淺析當(dāng)代電爐煉鋼技術(shù)發(fā)展前景

華家淼

摘 要：所謂“現(xiàn)代電爐煉鋼”，指的是以10%～15%的生鐵或者廢鋼作為主要原料，以電能作為最主要的能源的一種具備“超高功率”的電爐煉鋼技術(shù)，目前的煉鋼技術(shù)水平和先前相比獲得了提升之后，其能源利用率也自然是大為提升。本文也基于這一層面，對(duì)現(xiàn)代電爐煉鋼方面表現(xiàn)出的“技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)”做出有關(guān)的探討。

關(guān)鍵詞：當(dāng)代電爐煉鋼技術(shù)；發(fā)展前景；超高功率

中國(guó)已經(jīng)有近百年的電爐煉鋼歷史。截至如今，中國(guó)大陸的鋼鐵生產(chǎn)或哦的那個(gè)表現(xiàn)出的特點(diǎn)在于鋼材市場(chǎng)存在“供大于求”的供需不平衡狀態(tài)——其原因在于總體產(chǎn)能表現(xiàn)出的“過?！睜顩r。就傳統(tǒng)的電爐煉鋼活動(dòng)來(lái)說(shuō)，其主要工序無(wú)非是“熔化→氧化→還原”這一“三步走”活動(dòng)，因?yàn)闊掍摶顒?dòng)的過程中最后一個(gè)“工序”為具備一定時(shí)間長(zhǎng)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(yōu)勢(shì)。在上世紀(jì)，中國(guó)的煉鋼技術(shù)獲得了空前發(fā)展，尤其是電爐煉鋼技術(shù)在上世紀(jì)中期之后逐步成熟，其技術(shù)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(jì)中后期，生產(chǎn)活動(dòng)中成功運(yùn)用了“弧形連鑄機(jī)”這一層面的技術(shù)。

1現(xiàn)代電爐煉鋼存在的問題

截至如今，中國(guó)的現(xiàn)代電爐煉鋼活動(dòng)中依舊有著很明顯的問題：

第一，廢鋼資源問題是其中“首當(dāng)其沖”者，目前中國(guó)大陸的鋼材回收周期由于各種原因而顯得較長(zhǎng)，并沒有足夠大的“廢鋼生成量”，加之“電爐再煉鋼”這一活動(dòng)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(zhuǎn)化率，相比于國(guó)外，整體上廢鋼量少了很多，價(jià)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(guó)大陸長(zhǎng)期以來(lái)一直處于“廢鋼資源匱乏”的狀態(tài)下。

第二，電爐煉鋼也會(huì)造成不容忽視的電力問題。眾所周知，這一活動(dòng)往往會(huì)造成很大的電力資源消耗，而在近期內(nèi)呈現(xiàn)出的電價(jià)上漲狀況，也會(huì)造成煉鋼成本持續(xù)上升的問題，雖然中國(guó)大陸有著不斷上升的電力裝機(jī)容量，但國(guó)民的生活、國(guó)民經(jīng)濟(jì)之類都體現(xiàn)出了“與日俱增”的電量需求。故而就整體而言，中國(guó)大陸的電爐煉鋼依舊面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

2電爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展

在歷史上，“鋼鐵產(chǎn)能過?！边@一問題曾經(jīng)發(fā)生過無(wú)數(shù)次，其中具備代表性的包括1973年發(fā)生的“第一次石油危機(jī)”中，美國(guó)就曾面臨鋼鐵產(chǎn)能過剩，在上世紀(jì)后期發(fā)生的“鋼鐵工業(yè)危機(jī)”時(shí)期，歐洲的鋼鐵工業(yè)同樣也曾面臨產(chǎn)能過剩問題。盡管中國(guó)大陸現(xiàn)代電爐煉鋼的歷史和發(fā)達(dá)國(guó)家/地區(qū)相比并不是很長(zhǎng)，但其起點(diǎn)較高，發(fā)展也顯得較快。上世紀(jì)末期，中國(guó)大陸所興建的大型電爐（60t以上）一般都是來(lái)自進(jìn)口，具備國(guó)際先進(jìn)水平（當(dāng)時(shí)）。其發(fā)展過程中的一系列實(shí)施也都體現(xiàn)出：現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)是包括中國(guó)大陸在內(nèi)的整個(gè)國(guó)際社會(huì)擺脫“產(chǎn)能過?！笔`的最好辦法之一。因?yàn)殡姞t煉鋼本身具備諸如能耗低、投資小之類眾多優(yōu)勢(shì)，使得其在短期內(nèi)獲得了頗為迅速的增長(zhǎng)。近段時(shí)間以來(lái)，現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)也獲得了頗大的提升空間。

中國(guó)大陸在對(duì)“中國(guó)特色”電爐煉鋼技術(shù)的自主創(chuàng)新、自主研發(fā)性這一層面獲得了為數(shù)眾多的創(chuàng)新成果，也由此獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步——

首先，其體現(xiàn)為“電爐加鐵水”這一全新冶煉技術(shù)的開發(fā)，長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)的煉鋼工業(yè)面臨的最大瓶頸問題就在于和成本和電力價(jià)格所表現(xiàn)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(lái)有效地對(duì)冶煉周期加以縮短，從而最大程度上降低電爐鋼成本，提升其生產(chǎn)率。此外還應(yīng)講究強(qiáng)化用氧、提高配碳量之類——在此方面，最好的辦法無(wú)非是在其間加入生鐵，而這一種“加部分鐵水”的電爐冶煉辦法，實(shí)際上就是將原有的冷生鐵以熱鐵水取代——這可以說(shuō)是一種“立竿見影”的節(jié)能技術(shù)。如今，中國(guó)大陸已經(jīng)廣泛應(yīng)用的這一技術(shù)，可以稱得上對(duì)現(xiàn)代電爐技術(shù)這一領(lǐng)域做出的一個(gè)不可忽視的貢獻(xiàn)。

其次，“低氮電爐鋼”這一新生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。中國(guó)大陸相應(yīng)研究者對(duì)“鋼液脫氮吸氮”這一理論做出了頗為系統(tǒng)的深入研究，其所獲得的一系列陳國(guó)實(shí)際上都很大程度上對(duì)低氮電爐鋼生產(chǎn)活動(dòng)起到了有效的促進(jìn)過程。而這樣的情況，必然會(huì)將廢鋼利用率提升到一個(gè)新的高度上，對(duì)成本也有所降低，從而使得煉鋼技術(shù)獲得進(jìn)一步的進(jìn)步。

第三，研發(fā)了為數(shù)眾多的新產(chǎn)品。不管什么行業(yè)或什么領(lǐng)域，其能夠獲得長(zhǎng)久發(fā)展的最好辦法便是開發(fā)各種形式的新產(chǎn)品。在投產(chǎn)了“珠鋼電爐-CSP”這一生產(chǎn)線之后，在研究低碳高強(qiáng)度鋼的“強(qiáng)化機(jī)理”這一活動(dòng)中，研究者發(fā)現(xiàn)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。

3電爐煉鋼發(fā)展前景

近段時(shí)間中，技術(shù)的進(jìn)步體現(xiàn)為：“二次精煉”以充分利用鋼材技術(shù)的進(jìn)步；“全連鑄化”的凝固成型；產(chǎn)品專業(yè)系列化（基于連續(xù)軋制）等。從而使得電爐流程工藝結(jié)構(gòu)技術(shù)愈發(fā)優(yōu)化，效率也更高。為數(shù)不少的新型電爐煉鋼技術(shù)——如con-steel、煙道豎爐電弧爐、K-ES之類，都會(huì)很大程度上“撼動(dòng)”直流電爐在目前的統(tǒng)治地位，從而展示出電爐技術(shù)中交、直流相互競(jìng)爭(zhēng)這一積極局面。

在將來(lái)，電爐煉鋼這一領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)依舊是有效地降低操作成本、縮短冶煉周期，按照中國(guó)大陸的目前狀況，高附加值優(yōu)質(zhì)鋼的制造必將成為這一領(lǐng)域的重點(diǎn)所在，盡管其成本會(huì)有所上升，但其售價(jià)的升高也會(huì)給企業(yè)帶來(lái)相應(yīng)效益。但是，提高煉鋼技術(shù)依然是壓縮成本關(guān)鍵所在。如今，中國(guó)大陸的電爐煉鋼行業(yè)依然有著廣闊的發(fā)展前景，為響應(yīng)“節(jié)能環(huán)保”這一國(guó)際社會(huì)呼吁，合理利用資源已經(jīng)成為了諸多行業(yè)的“重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象”，對(duì)于煉鋼為代表的重工業(yè)企業(yè)依舊是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的“重頭戲”。

4結(jié)語(yǔ)

作為當(dāng)代“普遍煉鋼技術(shù)”的電爐煉鋼這一技術(shù)，其特點(diǎn)在于有效地吸取了先前各種煉鋼技術(shù)的成功和失敗經(jīng)驗(yàn)，并以之為藍(lán)本來(lái)不斷改進(jìn)其技術(shù)、成本之類內(nèi)容，以至于其在國(guó)際、國(guó)內(nèi)等諸多層面都取得了一定的發(fā)展，從節(jié)能環(huán)保角度說(shuō)，電爐煉鋼的節(jié)能化、高質(zhì)化、信息化是其未來(lái)發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 張建國(guó).轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼的優(yōu)缺點(diǎn)比較分析[J].資源再生，2016（05）.

[2] 向修維.現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2015（11）.