我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展與展望

劉得壽?張旭

摘 要 轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝一直以來(lái)在我國(guó)煉鋼技術(shù)中都占據(jù)著主要地位，也是國(guó)內(nèi)非常主流的煉鋼方法。技術(shù)上的發(fā)展，工藝上的改進(jìn)對(duì)煉鋼生產(chǎn)效率的提升起到了非常大的推動(dòng)作用。本文分析了目前行業(yè)內(nèi)煉鋼生產(chǎn)中存在的技術(shù)問(wèn)題，并展望未來(lái)轉(zhuǎn)爐煉鋼的整體趨勢(shì)，完善生產(chǎn)體系，建立起低碳環(huán)保的高效率、低能耗煉鋼工廠(chǎng)。

關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)爐煉鋼;發(fā)展;展望

引言

我國(guó)是人口大國(guó)，同樣也為鋼鐵制造大國(guó)。在我國(guó)占據(jù)主要地位的鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)依然是轉(zhuǎn)爐煉鋼，這符合我國(guó)的國(guó)情，即廢鋼資源緊缺和巨大的人口紅利，電費(fèi)高昂等特點(diǎn)。諸多因素促使之下，使得轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在我國(guó)進(jìn)一步發(fā)展。本文追溯了轉(zhuǎn)爐煉鋼在我國(guó)的技術(shù)發(fā)展歷程，并總結(jié)了這一技術(shù)的重大進(jìn)步與創(chuàng)新，由此又做出了相關(guān)的展望探究。

1轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展

1.1 20世紀(jì)我國(guó)的轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)

上世紀(jì)我國(guó)最主要的煉鋼生產(chǎn)方法為氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼，即使到了21世紀(jì)初，這一技術(shù)也依然占據(jù)六成至七成的比例?；仡欈D(zhuǎn)爐煉鋼在我國(guó)的發(fā)展歷史，20世紀(jì)可以大致分成兩個(gè)階段：一是轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)大型化。在新中國(guó)成立之初直到改革開(kāi)放之前，我國(guó)為了滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，使煉鋼產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)大，建設(shè)了非常多的轉(zhuǎn)爐，也正因如此，中國(guó)的轉(zhuǎn)爐大型化進(jìn)展飛速，甚至有部分中型、大型轉(zhuǎn)爐位于世界前列。二是完善、改進(jìn)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)技術(shù)。在有了大型化建設(shè)的這一前提，繼續(xù)對(duì)終點(diǎn)控制的準(zhǔn)確性和煉鋼的穩(wěn)定性提出了更進(jìn)一步的要求，為了滿(mǎn)足這一要求，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定準(zhǔn)確煉鋼的目標(biāo)，又研究和開(kāi)發(fā)出了更加先進(jìn)的復(fù)合工藝，將頂吹和底吹工藝相結(jié)合。這一階段增加了轉(zhuǎn)爐爐齡并使得吹煉制度得以轉(zhuǎn)變。

1.2 21世紀(jì)我國(guó)的轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)

早在21世紀(jì)初，中國(guó)的鋼鐵總產(chǎn)量就已經(jīng)突破了兩億五千萬(wàn)噸，是世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)家。隨著社會(huì)發(fā)展，我國(guó)的鋼鐵冶煉必須朝著提升質(zhì)量，降低成本、擴(kuò)大規(guī)模的方向發(fā)展[1]。

近年來(lái)，市場(chǎng)對(duì)于清潔鋼的要求愈來(lái)愈多，單純的依賴(lài)于改進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)工序，很難再有革命性的突破，獲得經(jīng)濟(jì)效益。所以，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)及其從事該行業(yè)的相關(guān)人員需要從根本上建立起一個(gè)全新的生產(chǎn)體制，大大降低大規(guī)模生產(chǎn)純凈鋼的成本，進(jìn)一步綜合優(yōu)化了轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的生產(chǎn)工作流程。

為了達(dá)到清潔鋼的大規(guī)模生產(chǎn)，鐵水“三脫”預(yù)處理、長(zhǎng)壽復(fù)吹爐齡、全自動(dòng)去人工轉(zhuǎn)爐吹煉等一系列重大新工藝技術(shù)被開(kāi)發(fā)研究出來(lái)。這一階段，我國(guó)的爐齡已然超過(guò)一萬(wàn)爐，這意味著一座轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)量已經(jīng)完全可以支撐起一整套軋機(jī)的生產(chǎn)能力，這樣大大降低了煉鋼成本和投資成本，同時(shí)也大幅度提高了能耗比。

（1）100%鐵水采用“三脫”預(yù)處理制造工藝。經(jīng)過(guò)這一技術(shù)處理過(guò)后的鐵水P和S小于等于0.01%。最近幾年，我國(guó)加大力度發(fā)展鎂脫硫鐵水預(yù)處理技術(shù)，學(xué)習(xí)其他國(guó)家的先進(jìn)工藝，引入了歐美以及俄羅斯的鐵水“三脫”技術(shù)。從而提高了煉鋼效率，改善了轉(zhuǎn)爐鋼水質(zhì)量，同時(shí)也是現(xiàn)代化鋼鐵制造廠(chǎng)的基本標(biāo)志。

（2）長(zhǎng)壽復(fù)吹爐齡。中國(guó)的轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)研究出一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，即爐渣蘑菇頭保護(hù)底吹透氣磚，爐渣蘑菇頭對(duì)于底吹噴嘴的保護(hù)效果非常好，這一技術(shù)使得爐齡和底吹噴嘴的壽命同步，從而使得復(fù)吹比100% 達(dá)到保障。

隨著轉(zhuǎn)爐濺渣后爐齡提高，想要實(shí)現(xiàn)全程復(fù)吹，延長(zhǎng)底吹噴嘴的壽命，是全球所有煉鋼廠(chǎng)亟待處理的一個(gè)重大技術(shù)難關(guān)。我國(guó)在這方面走在了世界的前面。爐渣蘑菇頭主要為氧化物，具有良好的透氣性和體積大等特點(diǎn)。經(jīng)水模實(shí)驗(yàn)表明，在氣量相同的情況下，爐渣蘑菇頭所噴射出的細(xì)小氣泡可以加速攪拌熔池，從而縮短了近五成的熔池混勻時(shí)間。

（3）全自動(dòng)轉(zhuǎn)爐吹煉。即轉(zhuǎn)爐采取高速全自動(dòng)吹煉。轉(zhuǎn)爐吹煉本就是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要技術(shù)，它具備前期脫碳速度快，升溫速度快，熱效率高。也正因如此，這一技術(shù)容易導(dǎo)致把握終點(diǎn)控制的準(zhǔn)確性較為困難，而且容易發(fā)生金屬?lài)姙R和爐渣噴濺。而且很容易使鋼水過(guò)氧化。

現(xiàn)如今，我國(guó)的煉鋼企業(yè)依舊多采用人工的方式來(lái)進(jìn)行終點(diǎn)控制，而終點(diǎn)控制本身就是生產(chǎn)鋼鐵的過(guò)程中最關(guān)鍵的一步之一，而人工又難以達(dá)到純凈鋼以及高品質(zhì)高質(zhì)量的生產(chǎn)要求。因此，吹煉終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它采用人工智能技術(shù)，響應(yīng)極其迅速，并擁有學(xué)習(xí)能力和強(qiáng)大的適應(yīng)能力，采用全自動(dòng)轉(zhuǎn)爐吹煉，可以獲得很好的煉鋼成果。

2對(duì)于轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)未來(lái)的展望

2.1 展望未來(lái)的轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)如今轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中仍存在一些問(wèn)題，比如，還未能全面普及鐵水“三脫”預(yù)處理技術(shù)，使轉(zhuǎn)爐回硫成為亟待解決的嚴(yán)重問(wèn)題，未能高效的釋放鐵水預(yù)處理的功能。伴隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于鋼材的需求與日俱增，并且對(duì)純凈鋼、清潔鋼的要求也愈來(lái)愈高，這就更加要求國(guó)內(nèi)煉鋼企業(yè)在轉(zhuǎn)爐煉鋼方面進(jìn)一步發(fā)展，綜合優(yōu)化，建立起大規(guī)模的生產(chǎn)體系。

而建立起大規(guī)模的生產(chǎn)體系有哪些主要的技術(shù)手段呢，首先，要在未來(lái)推廣，普及100%鐵水采用“三脫”預(yù)處理工藝，其次需要推廣100%鋼水采用爐外精煉工藝生產(chǎn)純凈鋼，鋼水保護(hù)澆鑄和中間包冶金，用結(jié)晶器電磁攪拌去除大型夾雜物，最后便是轉(zhuǎn)爐高速自動(dòng)化吹煉，少渣冶煉，做到嚴(yán)格控制終點(diǎn)鋼水含量。

2.2 節(jié)能與環(huán)境保護(hù)

中國(guó)的綜合國(guó)力不斷提高，與之同步的是我國(guó)的鋼鐵行業(yè)，也正因?yàn)殇撹F行業(yè)的龐大，綠色煉鋼這一概念被提了出來(lái)，它要求企業(yè)不單單要考慮企業(yè)自己的利潤(rùn)問(wèn)題，還要充分得去思考各種能源的損耗，垃圾，污染排放和各種國(guó)家規(guī)定的硬性指標(biāo)。企業(yè)可以通過(guò)采取新的，綠色節(jié)能的工藝、技術(shù)來(lái)達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，主要可以有以下幾種技術(shù)措施：

①首先要嚴(yán)格管控各種排放物，并做到按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合法排放。②推進(jìn)煤氣回收，利用余下的能源發(fā)電等節(jié)能方式。③對(duì)于煉鋼過(guò)程產(chǎn)生的粉塵煙氣進(jìn)行回收。④采取鐵水脫硅的技術(shù)可以有效減少爐渣產(chǎn)生。改進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝，繼續(xù)提高轉(zhuǎn)爐煉鋼的能耗比，使煉鋼效率提高。

3結(jié)束語(yǔ)

①轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)一直以來(lái)在我國(guó)煉鋼技術(shù)中都占據(jù)著主要地位，也是國(guó)內(nèi)主流的煉鋼方法。轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝上的進(jìn)步對(duì)我國(guó)煉鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展起到很大的推動(dòng)作用。②現(xiàn)如今，鐵水“三脫”預(yù)處理技術(shù)得到迅速的發(fā)展，取得了顯著的效益。③應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步發(fā)展完善鐵水脫硫和轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)，使中國(guó)鋼鐵工業(yè)更加繁榮。④建立起低碳環(huán)保的高效率、低能耗煉鋼工廠(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁國(guó)利，蘇繼祥.當(dāng)今國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展分析[J].中國(guó)科技博覽，2015，（21）：211.