淺析河鋼煉鋼機械工藝的優缺點及發展方向

張榮祿

摘要：對中國來說，因為地廣人多，所以造成了我國對鋼產量的需求比較高，而且我國也是世界上已知國家之中生產鋼最早的之一，但這也只是代表中國是發展鋼工業比較早的國家罷了，沒有辦法表示中國發展工藝的高潮，而實際上，在過去幾十年之中，我國在鋼上面的發展都是以破壞環境為基礎的。本文主要分析探討了我國煉鋼機械工藝的優缺點及發展方向，以供參閱。

關鍵詞：煉鋼；機械工藝；發展方向

我國在鋼的生產和使用領域是最早的國家之一，在歷史記錄之中有著明確依據，在春秋晚期的文物中就發現鋼制物品，距今已經有幾千年歷史。所以我國在鋼材的生產工藝方面有著一定的技術，但是也存在許多不足。在鋼材的煉制過程中，煉制鋼材的主要原材料是含碳量較高的鐵水、生鐵和廢鋼鐵，主要利用氧化還原反應，在高溫的環境下，通過使用氧化劑去掉生鐵中雜質。在使用鐵水煉制時，需要加入氧化劑、脫氧劑以及鈦合金等材料，來協調和調整鋼成分。在含碳量較高的生鐵或鐵水加入煉鋼爐中之后，通過一系列工序將鐵水中的雜質氧化去除，在最后階段加入合金，使其合金化，最終得到鋼水。在我國現階段煉鋼機械工藝中，具有平爐、電爐和轉爐三種，但是由于平爐耗能大、施工作業環境差等因素，已經被淘汰。

1煉鋼機械工藝中電爐和轉爐工藝

1.1電爐

電爐煉鋼是比較籠統的說法，具體的來說電爐煉鋼分為電弧爐煉鋼、感應爐煉鋼和電渣爐煉鋼這三種煉鋼法。電爐煉鋼是利用電能作熱源進行冶煉。常用的電爐有電弧爐和感應爐兩種，而電弧爐煉鋼產量占電爐煉鋼產量的絕大部分。一般所說電爐就是指電弧爐，電弧爐可全部用廢鋼做為金屬原料，可冶煉力學性能和化學成分要求嚴格的鋼，如特殊工具鋼，航空用鋼和不銹剛等。電弧爐按所用的爐襯分為酸性和堿性兩種，目前采用的主要是堿性電爐，這種爐子可以有效地祛除鋼水中的硫，這是其他煉鋼方法所不及的。隨著世界鋼鐵生產的發展，電弧爐煉鋼的比例不斷提高，目前占世界鋼產量的30%左右，而以“電爐-連鑄-連軋”為特點的電弧爐短流程工藝的確立，使電弧爐煉鋼得到了進一步發展。世界上現有較大型的電爐約1400余座，目前電爐正在向大型、超高功率以及電子計算機自動控制等方面迅速發展，最大電爐容量為400t。國外廢鋼資源豐富，150噸以上的電爐幾乎都用于冶煉普通鋼，許多國家電爐鋼產量的60～80%均為低碳鋼，由于資源的豐富，所以電弧爐煉鋼技術發展迅速。轉觀國內，由于電力和廢鋼不足，目前主要用于冶煉優質鋼和合金鋼。20世紀90年代，我國的電弧爐產鋼量的得到了大幅度上升，由容量小的電弧爐建設成大容量、高功率電弧爐，如寶鋼的150t超高功率電弧爐、撫順特鋼的50t超高功率電弧爐。為提高鋼產品的質量，部分工廠引進了LF爐，同時采取全高級連鑄生產技術，如天津鋼管公司。

1.2轉爐工藝

在20世紀中期，我國首鋼試驗廠建成了我國首個氧氣頂吹轉爐，為我國以后轉爐的研究和建設提供了寶貴的借鑒經驗，在現階段，轉爐生產的鋼材在我國現階段鋼材使用總量中占據很大一部分，由此可見轉爐生產工藝對于我國鋼材生產的重要性。在使用轉爐工藝煉制鋼材的過程中，將含碳量較高的鐵水放入混鐵爐中進行預熱工作，將廢鋼加入轉爐，然后將預熱完成的鐵水與其結合，進行升溫和融化工作，在到達適宜溫度時，進入氧化階段。轉爐通過耐熱材料的區別可分為堿性和酸性，依據氣體吹入部位可分為頂吹、側吹和低吹，如果按照氣體種類可分為氧氣轉爐和空氣轉爐，在我國現階段普遍使用的是頂底復吹轉爐和堿性氧氣頂吹，因為這兩種轉爐具有高效率、高產量、高質量和低成本的特點，滿足企業生產質量要求，并且最大限度地減少了資金投入。在我國現階段對鋼材的質量和性能要求逐漸提高，并且鋼材的適用范圍也在不斷擴大，企業對于鋼材煉制機械工藝要加大重視。

2優缺點分析比較

煉鋼時，主要是鐵水中的碳產生氧化反應，減少碳的含量。但有些鋼的品種中含有易氧化的其他因素時，若吹入過量氧，其他元素也會氧化。這個時候，電弧爐煉鋼的優勢就突顯出來了。一般來說，電弧爐用于冶煉碳素鋼和冶煉合金鋼，轉爐用于生產碳鋼、合金鋼、銅和鎳的冶煉。兩種工藝，無論是煉鋼方式、原材料，還是最終產成品都是不同的。從原材料來看，電爐煉鋼以廢鋼為原材料，轉爐煉鋼以金屬料、非金屬料和氣體為原材料。故在原材料方面，電爐煉鋼比轉爐煉鋼更節省原材料和成本；在能源方面，電爐煉鋼主要以外界能源為主，電弧爐在爐料化清之后，電弧的熱量通過爐渣傳給鋼液，是間接加熱，熱效率差。且爐膛為盆狀，很大一部分熱量通過爐蓋和爐壁散失。轉爐煉鋼主要以爐體本身和爐內的保溫材料為主。故在能源方面，轉爐煉鋼比電爐煉鋼更優越；在生產效率方面，電爐煉鋼生產工序少，操作簡單，生產效率高于轉爐煉鋼。綜合各方面來說，電爐煉鋼優于轉爐煉鋼。

3發展方向

對我國來說，煉鋼的發展是需要不斷改進的。雖然煉鋼水平已經有所提高，但是比較發達國家來說，依舊是不夠的，而且根據我國的需求，要想完成國家的要求，仍然有很長的一段路要走。（1）原材料。對我國來說，因為地大物博的原因，所以我國可以從鋼鐵的原料上面下手，但是主原料是沒有辦法改變的，但是可以從輔助原料方面下手，提煉出全新的催化劑，來提高轉化的效率以及生產效率。這樣的話，不僅僅可以滿足我國對鋼的大量需求，也可以促進其他行業的發展。不過在尋找的同時也需要注意對環境方面的保護，不能以破壞環境來發展。（2）能源。在煉鋼的發展上面，我國因為需求量大，所以也要對能源的利用效率進行改進，可以通過廢物利用來進行改良，充分利用化學方面的轉化。（3）技術。對我國來說，技術方面的缺失是我國需要面對的最需要面對的方面，我國煉鋼行業在發展的同時也需要注意吸收外國煉鋼技術先進的地方，再結合我國的實際情況進行融合，推演出屬于我國的煉鋼技藝。而在工藝方面，也需要引進工藝診斷的技術，特別是吸收這一方面的人才并對這群人才加以培養與鍛煉。

4結束語

總之，隨著我國經濟發展方式的轉變，根據低碳經濟和循環經濟的需要，我國目前的煉鋼方式必定要走綠色環保的路子。我國雖不是鋼鐵大國，但發展煉鋼技術，提高高端產品出口率，已成為強國的必然選擇。

參考文獻：

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[3]陳旻.我國煉鋼機械工藝的優缺點及發展方向[J].山東工業技術.2018（08）

（作者單位：河鋼邯鋼三煉鋼廠）