我國(guó)爐外精煉技術(shù)現(xiàn)狀及對(duì)發(fā)展?fàn)t外精煉技術(shù)的研究①

趙龍飛

(舞陽(yáng)鋼鐵有限責(zé)任公司第二煉鋼廠煉鋼車(chē)間 河南平頂山 462500)

近些年以來(lái)，爐外精煉技術(shù)正在日益受到很多的生產(chǎn)企業(yè)重視。具體在進(jìn)行煉鋼生產(chǎn)的領(lǐng)域內(nèi)，企業(yè)對(duì)于爐外精煉技術(shù)需要做到正確予以利用，從而體現(xiàn)了鋼鐵產(chǎn)能提升的效果[1]。通常情況下，企業(yè)如果需要冶煉純凈的鋼制品或者超純精鋼，那么可以選擇爐外精煉技術(shù)作為必要的技術(shù)手段支撐。企業(yè)通過(guò)引進(jìn)全新的爐外精煉技術(shù)，應(yīng)當(dāng)能夠保證實(shí)現(xiàn)良好的煉鋼工藝效果，加快煉鋼處理的速度并且保障了企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益。

1 爐外精煉技術(shù)的基本特性

從基本技術(shù)內(nèi)涵的角度講，爐外精煉技術(shù)的本質(zhì)在于實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶煉操作中的化學(xué)熱力條件改善，進(jìn)而達(dá)到鋼鐵冶煉效率與冶煉速度明顯提升的效果。鋼鐵企業(yè)對(duì)于爐外精煉工藝如果能夠正確加以利用，那么將會(huì)達(dá)到鐵水反應(yīng)進(jìn)程加快以及傳質(zhì)效果優(yōu)化的目的。并且，鋼鐵冶煉企業(yè)也能做到隨時(shí)控制現(xiàn)有的精煉反應(yīng)進(jìn)程，確保將智能化手段貫穿于冶煉反應(yīng)的全過(guò)程中[2]。具體而言，爐外精煉技術(shù)主要體現(xiàn)為如下的技術(shù)特性：

首先是促進(jìn)了鋼渣面積的增大。在冶煉鋼鐵的全過(guò)程中，鋼渣乳化的速度能夠直接決定冶煉反應(yīng)的整體效果。經(jīng)過(guò)鋼渣攪拌的操作后，鋼渣物質(zhì)將會(huì)出現(xiàn)加速乳化的現(xiàn)象。因此，冶煉企業(yè)可以將攪拌裝置安裝于爐外精煉設(shè)備的相應(yīng)部位，確保達(dá)到有效完成鋼渣聚合反應(yīng)的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)以上的乳化反應(yīng)后，一般來(lái)講可以得到液體的鋼渣（0.4mm左右半徑），并且保證了1m2左右的液態(tài)鋼渣反應(yīng)面積，有效促進(jìn)了鋼渣的反應(yīng)面積擴(kuò)大。

其次是實(shí)現(xiàn)了冶金反應(yīng)條件的優(yōu)化。冶煉鋼鐵的全過(guò)程操作能否體現(xiàn)較好的冶煉反應(yīng)效果，決定于前期設(shè)定的冶煉反應(yīng)條件。為此，煉鋼企業(yè)對(duì)于現(xiàn)有的爐外精煉技術(shù)應(yīng)當(dāng)逐步予以改進(jìn)，從而達(dá)到冶金反應(yīng)的整體條件改善目標(biāo)。煉鋼材料在經(jīng)過(guò)脫碳處理與脫氧處理的前提下，通?？梢缘玫缴傻臍怏w。因此為了促進(jìn)化學(xué)平衡反應(yīng)的順利進(jìn)行，那么必須實(shí)現(xiàn)對(duì)于環(huán)境氣壓的合理調(diào)整，并且還要求設(shè)定合理的生物平衡系數(shù)。經(jīng)過(guò)以上的工藝分析，鋼鐵冶煉企業(yè)最好能夠改進(jìn)現(xiàn)有的工藝手段，便于生成更多的平衡反應(yīng)物質(zhì)，并且對(duì)于真空狀態(tài)的鋼鐵冶煉環(huán)境予以合理的設(shè)計(jì)。在多數(shù)的情況下，鋼鐵溶液的氣體脫除反應(yīng)需要依賴特定的外部氣壓條件，至少需要保證50Pa以上的外部氣壓條件。

第三是確保順利進(jìn)行熔池傳質(zhì)操作以及連鑄緩沖操作。煉鋼企業(yè)能否確?？焖偻瓿射撹F冶煉的工藝處理，其直接決定于熔池的傳質(zhì)反應(yīng)。為了達(dá)到熔池傳質(zhì)效率明顯提升的目的，那么對(duì)于現(xiàn)階段的煉鋼操作必須引進(jìn)精煉技術(shù)，便于隨時(shí)控制現(xiàn)有的煉鋼反應(yīng)溫度，確保達(dá)到各個(gè)精煉作業(yè)流程全面協(xié)調(diào)的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)熔池傳質(zhì)的工藝改進(jìn)處理，應(yīng)當(dāng)能夠保證達(dá)到最佳的煉鋼工藝處理效果[3]。此外，企業(yè)運(yùn)用精煉生產(chǎn)工藝還可以促進(jìn)熔化鋼水的迅速流動(dòng)，運(yùn)用快速攪拌鋼水的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于鋼水傳熱速度的加快，改善溶體的性能。

2 爐外精煉技術(shù)的目前發(fā)展現(xiàn)狀

早在20世紀(jì)的中期，爐外精煉技術(shù)就已經(jīng)產(chǎn)生，而后呈現(xiàn)迅速改進(jìn)的趨勢(shì)。進(jìn)入60年代以后，企業(yè)開(kāi)始嘗試將精煉技術(shù)運(yùn)用于真空冶煉鋼水的領(lǐng)域，尤其是對(duì)于機(jī)電企業(yè)、特種鋼鐵企業(yè)與軍工企業(yè)而言。到了20世紀(jì)末，爐外精煉技術(shù)已經(jīng)可以運(yùn)用于多數(shù)的鋼鐵冶煉企業(yè)。鋼鐵冶煉企業(yè)對(duì)于新型的精煉工藝技術(shù)予以全面引進(jìn)，從而體現(xiàn)了爐外精煉技術(shù)的較高市場(chǎng)需求，并且促進(jìn)了多樣的冶煉工藝手段研發(fā)。在此基礎(chǔ)上，爐外精煉技術(shù)具備了更加明顯的優(yōu)質(zhì)性、規(guī)范化與體系化特征。

截止目前，爐外精煉技術(shù)已經(jīng)體現(xiàn)為較高的工藝發(fā)展總體水準(zhǔn)，此種現(xiàn)狀符合了現(xiàn)階段的技術(shù)發(fā)展趨向，并且體現(xiàn)了精煉技術(shù)運(yùn)用于鋼鐵冶煉領(lǐng)域的顯著優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)全面的工藝改進(jìn)，現(xiàn)階段的鋼鐵冶煉企業(yè)已經(jīng)能夠選擇新型的鋼鐵脫硫劑，從而代替了石灰基的傳統(tǒng)冶煉脫硫劑，確保鋼鐵冶煉的操作速度得到加快，便于企業(yè)迅速完成對(duì)于鐵水的操作處理。近些年以來(lái)，國(guó)內(nèi)的冶煉企業(yè)正在逐步著眼于鐵水脫硫工藝與RH精煉工藝的轉(zhuǎn)型，確保鋼鐵冶煉企業(yè)可以做到依托新型技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的綜合實(shí)力提升[4]。

3 探析技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)于現(xiàn)階段的鋼鐵冶煉企業(yè)而言，引進(jìn)智能化手段有益于企業(yè)達(dá)到自身生產(chǎn)效益提升的效果，促進(jìn)了整體的企業(yè)實(shí)力增長(zhǎng)。具體在涉及鋼鐵冶煉的重要領(lǐng)域中，引進(jìn)智能技術(shù)手段的著眼點(diǎn)主要落實(shí)于爐外精煉技術(shù)。通過(guò)運(yùn)用智能化的鋼鐵冶煉工藝手段，煉鋼企業(yè)應(yīng)當(dāng)可以保證更好的冶煉技術(shù)效果，并且保證順利實(shí)現(xiàn)對(duì)于鋼水材料的轉(zhuǎn)化。在此前提下，目前對(duì)于爐外精煉技術(shù)主要應(yīng)當(dāng)關(guān)注如下的技術(shù)改進(jìn)要點(diǎn)。

3.1 加快爐外精煉反應(yīng)的速度

在現(xiàn)階段的冶煉工藝實(shí)踐領(lǐng)域內(nèi)，煉鋼企業(yè)對(duì)于高速化與高效性的爐外精煉手段已經(jīng)能夠做到全面予以引進(jìn)，進(jìn)而達(dá)到了煉鋼生產(chǎn)效率提升的目的，并且保證了煉鋼企業(yè)能夠縮短煉鋼操作的反應(yīng)時(shí)間，簡(jiǎn)化了爐外精煉的具體操作流程。企業(yè)目前通過(guò)引進(jìn)高效化的爐外精煉方式，應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)靈活調(diào)整煉鋼反應(yīng)節(jié)奏的效果，對(duì)于煉鋼反應(yīng)的消耗時(shí)間也能予以明顯的縮短。例如，企業(yè)在引進(jìn)LF爐外精煉工藝的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)煉鋼反應(yīng)規(guī)模的有效擴(kuò)大，進(jìn)而擺脫了連鑄操作以及其他煉鋼操作的反應(yīng)速度制約。

3.2 引進(jìn)智能化手段用于控制鋼鐵冶煉過(guò)程

智能化手段與鋼鐵冶煉過(guò)程的全面結(jié)合已經(jīng)構(gòu)成現(xiàn)階段的工藝改進(jìn)趨勢(shì)。在智能化手段運(yùn)用于鋼鐵冶煉過(guò)程的具體實(shí)踐中，企業(yè)主要可以借助實(shí)時(shí)監(jiān)控以及多媒體監(jiān)控的方式來(lái)監(jiān)管煉鋼操作的全過(guò)程生產(chǎn)，并且運(yùn)用遠(yuǎn)程操控的措施來(lái)簡(jiǎn)化煉鋼企業(yè)現(xiàn)有的煉鋼操作步驟。與原有的煉鋼生產(chǎn)控制模式相比，建立在智能化控制手段之上的煉鋼生產(chǎn)工藝具有更加精確的工藝特性，便于企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)于終止鋼水精煉流程的有效控制，同時(shí)也能確保煉鋼企業(yè)靈活調(diào)整現(xiàn)有的鋼水加熱溫度，順利完成相應(yīng)的鋼材攪拌操作以及合金溫度調(diào)節(jié)操作。

3.3 結(jié)合真空精煉工藝與爐外精煉工藝

煉鋼企業(yè)如果要實(shí)現(xiàn)鋼材產(chǎn)品的整體純度提升效果，那么需要投入相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)成本，以便于引進(jìn)真空處理的爐外精煉手段與方式。例如近些年以來(lái)，很多的國(guó)內(nèi)煉鋼企業(yè)對(duì)于真空精煉技術(shù)都已做到了有效予以引進(jìn)，并且改進(jìn)了爐外精煉的傳統(tǒng)工藝流程。企業(yè)在結(jié)合以上兩項(xiàng)關(guān)鍵工藝的前提下，確保順利實(shí)現(xiàn)鋼材冶煉效果的優(yōu)化目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上分析，可見(jiàn)爐外精煉技術(shù)對(duì)于冶煉生產(chǎn)中的冶金反應(yīng)條件能夠予以明顯改善，確保實(shí)現(xiàn)熔池傳導(dǎo)介質(zhì)速度加快的目標(biāo)。煉鋼企業(yè)通過(guò)引進(jìn)爐外精煉的工藝手段，對(duì)于連鑄速度以及轉(zhuǎn)爐速度能夠進(jìn)行有效的緩沖處理，在此前提下實(shí)現(xiàn)了煉鋼品質(zhì)的提升。因此在該領(lǐng)域的未來(lái)技術(shù)實(shí)踐中，關(guān)鍵在于結(jié)合煉鋼生產(chǎn)的真實(shí)狀況來(lái)引進(jìn)爐外精煉技術(shù)，切實(shí)保障鋼鐵冶煉生產(chǎn)的實(shí)效性。