當代轉爐煉鋼技術的發展

狄巨偉，錢丹丹

（河鋼唐鋼第二鋼軋廠，河北 唐山 063000）

中國已經有近百年的轉爐煉鋼歷史。截至如今，中國大陸的鋼鐵生產或哦的那個表現出的特點在于鋼材市場存在“供大于求”的供需不平衡狀態――其原因在于總體產能表現出的“過?！睜顩r。就傳統的轉爐煉鋼活動來說，其主要工序無非是“熔化→氧化→還原”這一“三步走”活動，因為煉鋼活動的過程中最后一個“工序”為具備一定時間長度的“還原期”，故而其在特殊鋼冶煉這一角度上有著很大的優勢。在上世紀，中國的煉鋼技術獲得了空前發展，尤其是轉爐煉鋼技術在上世紀中期之后逐步成熟，其技術特征中包括了“熔氧合并”、“薄渣吹氧”、“還原期縮短”之類，到了上世紀中后期，生產活動中成功運用了“弧形連鑄機”這一層面的技術。

1 現代轉爐煉鋼存在的問題

截至如今，中國的現代轉爐煉鋼活動中依舊有著很明顯的問題。

第一，廢鋼資源問題是其中“首當其沖”者，目前中國大陸的鋼材回收周期由于各種原因而顯得較長，并沒有足夠大的“廢鋼生成量”，加之“轉爐再煉鋼”這一活動中不可避免的消耗等問題，以至于廢鋼一直沒有獲得足夠高的轉化率，相比于國外，整體上廢鋼量少了很多，價值眾多原因造成的不充分利用廢鋼資源的情況，造成了中國大陸長期以來一直處于“廢鋼資源匱乏”的狀態下。

第二，轉爐煉鋼也會造成不容忽視的環保問題。眾所周知，這一活動往往會造成很大的粉灰污染，而在近期內呈現出的環保監控狀況，也會造成煉鋼成本持續上升的問題，雖然中國大陸有著不斷上升的除塵設備，并且各種除塵系統不斷完善，但國民的生活、國民經濟之類都體現出了“與日俱增”的環保需求。故而就整體而言，中國大陸的轉爐煉鋼依舊面臨著嚴峻的考驗。

第三，煉鋼除塵中的環境問題。80年代末，國內外大轉爐煉鋼技術得到了迅猛發展，隨著大轉爐設備和技術的不斷改進，裝備水平的不斷提高，我國的轉爐除塵技術相應地也有了較大幅度的提高。進入21世紀，煉鋼除塵得到了越來越廣泛的重視。同時，如何解決煉鋼除塵過程中的環境問題，也引起了廣泛的關注。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,也不斷完善和開發了新的除塵方式,不斷提高外排指標,降低外排濃度,減少其對環境的影響。

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

2 轉爐煉鋼技術的發展

在歷史上，“鋼鐵產能過?！边@一問題曾經發生過無數次，其中具備代表性的包括1973年發生的“第一次石油危機”中，美國就曾面臨鋼鐵產能過剩，在上世紀后期發生的“鋼鐵工業危機”時期，歐洲的鋼鐵工業同樣也曾面臨產能過剩問題。盡管中國大陸現代轉爐煉鋼的歷史和發達國家/地區相比并不是很長，但其起點較高，發展也顯得較快。上世紀末期，中國大陸所興建的大型轉爐（100t以上）一般都是來自進口，具備國際先進水平（當時）。其發展過程中的一系列實施也都體現出：現代轉爐煉鋼技術是包括中國大陸在內的整個國際社會擺脫“產能過剩”束縛的最好辦法之一。因為轉爐煉鋼本身具備諸如能耗低、投資小之類眾多優勢，使得其在短期內獲得了頗為迅速的增長。近段時間以來，現代轉爐煉鋼技術也獲得了頗大的提升空間。

中國大陸在對“中國特色”轉爐煉鋼技術的自主創新、自主研發性這一層面獲得了為數眾多的創新成果，也由此獲得了長足的進步。首先，其體現為“轉爐加鐵水”這一全新冶煉技術的開發，長期以來，中國的煉鋼工業面臨的最大瓶頸問題就在于鐵耗成本和環保成本所表現出的“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有效地對冶煉周期加以縮短，從而最大程度上降低轉爐鋼成本，提升其生產率。此外還應講究強化用氧、提高配碳量之類――在此方面，最好的辦法無非是在其間加入生鐵，而這一種“加部分鐵水”的轉爐冶煉辦法，實際上就是將原有的冷生鐵以熱鐵水取代――這可以說是一種“立竿見影”的節能技術。如今，中國大陸已經廣泛應用的這一技術，可以稱得上對現代轉爐技術這一領域做出的一個不可忽視的貢獻。

其次，“低氮轉爐鋼”這一新生產技術的開發和應用。中國大陸相應研究者對“鋼液脫氮吸氮”這一理論做出了頗為系統的深入研究，其所獲得的一系列陳國實際上都很大程度上對低氮轉爐鋼生產活動起到了有效的促進過程。而這樣的情況，必然會將廢鋼利用率提升到一個新的高度上，對成本也有所降低，從而使得煉鋼技術獲得進一步的進步。

第三，研發了為數眾多的新產品。不管什么行業或什么領域，其能夠獲得長久發展的最好辦法便是開發各種形式的新產品。在投產了“珠鋼轉爐-CSP”這一生產線之后，在研究低碳高強度鋼的“強化機理”這一活動中，研究者發現了“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，可以將轉爐和車間隔離開來，轉爐冶煉時產生的二次煙氣被控制在罩內，而且又不受車間橫向氣流的干擾。所以密閉罩排煙方式可以捕集轉爐二次煙氣，而且對超高功率轉爐產生的弧光、強噪音和強輻射等的吸收和遮擋，都有很好的效果，它可以使轉爐密閉罩外周圍的的噪音由原115dB(A)下降到85dB(A)，從而有效減少轉爐冶煉中對車間的輻射熱。

3 轉爐煉鋼發展前景

近段時間中，技術的進步體現為：“二次精煉”以充分利用鋼材技術的進步；“全連鑄化”的凝固成型；產品專業系列化（基于連續軋制）等。從而使得轉爐流程工藝結構技術愈發優化，效率也更高。為數不少的新型轉爐煉鋼技術很大程度上“撼動”轉爐在目前的統治地位，從而展示出轉爐技術中交、直流相互競爭這一積極局面。

在將來，轉爐煉鋼這一領域的發展重點依舊是有效地降低操作成本、縮短冶煉周期，按照中國大陸的目前狀況，高附加值優質鋼的制造必將成為這一領域的重點所在，盡管其成本會有所上升，但其售價的升高也會給企業帶來相應效益。但是，提高煉鋼技術依然是壓縮成本關鍵所在。如今，中國大陸的轉爐煉鋼行業依然有著廣闊的發展前景，為響應“節能環?！边@一國際社會呼吁，合理利用資源已經成為了諸多行業的“重點關注對象”，對于煉鋼為代表的重工業企業依舊是經濟發展中的“重頭戲”。

4 結語

作為當代“普遍煉鋼技術”的轉爐煉鋼這一技術，其特點在于有效地吸取了先前各種煉鋼技術的成功和失敗經驗，并以之為藍本來不斷改進其技術、成本之類內容，以至于其在國際、國內等諸多層面都取得了一定的發展，從節能環保角度說，轉爐煉鋼的節能化、高質化、信息化是其未來發展的方向。要解決轉爐冶煉除塵過程中產生的種種環境問題具有多種措施，我們工作人員必須結合實際情況，對癥下藥，才能取得理想的解決效果，促進轉爐冶煉技術的可持續發展！