn)活動(dòng)起到了有效的促進(jìn)過(guò)程。而這樣的情況，必然會(huì)將廢鋼利用率提升到一個(gè)新的高度上，對(duì)成本也有所降低，從而使得煉鋼技術(shù)獲得進(jìn)一步的進(jìn)步。

第三，研發(fā)了為數(shù)眾多的新產(chǎn)品。不管什么行業(yè)或什么領(lǐng)域，其能夠獲得長(zhǎng)久發(fā)展的最好辦法便是開(kāi)發(fā)各種形式的新產(chǎn)品。在投產(chǎn)了“珠鋼轉(zhuǎn)爐-CSP”這一生產(chǎn)線之后，在研究低碳高強(qiáng)度鋼的“強(qiáng)化機(jī)理”這一活動(dòng)中，研究者發(fā)現(xiàn)了“納米第二相析出”這一碳素鋼的新性能，并由此提出了“綜合控制”鋼的組織性能這一層面的理論。

第四，采用密閉罩排煙方式。采用密閉罩排煙方式，可以將轉(zhuǎn)爐和車(chē)間隔離開(kāi)來(lái)，轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)產(chǎn)生的二次煙氣被控制在罩內(nèi)，而且又不受車(chē)間橫向氣流的干擾。所以密閉罩排煙方式可以捕集轉(zhuǎn)爐二次煙氣，而且對(duì)超高功率轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的弧光、強(qiáng)噪音和強(qiáng)輻射等的吸收和遮擋，都有很好的效果，它可以使轉(zhuǎn)爐密閉罩外周?chē)牡脑胍粲稍?15dB(A)下降到85dB(A)，從而有效減少轉(zhuǎn)爐冶煉中對(duì)車(chē)間的輻射熱。

3 轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展前景

近段時(shí)間中，技術(shù)的進(jìn)步體現(xiàn)為：“二次精煉”以充分利用鋼材技術(shù)的進(jìn)步；“全連鑄化”的凝固成型；產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)系列化（基于連續(xù)軋制）等。從而使得轉(zhuǎn)爐流程工藝結(jié)構(gòu)技術(shù)愈發(fā)優(yōu)化，效率也更高。為數(shù)不少的新型轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)很大程度上“撼動(dòng)”轉(zhuǎn)爐在目前的統(tǒng)治地位，從而展示出轉(zhuǎn)爐技術(shù)中交、直流相互競(jìng)爭(zhēng)這一積極局面。

在將來(lái)，轉(zhuǎn)爐煉鋼這一領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)依舊是有效地降低操作成本、縮短冶煉周期，按照中國(guó)大陸的目前狀況，高附加值優(yōu)質(zhì)鋼的制造必將成為這一領(lǐng)域的重點(diǎn)所在，盡管其成本會(huì)有所上升，但其售價(jià)的升高也會(huì)給企業(yè)帶來(lái)相應(yīng)效益。但是，提高煉鋼技術(shù)依然是壓縮成本關(guān)鍵所在。如今，中國(guó)大陸的轉(zhuǎn)爐煉鋼行業(yè)依然有著廣闊的發(fā)展前景，為響應(yīng)“節(jié)能環(huán)?！边@一國(guó)際社會(huì)呼吁，合理利用資源已經(jīng)成為了諸多行業(yè)的“重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象”，對(duì)于煉鋼為代表的重工業(yè)企業(yè)依舊是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的“重頭戲”。

4 結(jié)語(yǔ)

作為當(dāng)代“普遍煉鋼技術(shù)”的轉(zhuǎn)爐煉鋼這一技術(shù)，其特點(diǎn)在于有效地吸取了先前各種煉鋼技術(shù)的成功和失敗經(jīng)驗(yàn)，并以之為藍(lán)本來(lái)不斷改進(jìn)其技術(shù)、成本之類(lèi)內(nèi)容，以至于其在國(guó)際、國(guó)內(nèi)等諸多層面都取得了一定的發(fā)展，從節(jié)能環(huán)保角度說(shuō)，轉(zhuǎn)爐煉鋼的節(jié)能化、高質(zhì)化、信息化是其未來(lái)發(fā)展的方向。要解決轉(zhuǎn)爐冶煉除塵過(guò)程中產(chǎn)生的種種環(huán)境問(wèn)題具有多種措施，我們工作人員必須結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)癥下藥，才能取得理想的解決效果，促進(jìn)轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展！