煉鋼的方法有很多種,其基本原理是相同的,所不同的是在冶煉過程中需要的氧和熱能來源不同,所用的設(shè)備和操作方法不同。目前各國采用的煉鋼方法有轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼和平爐煉鋼等,而主要發(fā)展趨勢(shì)為純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼。至1976年,轉(zhuǎn)爐鋼已占世界鋼總產(chǎn)量的70%。
?。?)純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法
這種方法是1952年以后發(fā)展起來的新技術(shù),它是目前世界上采用較多也是較先進(jìn)的一種方法。純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼有以下優(yōu)點(diǎn):
?。╥)生產(chǎn)速度快由于用純氧吹煉,就會(huì)高速降碳,快速提溫,大大縮短冶煉時(shí)間。一座300t轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)間不到20min,包括輔助工作時(shí)間在內(nèi),一共不超過1h。
(ii)品種多、質(zhì)量好純氧頂吹轉(zhuǎn)爐既能煉普通鋼,也能煉普通低碳鋼。如首都鋼廠采用這種方法成功地試煉了一百多種鋼材。由于用純氧吹煉,鋼中氮、氫等有害氣體含量較低。
(iii)基建投資和生產(chǎn)費(fèi)用低純氧頂吹轉(zhuǎn)爐的基建投資相當(dāng)于同樣生產(chǎn)量的平爐車間的60~70%,生產(chǎn)費(fèi)用也低于平爐。
目前純氧頂吹轉(zhuǎn)爐隨著氧槍的多孔噴頭的研制成功,大大提高了單位時(shí)間內(nèi)的供氧量,并由于操作技術(shù)上的革新,不論轉(zhuǎn)爐容量的大小,吹煉時(shí)間基本上相差不多,即使300t轉(zhuǎn)爐,凈吹氧時(shí)時(shí)也可縮短到12min左右。在一定限度內(nèi),爐容量越大,經(jīng)濟(jì)效果越好,因此頂吹轉(zhuǎn)爐迅速走向大型化?,F(xiàn)在世界上最大的轉(zhuǎn)爐為350t,并且正在 研究 建造400~450t轉(zhuǎn)爐。 (2)電爐煉鋼法
電爐煉鋼法主要利用電弧熱,在電弧作用區(qū),溫度高達(dá)4000℃。冶煉過程一般分為熔化期、氧化期和還原期,在爐內(nèi)不僅能造成氧化氣氛,還能造成還原氣氛,因此脫磷、脫硫的效率很高。
爐轉(zhuǎn)爐法基建投資少,同時(shí)由于直接還原的發(fā)展,為電爐提供金屬化球團(tuán)代替大部分廢鋼,因此就大大地推動(dòng)了電爐煉鋼。世界上現(xiàn)有較大型的電爐約1400座,目前電爐正在向大型、超高功率以及電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制等方面發(fā)展,最大電爐容量為400t。
國外150t以上的電爐幾乎都用于冶煉普通鋼,許多國家電爐鋼產(chǎn)量的60~80%均為低碳鋼。我國由于電力和廢鋼不足,目前主要用于冶煉優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼。(3)平爐煉鋼法
五十年代以前,平爐鋼占世界鋼產(chǎn)量的85%。近年來,除澆鑄大型鑄件或供水壓機(jī)等成材的大鋼錠,平爐煉鋼仍在發(fā)揮其作用外,由于純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)爐鋼的產(chǎn)量大幅度增長,世界各國平爐鋼產(chǎn)量才逐年下降。平爐煉鋼法的最大缺點(diǎn)是冶煉時(shí)間長(一般需要6~8h),燃料耗損大(熱能的利用只有20~25%),基建投資和生產(chǎn)費(fèi)用高。一個(gè)年產(chǎn)1200萬噸鋼的鋼廠,只要建成六個(gè)250~300t的純氧頂吹轉(zhuǎn)爐就夠了,如果修建平爐卻需要500t的大型平爐30~40座。雖然目前世界上仍在生產(chǎn)的平爐已普遍采用氧氣煉鋼,生產(chǎn)率有較大的提高,但除塵系統(tǒng)復(fù)雜,投資高昂,因此平爐煉鋼不再發(fā)展,甚至有拆除改建為頂吹或底吹轉(zhuǎn)爐的趨勢(shì)。
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