炉外精炼技术在钢铁生产中的应用和发展

张传来

摘要：应用炉外精炼技术能够有效提高钢铁生产质量，实现产量的增加。在应用炉外精炼技术时，需要结合实际的炉外精炼设备，充分考虑经济效益，促进其优势得以充分发挥。随着人们对于炉外精炼技术的认识和了解程度不断加深，其在我国化工企业钢铁生产中的应用越来越广泛。本文首先对炉外精炼技术的基本内涵进行阐述，然后分析目前炉外精炼技术在钢铁生产中的应用，最后分析其未来发展现状，旨在为促进我国钢铁冶炼行业的发展提供参考和借鉴。

关键词：炉外精炼技术;钢铁生产;应用发展

1 炉外精炼技术基本内涵

炉外精炼技术是指在钢铁冶炼的全过程中，对于其真空处理、加热处理、温度调整、吹氩搅拌和合金成分微调等各种工艺和技术的总称。除此之外，还包括对于钢铁生产二次造还原渣，提高钢包内部还原性气体数量，使得整体钢液更加清洁纯净。应用炉外精炼技术的主要目的是降低钢铁冶炼中相关有害物质的含量，比如磷、硫、氧等。如果这些气体在钢铁冶炼中的含量不符合实际管理标准，会使其生产过程中出现偏析和有害杂物，降低整体钢铁材料的强度和韧性。

2 目前炉外精炼技术在钢铁生产中的应用

2.1钢包精炼炉法

钢包精炼炉法的发明時间较早，目前在我国钢铁生产中得到了有效应用，其具备明显的优势和特点：①在使用钢包精炼炉法时，需要对电弧进行加热处理，往往产生较高的热能效率，具体的钢包精炼炉技术原理如下图1所示。在实际的钢铁生产过程中，钢水的平均上升温度为1℃消耗电能0.6～0.9kW·h，炉外精炼技术的温度上升速度受供电比功率大小影响。但是供电的比功率主要受钢包的耐火材料熔损指数影响，所以通过钢包精炼炉法能够有效加你电弧的热辐射损失，帮助企业提高钢铁生产热能效率。②对于合金微调与窄成份范围的控制。随着现代科学技术的不断提高，在钢包精炼炉法中应用合金芯线技术可以提升钢铁回收效果，使得齿轮钢中钛金属的回收率超过80%，硼的回收率超过60%，钢包喂碳线回收率超过85%。这样能够帮助企业有效的进行窄成份控制，提高钢铁生产质量。③钢包精炼炉法对于企业钢铁生产设备的要求较低，为企业带来更低的生产经济投入，提高比如超低硫钢、超低氧钢的生产效果和规模。

2.2真空循环脱气法

与传统的精炼技术相比，真空循环脱气法具有一定的优势和特点，具体的真空循环脱气法原理如下图2所示。①应用真空循环脱气法能够有效提高钢铁生产的反应速度，在实际的应用过程中，其真空脱气周期时长较短，往往在10分钟内就可以完成全部脱气流程，5分种内完成合金化和温度的均匀变化。如果字钢铁生产中与转炉进行有效配合，能够使得真空循环脱气法的优势得到更加显著的发挥。②真空循环脱气法的反应效率更加高效，能够将钢水直接在真空室内进行反应，使得钢铁纯净度达到超纯净钢。③真空循环脱气法能够实现吹氧脱碳和二次燃烧的热补偿，降低整体精炼过程的温度降低情况。

目前随着人们对于真空循环脱气法的认识程度不断加深，其在实际的钢铁生产实践中具有良好应用。比如在日本某钢厂，将炉外精炼技术与真空循环脱气技术进行有效结合，形成轴承钢生产线，使得钢中总氧量达到5.8×10-6。在实际的应用过程中，该钢厂首先利用炉外精炼技术将钢水的温度进行提高，然后将其进行搅拌和还原精炼。然后通过真空循环脱气法对钢水开展脱氢和二次脱氧处理操作，有效提高整体钢水的清洁程度，使得钢水温度符合实际的连铸温度要求和标准。除此之外，真空循环脱气法在宝钢炉外精炼中得到广泛应用，比如钢包喷粉装置、CAS精炼装置等。这样能够使得钢铁生产中的脱氢率达到60%～70%之间，脱氮率达到30%～40%之间，大大提高钢铁冶炼中杂物的去除效果，提高金属回收率和企业控制精确程度，提高炉外精炼质量。

3 未来炉外炼钢技术的发展方向

随着现代化城市建设进程的不断发展，人们对于钢铁生产技术也提出了更高的要求，未来炉外精炼技术的主要发展方向可以体现在以下几个方面：①提高炉外精炼技术的智能化控制。结合现代信息技术，为了企业可以通过对炼钢过程中各个参数和数据的采集和整理，制定智能化的钢铁精炼方案。然后根据智能化控制设备，实现对于钢铁生产中各个流程和冶炼工艺的快速分析和实时监测，形成网络化的冶炼技术体系，降低生产中的热停等待时长。②炉外精炼技术的应用更加多功能化。除了基本的钢铁生产需要，还有进行水钢精炼设备的真空冶金、冶炼搅拌、热能控制等，不断满足人们对于钢铁生产的要求。③应用过程纯度更高、密度更大、强度更加优异。其整体钢铁质量的提高，需要加大对于相应的耐火材料的研究和应用水平，使得其耐侵蚀效果最大化。同时，根据不同企业的实际生产设备情况，加大对于保温技术和修补技术的应用程度，延长钢铁冶炼设备的使用时长。④应用过程更加环保。随着我国现代化技术的不断发展，节能减排和环境保护变得越来越重要。化工项目由于其特殊性，往往会造成一定的环境污染。企业内部需要加强对于钢铁生产污染问题的解决和管理力度，提高对于环保问题的重视性。不能为了盲目追求经济效益，而忽视了环境保护的重要性。同时，成立专业的污染防治部门，划分具体责任，严格控制污染问题造成的负面影响。

结束语

综上所述，随着我国科学技术的不断发展和进步，炉外精炼技术在钢铁生产中的应用更加广泛。炉外精炼技术不仅能够有效的提高钢铁生产的质量，帮助企业提高经济效益。还能在一定程度上对一些钢铁生产流程进行简化，提高钢铁生产效率。

参考文献：

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