爐外精煉技術在鋼鐵生產中的應用和發展

張傳來

摘要：應用爐外精煉技術能夠有效提高鋼鐵生產質量，實現產量的增加。在應用爐外精煉技術時，需要結合實際的爐外精煉設備，充分考慮經濟效益，促進其優勢得以充分發揮。隨著人們對于爐外精煉技術的認識和了解程度不斷加深，其在我國化工企業鋼鐵生產中的應用越來越廣泛。本文首先對爐外精煉技術的基本內涵進行闡述，然后分析目前爐外精煉技術在鋼鐵生產中的應用，最后分析其未來發展現狀，旨在為促進我國鋼鐵冶煉行業的發展提供參考和借鑒。

關鍵詞：爐外精煉技術;鋼鐵生產;應用發展

1 爐外精煉技術基本內涵

爐外精煉技術是指在鋼鐵冶煉的全過程中，對于其真空處理、加熱處理、溫度調整、吹氬攪拌和合金成分微調等各種工藝和技術的總稱。除此之外，還包括對于鋼鐵生產二次造還原渣，提高鋼包內部還原性氣體數量，使得整體鋼液更加清潔純凈。應用爐外精煉技術的主要目的是降低鋼鐵冶煉中相關有害物質的含量，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際管理標準，會使其生產過程中出現偏析和有害雜物，降低整體鋼鐵材料的強度和韌性。

2 目前爐外精煉技術在鋼鐵生產中的應用

2.1鋼包精煉爐法

鋼包精煉爐法的發明時間較早，目前在我國鋼鐵生產中得到了有效應用，其具備明顯的優勢和特點：①在使用鋼包精煉爐法時，需要對電弧進行加熱處理，往往產生較高的熱能效率，具體的鋼包精煉爐技術原理如下圖1所示。在實際的鋼鐵生產過程中，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影響，所以通過鋼包精煉爐法能夠有效加你電弧的熱輻射損失，幫助企業提高鋼鐵生產熱能效率。②對于合金微調與窄成份范圍的控制。隨著現代科學技術的不斷提高，在鋼包精煉爐法中應用合金芯線技術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80%，硼的回收率超過60%，鋼包喂碳線回收率超過85%。這樣能夠幫助企業有效的進行窄成份控制，提高鋼鐵生產質量。③鋼包精煉爐法對于企業鋼鐵生產設備的要求較低，為企業帶來更低的生產經濟投入，提高比如超低硫鋼、超低氧鋼的生產效果和規模。

2.2真空循環脫氣法

與傳統的精煉技術相比，真空循環脫氣法具有一定的優勢和特點，具體的真空循環脫氣法原理如下圖2所示。①應用真空循環脫氣法能夠有效提高鋼鐵生產的反應速度，在實際的應用過程中，其真空脫氣周期時長較短，往往在10分鐘內就可以完成全部脫氣流程，5分種內完成合金化和溫度的均勻變化。如果字鋼鐵生產中與轉爐進行有效配合，能夠使得真空循環脫氣法的優勢得到更加顯著的發揮。②真空循環脫氣法的反應效率更加高效，能夠將鋼水直接在真空室內進行反應，使得鋼鐵純凈度達到超純凈鋼。③真空循環脫氣法能夠實現吹氧脫碳和二次燃燒的熱補償，降低整體精煉過程的溫度降低情況。

目前隨著人們對于真空循環脫氣法的認識程度不斷加深，其在實際的鋼鐵生產實踐中具有良好應用。比如在日本某鋼廠，將爐外精煉技術與真空循環脫氣技術進行有效結合，形成軸承鋼生產線，使得鋼中總氧量達到5.8×10-6。在實際的應用過程中，該鋼廠首先利用爐外精煉技術將鋼水的溫度進行提高，然后將其進行攪拌和還原精煉。然后通過真空循環脫氣法對鋼水開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際的連鑄溫度要求和標準。除此之外，真空循環脫氣法在寶鋼爐外精煉中得到廣泛應用，比如鋼包噴粉裝置、CAS精煉裝置等。這樣能夠使得鋼鐵生產中的脫氫率達到60%～70%之間，脫氮率達到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控制精確程度，提高爐外精煉質量。

3 未來爐外煉鋼技術的發展方向

隨著現代化城市建設進程的不斷發展，人們對于鋼鐵生產技術也提出了更高的要求，未來爐外精煉技術的主要發展方向可以體現在以下幾個方面：①提高爐外精煉技術的智能化控制。結合現代信息技術，為了企業可以通過對煉鋼過程中各個參數和數據的采集和整理，制定智能化的鋼鐵精煉方案。然后根據智能化控制設備，實現對于鋼鐵生產中各個流程和冶煉工藝的快速分析和實時監測，形成網絡化的冶煉技術體系，降低生產中的熱停等待時長。②爐外精煉技術的應用更加多功能化。除了基本的鋼鐵生產需要，還有進行水鋼精煉設備的真空冶金、冶煉攪拌、熱能控制等，不斷滿足人們對于鋼鐵生產的要求。③應用過程純度更高、密度更大、強度更加優異。其整體鋼鐵質量的提高，需要加大對于相應的耐火材料的研究和應用水平，使得其耐侵蝕效果最大化。同時，根據不同企業的實際生產設備情況，加大對于保溫技術和修補技術的應用程度，延長鋼鐵冶煉設備的使用時長。④應用過程更加環保。隨著我國現代化技術的不斷發展，節能減排和環境保護變得越來越重要。化工項目由于其特殊性，往往會造成一定的環境污染。企業內部需要加強對于鋼鐵生產污染問題的解決和管理力度，提高對于環保問題的重視性。不能為了盲目追求經濟效益，而忽視了環境保護的重要性。同時，成立專業的污染防治部門，劃分具體責任，嚴格控制污染問題造成的負面影響。

結束語

綜上所述，隨著我國科學技術的不斷發展和進步，爐外精煉技術在鋼鐵生產中的應用更加廣泛。爐外精煉技術不僅能夠有效的提高鋼鐵生產的質量，幫助企業提高經濟效益。還能在一定程度上對一些鋼鐵生產流程進行簡化，提高鋼鐵生產效率。

參考文獻：

[1]楊建華. 爐外精煉技術在鋼鐵生產中的應用和發展[J]. 科技風， 2019.

[2]徐義新. 爐外精煉在現代煉鋼生產中的作用和地位[J]. 鋼鐵技術（4）：23-31.

[3]李福明. 淺析爐外精煉技術的應用和發展[J]. 中小企業管理與科技（下旬刊）， 000（1）：215-216.

[4]劉瀏. 爐外精煉工藝技術的發展[J]. 煉鋼， 2001（04）：3-9.

[5]虞明全. 爐外精煉方法在我國煉鋼系統中的應用[J]. 工業加熱， 1997， 000（004）：14-16.