傳統冶金技術的不足與節能型改造

韓春陽

摘要：近些年，隨著我國經濟不斷發展，對高端建設的需求越來越高，對冶金的需求逐年增加，并更加注重質量。冶金企業在保證產量的同時，往往忽視了資源浪費現象，尤其是水資源，造成了很嚴重的環境污染。而相對于高額的利潤，人力、物力的富足更讓他們無視掉生產過程中的多余能源，積少成多，眼中不符合可持續發展戰略的要求，與國家綠色發展的規劃背離。由此可見，企業在保證冶金產量供應的過程中，既要保證正常生產，也要不斷追求節能高效發展。對傳統的冶金工藝進行改進，研究更加節能、高效的冶金工藝，成為了當今社會的一個重要課題。

關鍵詞：資源浪費;環境污染;多余能源;冶金工藝，節能

自上世紀末，我國冶金工藝發展迅速，至今已經取得了重大進展，擠進了世界前列。隨著技術的創新與發展，我國冶金的年產量大幅度提升，不僅滿足了市場需求，還造成了產能過剩的尷尬局面。在經濟全球化，企業競爭不斷加劇的局面下，生產成本高、效率低的企業必將在激烈競爭中被淘汰。因此，這就需要冶金企業加大對冶金工藝的研究力度，改進傳統的不銹鋼冶煉方法，追求更加節能、高產量的生產工藝。

本文對傳統的冶金工藝進行了簡要的闡述，分析了其中的缺陷，同時探討了節能型冶金工藝 ，分析對生產的優點和促進性意義。

一、對傳統冶金技術的分析

（一）傳統冶金方法

我國傳統的冶煉工藝分為三步法，其中第一步需要應用電爐熔等方式進行冶煉，再對這些材料進行進一步精煉。一步法生產工藝有著冶煉周期長、生產效率低的缺點，并且生產成本居高不下，質量不能保證，一步法在當前工業化生產中已經很少使用。

第二步則將電爐當作初練爐，將初練后的材料和其他合金材料等，加入到精煉爐中進行精煉，從而冶煉出質量更高的金屬。其中既可以使用電爐作為冶煉的初煉爐，也能使用轉爐作為初煉爐。

三步法是在二步法上發展而來的，主要是在二步法的基礎上加設了真空吹氧精煉爐，即使用的是初煉爐-AOD爐-真空吹氧精煉爐冶煉工藝，該方法需要增加真空吹氧精煉爐的應用，從而進行超低碳和超低氮生產。

（二）傳統冶金工藝中的缺陷

當前，我國使用較多的冶金工藝為二步法和三步法，但是傳統的冶金技術使用的合金通常為市面上出售或者自行生產的冷態鑄錠，這就需要為合金冶煉配置相應的合金融化設施，這種方式不僅大大增加了對生產設備的投資，耗電量居高不下，同時在進行金屬冶煉、鑄錠、再融化等階段的過程中存在著嚴重的能源浪費現象。中間生產過程所消耗的成本巨大，傳統的冶金工藝已經無法滿足當前企業發展，急需加大對節能型冶金工藝設計的研究力度，下面將對一種新型的節能冶金工藝進行簡要的分析。

二、節能型冶金工藝設計

（一）節能型冶金工藝概況

本文所研究的節能型冶金工藝從礦到成品的整個過程，以及中間生產中的各個環節都完成最低化消耗能源，最低化應用成本的目標。本文將300系不銹鋼的冶煉作為研究案例，通過使用鉻礦和紅土鎳礦，將其作為原始的冶煉材料，分別對兩種材料進行冶煉，進而生產出鉻鐵水與鎳鐵水，再將二者通過相應的配比直接熱裝到AOD冶煉爐中，從而冶煉出質量合格的不銹鋼液，同時也能加設真空吹氧精煉。

（二）節能型不銹鋼冶煉工藝流程

其中鉻鐵水的冶煉主要以鉻礦粉為生產原料，并且粉礦較塊礦價格低廉，儲量極為豐富。在使用本工藝進行不銹鋼冶煉的過程中粉礦需要先潤磨與造球，才能入爐生球。得到的生球再通過皮帶傳送進入到豎爐中，經過焙燒后的生球成為熟球，熟球再同焦炭、硅石等材料進入到熱料罐內處理，熱料罐經過料車送到礦熱爐車間，經由加料天車送入到熱爐料倉內，最終實現熱裝。在進行連續冶煉以后，礦熱爐固定時間出鐵，鐵水在出軌小車軌道上進行運輸，才能完成冶煉。

鎳鐵水冶煉需要生產原料為紅十鎳礦，這是一種非結晶類的礦物，含有較多的水分，含水率達到了30%上下。要確定滿足密閉礦熱爐冶煉的相關要求，還要對原材料作脫水的處理工作，將完成脫水后的原材料送回到轉窯當中，焙燒混合料并經過還原處理后再將其送到熱料罐中，冶煉成為鐵水再熱兌。將這些原料放入車間后，通過加料天車兌入AOD，最后得到不銹鋼液，將其吊到大包回轉臺處理，形成鑄壞。

（三）節能型冶金工藝設備選取

本文以年產量為七十噸的t300系不銹鋼為例子，需要配備一條年產量為24萬噸的高碳鉻鐵生產線和年產量為45萬噸的鎳鐵生產線，需要兩臺70噸AOD與一臺板壞連鑄機的配置。

（四）對冶煉成果的分析

鉻鐵水冶煉需要使用鉻礦粉造球和礦熱爐冶煉兩個系統，這個冶煉過程包括：鉻礦粉配料、潤磨、造球、篩分、豎爐焙燒、礦熱爐冶煉。在冶煉的過程中為了保證造球和冶煉高碳鉻鐵符合相應標準，對鉻礦粉的選擇要保證其粒度1mm以下>80%，最大粒度2 mm，水分不超過8%。

三、總結

冶金工藝使用了從礦到成品的聯合冶煉的方式，去除了其中的中間環節，對于冶煉成本控制有了巨大的好處，有效降低了冶金的成本。該工藝還應用了先進的鉻、鎳鐵水等冶煉工藝并將兩者結合，冶煉過程中應用的所有物料均要熱裝到礦熱爐進行冶煉后，才能大大降低了冶煉所消耗的能源。本文所研究的節能型冶金工藝同傳統冶金工藝相比，其在能源消耗和成本控制上都有著巨大的優勢，為我國節能生產發展提供了新的方向。

在現階段，這種節能型的冶煉工藝雖然在我國有了巨大的進步，對于企業今后的發展提供了便利，但還需要進一步加大對本工藝的完善與改進。科學技術是第一生產力，只有不斷創新，不斷地突破現有技術，才能獲得更好的成效，有利于我國經濟的發展與進步，更使一個企業在市場上站得長久，復又競爭力。同時也為我國的環境盡一份力量，減少污染，為地球增添綠意。

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