爐外精煉技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用和發(fā)展

張傳來(lái)

摘要：應(yīng)用爐外精煉技術(shù)能夠有效提高鋼鐵生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的增加。在應(yīng)用爐外精煉技術(shù)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際的爐外精煉設(shè)備，充分考慮經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)其優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。隨著人們對(duì)于爐外精煉技術(shù)的認(rèn)識(shí)和了解程度不斷加深，其在我國(guó)化工企業(yè)鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文首先對(duì)爐外精煉技術(shù)的基本內(nèi)涵進(jìn)行闡述，然后分析目前爐外精煉技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用，最后分析其未來(lái)發(fā)展現(xiàn)狀，旨在為促進(jìn)我國(guó)鋼鐵冶煉行業(yè)的發(fā)展提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：爐外精煉技術(shù);鋼鐵生產(chǎn);應(yīng)用發(fā)展

1 爐外精煉技術(shù)基本內(nèi)涵

爐外精煉技術(shù)是指在鋼鐵冶煉的全過(guò)程中，對(duì)于其真空處理、加熱處理、溫度調(diào)整、吹氬攪拌和合金成分微調(diào)等各種工藝和技術(shù)的總稱。除此之外，還包括對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)二次造還原渣，提高鋼包內(nèi)部還原性氣體數(shù)量，使得整體鋼液更加清潔純凈。應(yīng)用爐外精煉技術(shù)的主要目的是降低鋼鐵冶煉中相關(guān)有害物質(zhì)的含量，比如磷、硫、氧等。如果這些氣體在鋼鐵冶煉中的含量不符合實(shí)際管理標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)使其生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)偏析和有害雜物，降低整體鋼鐵材料的強(qiáng)度和韌性。

2 目前爐外精煉技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1鋼包精煉爐法

鋼包精煉爐法的發(fā)明時(shí)間較早，目前在我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)中得到了有效應(yīng)用，其具備明顯的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：①在使用鋼包精煉爐法時(shí)，需要對(duì)電弧進(jìn)行加熱處理，往往產(chǎn)生較高的熱能效率，具體的鋼包精煉爐技術(shù)原理如下圖1所示。在實(shí)際的鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，鋼水的平均上升溫度為1℃消耗電能0.6～0.9kW·h，爐外精煉技術(shù)的溫度上升速度受供電比功率大小影響。但是供電的比功率主要受鋼包的耐火材料熔損指數(shù)影響，所以通過(guò)鋼包精煉爐法能夠有效加你電弧的熱輻射損失，幫助企業(yè)提高鋼鐵生產(chǎn)熱能效率。②對(duì)于合金微調(diào)與窄成份范圍的控制。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷提高，在鋼包精煉爐法中應(yīng)用合金芯線技術(shù)可以提升鋼鐵回收效果，使得齒輪鋼中鈦金屬的回收率超過(guò)80%，硼的回收率超過(guò)60%，鋼包喂碳線回收率超過(guò)85%。這樣能夠幫助企業(yè)有效的進(jìn)行窄成份控制，提高鋼鐵生產(chǎn)質(zhì)量。③鋼包精煉爐法對(duì)于企業(yè)鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備的要求較低，為企業(yè)帶來(lái)更低的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)投入，提高比如超低硫鋼、超低氧鋼的生產(chǎn)效果和規(guī)模。

2.2真空循環(huán)脫氣法

與傳統(tǒng)的精煉技術(shù)相比，真空循環(huán)脫氣法具有一定的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，具體的真空循環(huán)脫氣法原理如下圖2所示。①應(yīng)用真空循環(huán)脫氣法能夠有效提高鋼鐵生產(chǎn)的反應(yīng)速度，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，其真空脫氣周期時(shí)長(zhǎng)較短，往往在10分鐘內(nèi)就可以完成全部脫氣流程，5分種內(nèi)完成合金化和溫度的均勻變化。如果字鋼鐵生產(chǎn)中與轉(zhuǎn)爐進(jìn)行有效配合，能夠使得真空循環(huán)脫氣法的優(yōu)勢(shì)得到更加顯著的發(fā)揮。②真空循環(huán)脫氣法的反應(yīng)效率更加高效，能夠?qū)撍苯釉谡婵帐覂?nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使得鋼鐵純凈度達(dá)到超純凈鋼。③真空循環(huán)脫氣法能夠?qū)崿F(xiàn)吹氧脫碳和二次燃燒的熱補(bǔ)償，降低整體精煉過(guò)程的溫度降低情況。

目前隨著人們對(duì)于真空循環(huán)脫氣法的認(rèn)識(shí)程度不斷加深，其在實(shí)際的鋼鐵生產(chǎn)實(shí)踐中具有良好應(yīng)用。比如在日本某鋼廠，將爐外精煉技術(shù)與真空循環(huán)脫氣技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，形成軸承鋼生產(chǎn)線，使得鋼中總氧量達(dá)到5.8×10-6。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，該鋼廠首先利用爐外精煉技術(shù)將鋼水的溫度進(jìn)行提高，然后將其進(jìn)行攪拌和還原精煉。然后通過(guò)真空循環(huán)脫氣法對(duì)鋼水開(kāi)展脫氫和二次脫氧處理操作，有效提高整體鋼水的清潔程度，使得鋼水溫度符合實(shí)際的連鑄溫度要求和標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，真空循環(huán)脫氣法在寶鋼爐外精煉中得到廣泛應(yīng)用，比如鋼包噴粉裝置、CAS精煉裝置等。這樣能夠使得鋼鐵生產(chǎn)中的脫氫率達(dá)到60%～70%之間，脫氮率達(dá)到30%～40%之間，大大提高鋼鐵冶煉中雜物的去除效果，提高金屬回收率和企業(yè)控制精確程度，提高爐外精煉質(zhì)量。

3 未來(lái)爐外煉鋼技術(shù)的發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程的不斷發(fā)展，人們對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)也提出了更高的要求，未來(lái)爐外精煉技術(shù)的主要發(fā)展方向可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①提高爐外精煉技術(shù)的智能化控制。結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，為了企業(yè)可以通過(guò)對(duì)煉鋼過(guò)程中各個(gè)參數(shù)和數(shù)據(jù)的采集和整理，制定智能化的鋼鐵精煉方案。然后根據(jù)智能化控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)中各個(gè)流程和冶煉工藝的快速分析和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，形成網(wǎng)絡(luò)化的冶煉技術(shù)體系，降低生產(chǎn)中的熱停等待時(shí)長(zhǎng)。②爐外精煉技術(shù)的應(yīng)用更加多功能化。除了基本的鋼鐵生產(chǎn)需要，還有進(jìn)行水鋼精煉設(shè)備的真空冶金、冶煉攪拌、熱能控制等，不斷滿足人們對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)的要求。③應(yīng)用過(guò)程純度更高、密度更大、強(qiáng)度更加優(yōu)異。其整體鋼鐵質(zhì)量的提高，需要加大對(duì)于相應(yīng)的耐火材料的研究和應(yīng)用水平，使得其耐侵蝕效果最大化。同時(shí)，根據(jù)不同企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備情況，加大對(duì)于保溫技術(shù)和修補(bǔ)技術(shù)的應(yīng)用程度，延長(zhǎng)鋼鐵冶煉設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)。④應(yīng)用過(guò)程更加環(huán)保。隨著我國(guó)現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展，節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)變得越來(lái)越重要。化工項(xiàng)目由于其特殊性，往往會(huì)造成一定的環(huán)境污染。企業(yè)內(nèi)部需要加強(qiáng)對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)污染問(wèn)題的解決和管理力度，提高對(duì)于環(huán)保問(wèn)題的重視性。不能為了盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，而忽視了環(huán)境保護(hù)的重要性。同時(shí)，成立專業(yè)的污染防治部門，劃分具體責(zé)任，嚴(yán)格控制污染問(wèn)題造成的負(fù)面影響。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，爐外精煉技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用更加廣泛。爐外精煉技術(shù)不僅能夠有效的提高鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量，幫助企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益。還能在一定程度上對(duì)一些鋼鐵生產(chǎn)流程進(jìn)行簡(jiǎn)化，提高鋼鐵生產(chǎn)效率。

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