鋼鐵冶金先進(jìn)工藝及發(fā)展趨勢(shì)(武科大李光強(qiáng))

1、2024/3/30/08:19:00,鋼鐵冶金先進(jìn)工藝及發(fā)展趨勢(shì),李光強(qiáng)027-68862665; ligq-wust@wust.edu.cn,內(nèi)容,中國鋼鐵生產(chǎn)的現(xiàn)狀各行業(yè)對(duì)鋼材使用的要求和研發(fā)方向先進(jìn)的鋼鐵冶煉工藝和裝備鋼鐵冶金的環(huán)保與節(jié)能,我國鋼鐵工業(yè)在世界鋼鐵業(yè)界的地位,中國鋼鐵工業(yè)的現(xiàn)狀,,,,高爐煉鐵技術(shù)現(xiàn)狀,日本28座高爐，2006年焦比379kg/t,噴煤119.3kg/t,,2006年部分高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),非高

2、爐煉鐵,轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)現(xiàn)狀,,2006年中國轉(zhuǎn)爐鋼比為89.46%，點(diǎn)爐鋼比約為10.50%，其他鋼0.03%。,世界主要產(chǎn)鋼國家電爐鋼比例,1993-2005中國電爐鋼產(chǎn)量和比例,,爐外處理技術(shù)是鐵水預(yù)處理和鋼水精煉技術(shù)的總稱。幾十年來，鐵水預(yù)處理和鋼水精煉技術(shù)走過了研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和發(fā)展完善的道路，最終確立了其在鋼鐵生產(chǎn)流程優(yōu)化和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化中獨(dú)特的、不可替代的地位和作用。我國爐外處理技術(shù)自20世紀(jì)90年代以來，加快了發(fā)展步伐，并在技

3、術(shù)上跟緊了世界發(fā)展的步伐，但還需優(yōu)化。2006年我國大中型鋼鐵企業(yè)鋼水精煉比64.34%。相比之下，日本的鋼水真空處理率已達(dá)到74.7%。中國已有RH38套，在建20套。今后十年中，爐外處理技術(shù)仍將朝著高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、靈活和新型的方向發(fā)展。,,,各行業(yè)對(duì)鋼材使用的要求和研發(fā)方向,一．最近五年鋼材品種的變化鋼鐵品種主要是鋼鐵結(jié)構(gòu)材料,功能用鋼包括不銹鋼、耐候鋼、電工用非合金鋼、電磁純鐵、原料純鐵、電工用硅（鋁）鋼、高速工具鋼、高

4、溫合金、精密合金、耐蝕合金鋼和無磁鋼等等。,1. 鋼材冶金質(zhì)量的提高為發(fā)展品種做出了貢獻(xiàn),2. 板管帶材比例明顯提高,,主要產(chǎn)鋼國板帶比的比較,注：數(shù)據(jù)源自IISI《2006 Yearbook》俄羅斯數(shù)據(jù)為2000年板帶比。,板管帶材比的增加標(biāo)志著中國開始進(jìn)入工業(yè)發(fā)展的成熟期，但由于區(qū)域發(fā)展的不均衡性，板材比的進(jìn)一步提高還需一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期。,五年來主要板材品種的變化,注： 中厚板包括特厚板、厚板、中板和中厚寬鋼帶；熱軋薄板細(xì)分為熱

5、軋薄板和熱軋薄寬鋼帶；冷軋薄板細(xì)分為冷軋薄板和冷軋薄寬鋼帶。,專業(yè)板的發(fā)展情況,專業(yè)板比例的變化,,專業(yè)板產(chǎn)量的變化,,,2. 向高強(qiáng)韌鋼發(fā)展是近年來的主要趨勢(shì),,,,2004年按強(qiáng)度級(jí)別分類的熱軋螺紋鋼產(chǎn)量及比例,汽車用薄板高強(qiáng)韌鋼和高附加值品種的變化,2006~2007年國際汽車廠商主流新車型：590MPa部分前梁：780MPa中心支柱、車內(nèi)防撞梁：980MPa,我國汽車廠商主流車型：460~540MPa已開發(fā)出：DP 8

6、00MPa我國新的軋鋼流程已可生產(chǎn)DP980MPa、TRIP780MPa的鋼材,汽車用鋼——輕量化、安全性、低成本,3. 品種發(fā)展主力已轉(zhuǎn)移至企業(yè),新產(chǎn)品開發(fā)投入和銷售收入占總銷售額比例上升,由于市場(chǎng)差異化需求，推動(dòng)企業(yè)重視新產(chǎn)品開發(fā)投入，使新產(chǎn)品銷售收入及占總銷售額比例上升,微合金鋼的發(fā)展受到重視,4. 品種發(fā)展融入國際發(fā)展趨勢(shì),注：C-Mn鋼（Mn≥1.0%）,二． 十一五期間我國品種發(fā)展的任務(wù)及特點(diǎn) “提高質(zhì)量基礎(chǔ)上發(fā)展高

7、技術(shù)含量、高附加值品種的比重”,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向板帶材快速發(fā)展 單位：萬噸,以熱軋商品材為例看發(fā)展“提高質(zhì)量基礎(chǔ)上發(fā)展高技術(shù)含量、高附加值品種”,西氣東輸二線管道線路走向示意圖,2. 質(zhì)量為基礎(chǔ)“品牌、效益、高附加值”是品種發(fā)展追求的目標(biāo),“機(jī)械工業(yè)‘十一五’關(guān)鍵材料需求”反映：進(jìn)口管材夾雜物級(jí)別：0.5~1級(jí)（一般材）我國標(biāo)準(zhǔn)要求2.5級(jí)國外精軋圓鋼（進(jìn)口）已能作到無需精加工我國用Kock’s軋機(jī)生產(chǎn)圓鋼寥寥無幾。,,瑞典A

8、vesta AB、Sandvik AB 噸鋼效益都在100歐元以上。例：H13（4Cr5MoSiV）熱作模具鋼，在鋁合金壓鑄模時(shí),武鋼電工鋼,2006年，武鋼電工鋼銷售了88.39萬噸，占總銷售量的6.91%，但銷售利潤占武鋼銷售總利潤的40.52%。,太鋼不銹鋼,高附加值和產(chǎn)品延伸——特殊鋼,特殊鋼因性能多樣化和服役性能優(yōu)良，故其在能源開發(fā)、交通運(yùn)輸、石油化工、機(jī)電制造、輕工紡織、食品飲料、醫(yī)藥衛(wèi)生、信息技術(shù)、日常生活、國防軍工等諸

9、多領(lǐng)域得到應(yīng)用。特殊鋼是在不斷地滿足用戶高性能和低成本要求中逐漸發(fā)展起來的。近年來，高技術(shù)含量和高附加值的特殊鋼品牌成為特鋼企業(yè)優(yōu)先開發(fā)和生產(chǎn)的品種。,全世界的特殊鋼生產(chǎn)能力過剩，特殊鋼產(chǎn)品供過于求。工業(yè)發(fā)達(dá)國家的高技術(shù)含量和高附加值特殊鋼產(chǎn)品是其出口產(chǎn)品的重要組成部分，特殊鋼市場(chǎng)的全球化趨勢(shì)日益增強(qiáng)，典型的實(shí)例是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣閥用油淬火彈簧鋼絲的坯料基本上被日本神戶公司所壟斷。工業(yè)發(fā)達(dá)國家的特殊鋼產(chǎn)品影響中國特殊鋼企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)，特

10、別是不銹鋼、耐熱鋼、高質(zhì)量合金結(jié)構(gòu)鋼、高質(zhì)量碳素結(jié)構(gòu)鋼、易切削鋼和高性能模具鋼等。,世界特殊鋼市場(chǎng)份額,,中國特殊鋼鋼材占鋼材總產(chǎn)量的5%左右（特殊鋼比），特殊鋼產(chǎn)量的比例也明顯低于工業(yè)化國家的特殊鋼比例（10%-20%）。日本的特殊鋼生產(chǎn)和應(yīng)用水平是工業(yè)化國家的典型。近年來，日本特殊鋼的產(chǎn)量基本上穩(wěn)定在1400萬t，特殊鋼比為15%左右。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國特殊鋼尚有較大的產(chǎn)量發(fā)展空間。為了提高中國特殊鋼企業(yè)的效益，必須發(fā)展高技術(shù)含

11、量和高附加值的特殊鋼品種。,主要產(chǎn)鋼國特殊鋼產(chǎn)量占鋼總產(chǎn)量的比例%,中國碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼的比例過高，而高合金鋼和高技術(shù)含量鋼的比例低；中國特殊鋼以棒材為主（65%），線材和鋼帶的比例低。,表 中國和日本特殊鋼品種比例 %,表 日本和中國特殊鋼的材型比例 %,,工業(yè)化國家的特殊鋼生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu),一是一般年鋼產(chǎn)量為100-150萬t的大型綜合特殊鋼公司，生產(chǎn)的鋼種數(shù)百個(gè)到1000多個(gè)，品種大多為長(zhǎng)型材（棒線材及部分管材）、鍛件、鑄件或

12、部份窄帶鋼，產(chǎn)品規(guī)格范圍較大。采用鑄錠生產(chǎn)的鋼材占一定比例。二是大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的下屬特殊鋼廠：擁有高爐-轉(zhuǎn)爐-熱軋-冷軋生產(chǎn)流程的大型普通鋼廠所屬的長(zhǎng)型材生產(chǎn)合金鋼棒材和線材，扁平材廠生產(chǎn)不銹鋼等。三是特殊鋼專業(yè)性企業(yè)：鋼的年產(chǎn)量在100萬t以下（一般為20-60萬t），具有一條結(jié)構(gòu)緊湊的生產(chǎn)線，產(chǎn)品單一（只生產(chǎn)棒線材、板材或鋼管中的一種），市場(chǎng)日趨全球化，如特殊鋼板帶廠、特殊鋼棒線材廠（碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼）、特殊鋼鋼管廠等。,,

13、瑞典的鋼鐵業(yè)以特殊鋼生產(chǎn)見長(zhǎng)。其特殊鋼占鋼產(chǎn)量的55%，平均連鑄比69%，其中特殊鋼連鑄比60%。特殊鋼中高合金比達(dá)到以50%。瑞典特殊鋼結(jié)構(gòu)調(diào)整不追求產(chǎn)量擴(kuò)張，而是緊緊圍繞市場(chǎng)和用戶的需求，以滿足用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求為前提，重點(diǎn)在生產(chǎn)高質(zhì)量和高附加值的專業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)品；并把相同的產(chǎn)品合并集中生產(chǎn)，且形成優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品，以此提高在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。瑞典在高速鋼、不銹鋼板、不銹鋼管及焊管、軸承鋼、工具鋼、耐熱合金等領(lǐng)域的生產(chǎn)和研發(fā)處于領(lǐng)先地

14、位。生產(chǎn)分工專業(yè)化、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良化、銷售市場(chǎng)全球化是瑞典特殊鋼生產(chǎn)的重要特征。由此造就了一批著名企業(yè)和產(chǎn)品，如Sandvik的工具鋼、Ovako(SKF）的軸承鋼、Avesta-sheffield的不銹鋼板帶等。,3. “十一五”期間重點(diǎn)品種發(fā)展指南,⑴ 高強(qiáng)度、高韌性鋼材高強(qiáng)度、高韌性船板（ReL400MPa、500MPa、800MPa級(jí)，高低溫沖擊韌性、抗層狀撕裂）；高強(qiáng)度、低屈強(qiáng)比抗震鋼板(ReL≥500MPa，ReL/Rm≤

15、0.8)；高強(qiáng)度管線鋼板(X80、X100)；汽車輕量化用高強(qiáng)度鋼板(表面高強(qiáng)度BH、IS、IF鋼板，600～1200MPa級(jí)熱軋和熱鍍鋅板，1000～1430MPa級(jí)冷軋板)；抗層狀撕裂Z向中厚板(海洋平臺(tái)、建筑梁柱用板)；,,⑴ 高強(qiáng)度、高韌性鋼材高強(qiáng)度特厚板(ReL400~500MPa、200~400mm厚)；高性能壓力容器、鍋爐用鋼板(Rm510～780MPa、調(diào)質(zhì)、抗低溫沖擊性優(yōu)良、焊接性優(yōu)良)；高強(qiáng)度石油套管及

16、高硫套管(ReL965MPa、焊管552MPa、抗硫758～862MPa)；超高壓天然氣輸送管道鋼管；高質(zhì)量預(yù)應(yīng)力鋼絲、絞線、鋼棒（低溫韌性1500~2000MPa、鋼棒Φ50mm、盤重2.4t）；推廣IIl、IV級(jí)鋼筋（ReL400MPa、500MPa、ReL/Rm >1.25）。,(2) 耐火、耐候、抗震鋼材耐火、耐候鋼板（ReL600℃≥2/3ReL常溫，ReL/Rm<0.8）；建筑用高性能鋼板與H型鋼系列化

17、品種（完善開發(fā)Rm=490~780MPa，0、－20 ℃、－40℃時(shí)AKV≥47J、60J、80J或100J，ReL600 ℃≥2/3ReL常溫，耐大氣腐蝕為普通鋼材2~8倍，ReL/Rm<0.8，滿足Z15、Z25、Z35性能要求，焊接可承受最大線能量50~100kJ/cm，嚴(yán)格控制Ceg或Pem，板厚≤50mm不預(yù)熱或能加熱不產(chǎn)生焊接冷裂紋，高尺寸精度的鋼板與長(zhǎng)材）；橋梁與隧道用的高強(qiáng)度耐候鋼材（Rm=590~950MPa時(shí)

18、，－20℃、－40 ℃、－60℃ 時(shí)Akv≥47J、60J、80J或100J，實(shí)物性能≥150J或200J，耐大氣腐蝕性能為普通鋼材2~5倍、≤50mm厚鋼板不預(yù)熱或稍加預(yù)熱不產(chǎn)生焊接冷裂紋的鋼板或長(zhǎng)材）。,(3) 環(huán)保、節(jié)能新型鋼材,可重復(fù)使用、易于回收與拆卸的建筑節(jié)能鋼材（如差厚鋼板、最大斜度4.0mm/m，厚50～75mm，厚差3.0～30mm）；超深沖、高強(qiáng)度、薄壁彩色涂層鋼板；超輕型汽車和家電用多層復(fù)合，高抗腐蝕性、高成型

19、性、抗噪聲新型鋼板；薄帶坯連鑄連軋硅鋼、不銹鋼、碳工鋼、低碳鋼；高精度厚壁熱加工用鋼管等。,(4) 耐腐蝕及特殊性能鋼材和高純凈材料,先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板(CP、TRIP)；汽車、家電及建筑用涂鍍鋼板新產(chǎn)品（高成型性、抗菌、耐污染、耐腐蝕、自潤滑、耐紫外線照射與環(huán)保性）；超低碳鐵素體冷軋不銹鋼板、壓花與電化學(xué)著色板；雙相及含銀高強(qiáng)、抗蝕、抗菌不銹鋼板；鉻系不銹鋼的開發(fā)與推廣應(yīng)用（Cr17表面加工2B、BA級(jí)，冷加工γ>1.0

20、；00Cr12Ni6Ti；200系列、301系列不銹鋼）；連續(xù)柔性油井管及特殊扣套管；沖壓用潤滑鋼板；,(4) 耐腐蝕及特殊性能鋼材和高純凈材料,高性能電工鋼板高性能取向硅鋼，B800≥1.90T，0.27mm厚時(shí)，P1.7/50≤0.95W/kg；0.23mm厚時(shí)，P1.7/50<0.90W/kg；高飽和磁感純鐵型取向鋼；高性能無取向電工鋼，B5000≥1.63T，0.5mm厚時(shí)，P1.5/50≤2.30W/kg

21、，0.35mm厚時(shí)，P1.5/50≤2.10W/kg、高效電機(jī)用鋼0.5mm厚時(shí)，P1.5/50≤4.5W/kg，B5000≥1.79T)；,(4) 耐腐蝕及特殊性能鋼材和高純凈材料,具有特殊功能的復(fù)合智能鋼材（如光電表面和溫度指示，防止土壤腐蝕等）；大口徑耐腐蝕輸送用鋼管； 超臨界、超超臨界鍋爐及電站鋼管；大口徑厚壁建筑用鋼；深海管線鋼管；超長(zhǎng)壽命光纖傳送系統(tǒng)用管；≥300km/h高速鐵路用鋼軌與新一代鐵路用鋼材；

22、高檔汽車用彈簧、冷鐓鋼材等。,,特鋼規(guī)模擴(kuò)張力度將明顯小于品種優(yōu)化力度，特鋼鋼材價(jià)值量的增長(zhǎng)將明顯高于數(shù)量增長(zhǎng)。隨著現(xiàn)代裝備制造業(yè)及重大工程項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)展，國內(nèi)特殊鋼高端市場(chǎng)日趨成熟，特鋼產(chǎn)品性能向綜合使用性能、高尺寸精度、高表面質(zhì)量的高端化方向發(fā)展。特鋼生產(chǎn)技術(shù)正向節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率、降低消耗、改善環(huán)境方向發(fā)展，特鋼生產(chǎn)工藝流程向緊湊式高效化方向發(fā)展。,,機(jī)械、汽車、石化、航空航天、能源、海洋工程、船舶、電子、電力、核電、軍工

23、、環(huán)保以及西氣東輸、西電東送、三峽工程、奧運(yùn)工程等現(xiàn)代裝備制造業(yè)及重大工程項(xiàng)目建設(shè)是國內(nèi)特殊鋼最主要的高端市場(chǎng)。,特殊鋼高端產(chǎn)品特征,1.性能高極化高清潔度特殊鋼，主要有低氣體含量的特殊鋼、低S、P含量的特殊鋼、低非金屬夾雜物鋼、低熔點(diǎn)金屬夾雜物的鋼、超低間隙原子特殊鋼等。國際上已提出零夾雜概念。高均勻性特殊鋼，要求特殊鋼的成分、組織、性能非常均勻，充分發(fā)揮特殊鋼的潛力，如窄淬透性帶齒輪鋼硬度波動(dòng)在3HRC之內(nèi)，大型模具鋼的三向塑性

24、大體相當(dāng)，縱橫方向塑性比≥0.8-0.9等。超細(xì)組織強(qiáng)化特殊鋼，要求特殊鋼鋼材在提高強(qiáng)度同時(shí)不降低韌性。超高精度鋼材，要求特殊鋼鋼材的精度不僅表現(xiàn)在尺寸公差小，如正負(fù)公差<0.1mm，而且要求鋼材的表面質(zhì)量好，如光潔度、板型等。目前熱軋?zhí)劁摪舨木纫堰_(dá)到±0.10mm；熱軋不銹鋼板厚度公差已達(dá)到±0.05mm；冷軋不銹鋼板厚度公差已達(dá)到+0.03mm，板形達(dá)10-121水平。提高了鋼材的尺寸精度不僅在于節(jié)約

25、鋼材，更重要的是用戶可以在高度自動(dòng)化的機(jī)床上進(jìn)行加工，減少停工次數(shù)，提高刀具、模具壽命，有的用戶買來直接就能使用。,,2.產(chǎn)品深加工特鋼深加工產(chǎn)品是高附加值、高技術(shù)含量產(chǎn)品，是特鋼高端產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)之一。如：特鋼板帶的深加工、特鋼棒線材的深加工、特鋼管材深加工、工模具鋼、高速鋼深加工等。3. 特殊鋼高端產(chǎn)品需求特點(diǎn)：（1）高品質(zhì)；（2）多品種小批量；（3）專業(yè)化；（4）市場(chǎng)輻射面窄。,三、國內(nèi)特殊鋼高端市場(chǎng)需求分析,1.電站用鋼

26、“十一五”期間，我國發(fā)電設(shè)備新增2.3-2.5億千瓦，其中火電設(shè)備約1.6億千瓦，均3200萬千瓦，單機(jī)容量，70%以上為60萬千瓦及以上超臨界和超超臨界機(jī)組。目前國內(nèi)制造超臨界機(jī)組、超超臨界機(jī)組過熱器、再熱器所需要S30432等鋼管，完全依賴進(jìn)口，國內(nèi)鍋爐行業(yè)迫切希望此類材料國產(chǎn)化。電站鍛件(主要是汽輪機(jī)的高中壓轉(zhuǎn)子和汽輪發(fā)電機(jī)的主軸、護(hù)環(huán))每年需100余套，因國產(chǎn)轉(zhuǎn)子的品種、質(zhì)量、數(shù)量及供貨期都不能滿足主機(jī)廠需要，目前，國內(nèi)超

27、臨界和超超臨界機(jī)組的轉(zhuǎn)子依靠進(jìn)口。,,2.船用鍛件船用鍛件包括曲軸、尾軸、連桿、船舵等。2005年我國造船產(chǎn)量600，萬噸，占世界份額 13%；預(yù)計(jì)2010年全國造船產(chǎn)量要突破1000萬噸，占世界份額30%，將形成與日、韓抗衡的鼎足格局。按每萬噸船鑄鍛件100-200噸計(jì)，造船產(chǎn)量將達(dá)到600萬噸，鑄鍛件需求量6萬至12萬噸。目前，國內(nèi)五萬噸以上的大型船用鍛件曲軸幾乎100%依賴進(jìn)口。,,3.船板和平臺(tái)鋼預(yù)計(jì)到2010年，我國建

28、造的主力船舶將達(dá)到 1700萬載重噸。超大型油輪(VLCC船)本體結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度鋼板，20-30萬噸級(jí)礦石和原油運(yùn)輸船用鋼板，大型集裝箱貨船本體結(jié)構(gòu)和甲板用360-390MPa級(jí)熱處理鋼板，運(yùn)輸溫度-40--45~C的液化石油氣運(yùn)輸船 (LPG船)用鋼板，海洋平臺(tái)及海洋石油工程裝備用鋼板(至2010年，中海油將建造76座石油平臺(tái)，1400公里海底管線)等。,,4.機(jī)械制造用鋼國內(nèi)急需70kg、80kg、100kg級(jí)的煤礦液壓支架用調(diào)質(zhì)高

29、強(qiáng)鋼板，60kg-110kg級(jí)的大量依賴進(jìn)口的工程機(jī)械用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板，如綜合采煤采礦用超大電鏟、挖掘機(jī)、全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)、過江跨海隧道盾構(gòu)機(jī)等， 80kg級(jí)的港口機(jī)械用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板和調(diào)質(zhì)船板。,,5.經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼石油化工、海洋石油、運(yùn)輸工具、儲(chǔ)存設(shè)備、紙漿和造紙工業(yè)，年需管材5000噸、板材6000噸。6.核電蒸發(fā)器用傳熱管根據(jù)我國核電積極的發(fā)展戰(zhàn)略，預(yù)計(jì)在2020年將建成裝機(jī)容量4000萬千瓦的核電機(jī)組，在建1800萬千瓦核

30、電機(jī)組，核電蒸汽發(fā)生器傳熱管在未來15年將有約8000噸的使用量。7.鐵路貨車軸承用真空脫氣滲碳軸承鋼提速、重載鐵路貨車用軸承材料，真空脫氣滲碳軸承鋼國內(nèi)年需求量5-6萬噸。,,8.焊絲用不銹鋼H308、H309及21-4N氣閥鋼等國產(chǎn)化目前，我國每年需進(jìn)口不銹鋼鋼絲90萬噸，我國不銹鋼絲質(zhì)量水平與國際還有一定的差距。以H308、 H309為代表的焊絲用鋼，以21-4N為代表的氣閥鋼以及Y3Crl3鋼為代表的易切削不銹鋼等，在國內(nèi)

31、外市場(chǎng)上需求量很大。,,9.高標(biāo)準(zhǔn)軸承鋼“高碳鉻軸承鋼”、“滲碳軸承鋼”、“高碳鉻不銹軸承鋼”、“高溫軸承鋼”、“高速、精密、重載軸承鋼”滿足鐵路提速等方面對(duì)高品質(zhì)軸承鋼的需求。隨著裝備制造業(yè)的發(fā)展，軸承行業(yè)的產(chǎn)品已開始向低噪音、無振動(dòng)、無故障、低成本、高性能和長(zhǎng)壽命的方向調(diào)整，不僅對(duì)軸承鋼的產(chǎn)品質(zhì)量和成本提出了更加苛刻的要求，同時(shí)，也帶動(dòng)了高品質(zhì)軸承鋼的市場(chǎng)需求。汽車、重工業(yè)、鐵路、航空、航天、精密設(shè)備等用高精度、高可靠性、高附

32、加值和在特殊工況條件下使用的專用軸承的供應(yīng)尚存在較大的缺口，我國在汽車、鐵路、航空等重要用途的軸承生產(chǎn)比例方面還有明顯的差距，高標(biāo)準(zhǔn)軸承鋼國內(nèi)需求量相當(dāng)大。,,10.高質(zhì)量工模具鋼、高性能精品模具鋼用于高檔模具制造，替代高檔模具鋼和模具進(jìn)口。2005年進(jìn)口10萬噸優(yōu)質(zhì)模具鋼。國內(nèi)市場(chǎng)急需的高級(jí)玻璃模具鋼、特殊性能耐蝕鏡面塑料模具鋼、超大型高質(zhì)量預(yù)硬化塑模鋼模塊等能夠替代進(jìn)口的模具鋼新品種、新材料，填補(bǔ)國內(nèi)新品種的空白，改變目前高檔模

33、具鋼材料市場(chǎng)大部分被進(jìn)口產(chǎn)品占領(lǐng)的不合理現(xiàn)象，滿足國內(nèi)模具行業(yè)對(duì)國產(chǎn)高檔特殊性能模具材料的急需。,鋼鐵材料研發(fā)方向,發(fā)展低成本、高性能的新一代鋼鐵產(chǎn)品。發(fā)展“精確控制化學(xué)成分和高潔凈度”的冶金技術(shù)。充分利用控軋控冷技術(shù)（TMCP）尋求超細(xì)晶鋼。微合金化技術(shù)新發(fā)展：納米析出相的作用開發(fā)與環(huán)境相適應(yīng)的優(yōu)質(zhì)鋼材（耐火、耐候、耐蝕、抗震、衛(wèi)生安全…）。鋼材性能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)及性能強(qiáng)化的控制技術(shù)。,典型純凈鋼對(duì)潔凈度的要求,氧含量對(duì)軸承鋼疲勞

34、壽命的影響,關(guān)鍵技術(shù)a)鋼包脫氣b)RH脫氣c)連鑄+b)d)底部出鋼+b)+c),軸承鋼的轉(zhuǎn)動(dòng)疲勞壽命與其中所含夾雜物數(shù)量和尺度的關(guān)系,降低氧含量的關(guān)鍵,二次精煉——強(qiáng)化攪拌，增加氣/金屬/渣界面， 促進(jìn)夾雜物碰撞、團(tuán)聚、上浮排出,高純凈度軸承鋼的制造,復(fù)合精煉：氧化精煉 還原精煉 真空脫氣處理 鑄造：

35、 中間包冶金 連鑄代表流程：BOF(EF) —LF—RH—CC BOF(EF)—ASEA-SKF—CC （ASEA—SKF=電弧加熱電磁攪拌鋼包精煉法） BOF—VAD—CC (VAD =vacuum arc degassing ),,,,,,高純凈鋼氧含量變化歷程,1990年，高碳鉻軸承鋼總氧5.0ppm,低碳鎳鉻鉬軸承鋼總氧7.5p

36、pm。鋼包脫氣、RH脫氣、LF精煉、完全垂直連鑄起了很大作用.其后，改善操作工藝、優(yōu)選穩(wěn)定的耐火材料、電爐爐底偏心出鋼、爐底吹氣泡、電爐渣徹底除去、LF雙透氣磚底吹攪拌、RH環(huán)流管擴(kuò)徑2001年高碳鉻軸承鋼總氧4.7ppm,超高純凈鋼3.7ppm，最低接近3ppm；碳鎳鉻鉬軸承鋼總氧6.7ppm,軸承鋼和熱處理合金鋼氧含量變化,,過去三十年鋼中雜質(zhì)可達(dá)到的最低濃度的變化,各種鋼材延伸率與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系,雙相鋼（DP)與三相鋼(Tr

37、ip),4. 發(fā)展新品種時(shí)應(yīng)注意的問題,（1）利用合金化和相變研究發(fā)展新品種必須與冶金、塑性加工及應(yīng)用性能要求相結(jié)合,⑵ 發(fā)展細(xì)晶和超細(xì)晶鋼提高強(qiáng)韌性，節(jié)約合金資源、,,⑶ 發(fā)展多相材料，注意各相的性能差異和最佳配合，注意成分選取和工藝的實(shí)施，保證優(yōu)良性能。,（4）利用碳素鋼中納米析出物的沉淀強(qiáng)化作用，綜合控制鋼的組織性能,珠鋼薄板坯連鑄連軋400MPa級(jí)鐵素體+珠光體類型鋼ZJ330的屈服強(qiáng)度可達(dá)420MPa，實(shí)現(xiàn)了在Q195基礎(chǔ)上的

38、強(qiáng)度翻番，ZJ510及SPA-H的屈服強(qiáng)度可達(dá)450MPa以上。通過鋼的亞調(diào)質(zhì)處理證明A1溫度下，鐵素體中C的析出對(duì)鋼的性能具有重要影響，薄板坯連鑄連軋過程中鋼的強(qiáng)度較高不只是晶粒超細(xì)化的結(jié)果，在碳素鋼中亦存在納米析出物的沉淀強(qiáng)化作用，控冷控軋應(yīng)綜合控制這一析出過程。對(duì)于納米鐵碳析出物的成分、結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步深入研究。,HSLC鋼中的納米析出物,a,b,c,HSLC鋼中尺寸<20nm析出顆粒的TEM形貌像a-板材；b-軋卡件；

39、c-鑄坯,（5）氧化物冶金技術(shù),先進(jìn)的鋼鐵冶煉工藝和裝備,電爐裝備狀況1993年美國有容量為100t以上的電爐40多座，2003年日本年產(chǎn)電爐鋼2900萬t，有100t以上的電爐22座，而我國目前只有13座100t以上的電爐。,轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展,回顧轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展，大體可分為四個(gè)發(fā)展時(shí)期：1. 頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的創(chuàng)立(1948~1956) 標(biāo)志性技術(shù)：拉瓦爾型超音速頂吹噴槍。2. 頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的成熟與完善

40、(1956~1967) 標(biāo)志性技術(shù)：? 轉(zhuǎn)爐大型化；? OG法除塵與煤氣回收 ? 副槍動(dòng)態(tài)控制技術(shù)3. 氧氣煉鋼技術(shù)的繁榮與發(fā)展(1967~1993) 標(biāo)志性技術(shù)： ? 氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)；? 轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉工藝技術(shù)4. 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)(1993~) 標(biāo)志性技術(shù)： ? 濺渣護(hù)爐工藝；? 干法除塵與煤氣回收技術(shù)

41、 ??????,氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝,冶金特點(diǎn)： 反應(yīng)速度快，和平爐相比脫碳速度提高100倍； 熱效率高，可以熔化20~25%的廢鋼； 鋼中氣體含量（O、N、H）低。存在問題： 鋼渣反應(yīng)不平衡，后期鋼渣過氧化。,85t吹煉過程中鋼渣成份變化,頂吹轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳氧平衡,,純氧底吹轉(zhuǎn)爐,純氧與鋼水反應(yīng)的火點(diǎn)溫度>2500℃，所以解決噴嘴耐火材料的熔損很困難。1967年加拿大G.Savar

42、d和R.Lee研究開發(fā)的銅心套管噴槍，噴吹丙烷等碳?xì)浠衔锉Ｗo(hù)底吹噴嘴獲得成功，為純氧底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼奠定了基礎(chǔ)。和純氧頂吹轉(zhuǎn)爐相比，底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)是： 鋼渣反應(yīng)接近平衡，消除了過氧化現(xiàn)象； 終點(diǎn)錳的收得率提高； 吹煉平穩(wěn)，鋼鐵量消耗降低； 脫硫效率高。,底吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程中鋼渣成分的變化,底吹轉(zhuǎn)爐的冶金特點(diǎn),鋼中C-O平衡,渣堿度和硫的分配比的關(guān)系,渣中(TFe)和磷的分配比的關(guān)系,渣中氧化鐵含量低(約降低10%)； 鋼中氧

43、含量低(約降低200ppm)； 吹煉終點(diǎn)殘錳含量比頂吹轉(zhuǎn)爐約提高1倍； 脫磷、脫硫效率高于頂吹轉(zhuǎn)爐。,[C]和[Mn]的關(guān)系,復(fù) 吹 轉(zhuǎn) 爐,,復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程中熔池成份的變化,底吹轉(zhuǎn)爐克服了頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉不平穩(wěn)，后期鋼渣反應(yīng)遠(yuǎn)離平衡的主要缺點(diǎn)，但其本身也存在著熔池?zé)嵝实停ㄈ狈Χ稳紵щy（需采用噴粉工藝）和爐底噴槍燒損嚴(yán)重、壽命低的缺點(diǎn)。進(jìn)一步解決上述問題發(fā)明了氧氣轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝。 轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉工藝

44、最初是沿襲頂吹和底吹兩種吹煉工藝逐步發(fā)展完善：即在頂吹轉(zhuǎn)爐底部噴吹惰性氣體和在底吹轉(zhuǎn)爐上部安裝頂吹氧槍。實(shí)踐證明，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐基本保留了頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，避免各自的缺點(diǎn)，成為當(dāng)代轉(zhuǎn)爐的基本操作工藝。,復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的冶金效果,采用復(fù)吹工藝基本可達(dá)到底吹轉(zhuǎn)爐的冶金效果，但底吹氣體流量大幅度降低。,濺渣和長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝,濺渣護(hù)爐工藝,20世紀(jì)末，美國人發(fā)明的濺渣護(hù)爐技術(shù)是繼頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝發(fā)明成功后的又一重大技術(shù)成果。濺

45、渣護(hù)爐利用高速氮?dú)馍淞骼鋮s爐渣，同時(shí)把渣滴濺射到爐襯上與爐襯冷凝結(jié)合形成濺渣層，有效地保護(hù)了爐襯。采用濺渣護(hù)爐技術(shù)后，轉(zhuǎn)爐爐齡從5000爐提高到30000爐，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 中國在推廣濺渣護(hù)爐的過程中，研究開發(fā)出爐渣蘑菇頭保護(hù)底吹噴槍的工藝，利用濺渣過程中惰性氣體冷凝爐渣形成蘑菇頭。采用該項(xiàng)技術(shù)可使底吹噴嘴的壽命從2000爐提高到30000爐，達(dá)到與爐襯壽命同步。,爐渣蘑菇頭外貌,轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展與展望,現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼,

46、生產(chǎn)高效化,產(chǎn)品潔凈化,節(jié) 能,高效轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù),供氧強(qiáng)度≥5.0Nm3/t.min,全自動(dòng)吹煉工藝,快速出鋼技術(shù),接近平衡的冶煉工藝,高效脫磷工藝,出鋼擋渣技術(shù),少渣冶煉與爐渣返回使用,合金元素熔融還原(Cr、Mn)礦,干法除塵,煤氣回收,C、T命中率≥90%,不倒?fàn)t出鋼率≥95%,[C][O]≤0.0025,穩(wěn)定生產(chǎn)[P]≤0.015%,下渣量≤5kg/t,渣量≤40kg/t,終點(diǎn)Cr、Mn=1%,回收率≥90%,,,,,,,,,

47、終點(diǎn)控制,利用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)鋼渣反應(yīng)接近平衡的冶金特點(diǎn)，通過副槍檢測(cè)熔池碳或氧含量，可以進(jìn)一步計(jì)算渣中FeO含量，以及鋼渣間硫、磷、錳分配系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算終點(diǎn)鋼水硫、磷、錳的含量。采用上述控制方法需要對(duì)實(shí)際吹煉過程的碳氧平衡進(jìn)行校正： 終點(diǎn)碳含量對(duì)碳氧平衡積的影響； 底攪強(qiáng)度對(duì)碳氧平衡積的影響。,終點(diǎn)控制,1. 利用氧含量推算渣中FeO含量,2. 推算終點(diǎn)鋼水成份,終點(diǎn)成份的控制精度,爐氣分析動(dòng)態(tài)控制技術(shù),利用爐氣分析實(shí)時(shí)在線計(jì)算熔

48、池脫碳速度和氧脫碳效率； 根據(jù)氧脫碳效率的變化預(yù)報(bào)熔池碳含量； 根據(jù)鋼渣中氧的累積量變化校正熔池溫度并預(yù)報(bào)渣中T.O含量。,計(jì)算模型與校正方法,控 制 效 果,減少了噴濺； 提高了終點(diǎn)控制精度； 提高了生產(chǎn)作業(yè)率； 縮短了出鋼時(shí)間。,電爐煉鋼,電爐裝備狀況1993年美國有容量為100t以上的電爐40多座，2003年日本年產(chǎn)電爐鋼2900萬t，有100t以上的電爐22座，而我國目前只有13座100t以上的電爐。 中國電

49、爐煉鋼受廢鋼和電力的限制。但隨著社會(huì)鋼材積蓄量的增長(zhǎng)，電爐煉鋼的比例會(huì)持續(xù)增加。,U.S. Raw Steel Production: Largest Recyclers in the Nation – 100 million tons of steel produced each year,,,世界粗鋼產(chǎn)量與廢鋼消耗量,1972-2003，國際鋼鐵協(xié)會(huì),,20世紀(jì)60-70年代：超高功率供電、高壓長(zhǎng)弧操作、水冷爐壁、泡沫渣、鋼包精煉

50、、強(qiáng)化用氧20世紀(jì)80年代：透氣磚底吹氣體攪拌20世紀(jì)80年代末：大型超高功率直流電弧爐出現(xiàn)，強(qiáng)化用氧技術(shù)成熟廢鋼預(yù)熱，二次燃燒，鐵水熱裝近幾年：聚流氧槍(Coherent Jet)廣泛采用計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)在電弧爐控制上的應(yīng)用,世界電弧爐發(fā)展方向及預(yù)測(cè),電弧爐煉鋼還是很有吸引力的工藝，10年內(nèi)不會(huì)受到其他工藝的挑戰(zhàn)，電爐鋼市場(chǎng)份額會(huì)不斷擴(kuò)大。2010年典型的電弧爐電耗360kWh/t,供電時(shí)間45min。生產(chǎn)工藝要與用

51、二次燃燒預(yù)熱到800°C的廢鋼匹配。廢鋼是主要爐料，電爐應(yīng)能適應(yīng)爐料的變化、全封閉設(shè)計(jì)、高溫預(yù)熱廢鋼、連續(xù)加料。,電爐生產(chǎn)高附加值鋼和縮短冶煉周期降成本,對(duì)于電爐流程冶煉工序，高附加值優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品因時(shí)、因地具有不同的含義。目前我國高附加值優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，也就是能盈利的電爐鋼品種包括：　 a)轉(zhuǎn)爐流程不適合生產(chǎn)的高合金鋼、高溫合金、大型鑄鍛件用鋼；一些大型機(jī)械（包括冶金機(jī)械）部件，特別是鑄鋼件，用隨時(shí)可以啟動(dòng)、終止的電弧爐冶煉比較合適

52、，對(duì)一些特厚板，用電爐生產(chǎn)大型鋼錠的軋材比用電爐或轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的連鑄坯的軋材質(zhì)量好，對(duì)于一些軍工產(chǎn)品，即使轉(zhuǎn)爐流程能夠生產(chǎn)，但軍方不愿意重復(fù)試車，還得讓電爐流程生產(chǎn)；　 b)轉(zhuǎn)爐流程能夠生產(chǎn)但目前在國內(nèi)產(chǎn)量還是不大的一些合金鋼鐘，如軸承鋼、齒輪鋼、彈簧鋼等；　 c)過去僅能用轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)的、現(xiàn)代電爐流程也能生產(chǎn)的一些品種，如高附加值的板材（薄板、中板、厚板）；　 d)優(yōu)質(zhì)碳素鋼（特別是中、高碳鋼）和低合金鋼（包括使用量很大的螺紋鋼）。

53、,以縮短冶煉周期為核心發(fā)展電爐煉鋼技術(shù),電爐加部分鐵水冶煉及采用集束氧槍強(qiáng)化用氧加部分鐵水冶煉在縮短冶煉周期，提高生產(chǎn)率，降低電爐鋼固定成本、人工成本、降低電耗方面具有顯著效果。現(xiàn)代電弧爐煉鋼，為了縮短冶煉周期，除超高功率供電外，還必須提高配碳量，強(qiáng)化用氧，加生鐵是最有效的方法，國外現(xiàn)代電爐煉鋼有加40%生鐵冶煉的。我國一般加20~30%的生鐵塊，電爐加部分鐵水冶煉，實(shí)際上是以熱鐵水代替冷生鐵，顯然，這對(duì)節(jié)能具有重要作用，是一種技術(shù)

54、進(jìn)步，廢鋼預(yù)熱的效果一般為噸鋼節(jié)電60kWh，而加35%鐵水冶煉噸鋼節(jié)電120kWh以上，且裝備簡(jiǎn)單。2003年，我國34臺(tái)容量大于60t的電弧爐已有22臺(tái)采用了電爐加部分鐵水冶煉技術(shù)，其中16臺(tái)生產(chǎn)率超過了8000t/t·a，7臺(tái)超過了10000t/t·a。電爐加部分鐵水冶煉有一個(gè)最佳的鐵水比，以冶煉周期最短為目標(biāo)計(jì)算的最佳鐵水比與平均供氧強(qiáng)度有關(guān)。,,當(dāng)平均供電強(qiáng)度一定時(shí)，隨供氧強(qiáng)度提高最佳鐵水比提高，最短冶

55、煉周期下降。鐵水供應(yīng)充分的企業(yè)，在考慮了煙氣除塵的能力及安全的前提下，提高供氧能力，適當(dāng)增加鐵水加入比是可以理解的。這是解決當(dāng)前廢鋼及電力緊缺的一個(gè)對(duì)策。提高電爐噸鋼用氧量，是強(qiáng)化電爐冶煉、提高電爐節(jié)奏最有效手段之一。目前，電爐煉鋼氧氣產(chǎn)生的化學(xué)能在電爐總能量輸入中所占的比例，從全廢鋼冶煉的20-30％，達(dá)到加鐵水冶煉的50％以上。大量輸入氧氣已是現(xiàn)代電弧爐煉鋼工藝的一個(gè)重要特點(diǎn)，先進(jìn)電爐的供氧強(qiáng)度已達(dá)到1.5Nm3/t.min以上，

56、冶煉時(shí)間縮短到50min以下。,Actual relationship of process tap to tap time and hot metal ratio in 100 t shaft furnace,Calculated relationship of process benefit and hot metal ratio in 100 t shaft furnace,Calculated relationship o

57、f tap to tap time and hot metal ratio in 100 t shaft furnace,,集束氧槍技術(shù)　　集束氧槍技術(shù)是由普萊克斯公司發(fā)明并已獲得專利授權(quán)的一種煉鋼技術(shù)，其核心是一種多功能集束氧槍(Cojet氧槍)和氣體供應(yīng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是氧氣以集束流形式噴射，氧氣吹入鋼水深度比傳統(tǒng)氧槍大80％左右，大大提高氧氣利用效率；而且能夠根據(jù)冶煉進(jìn)程的變化，最大限度加快助熔速度，實(shí)現(xiàn)“關(guān)起爐門煉鋼”。從而

58、可以大幅度增加鐵水使用量，冶煉工藝更加穩(wěn)定，鋼水成分和溫度更趨均勻，同時(shí)鋼水含[N]和渣中FeO顯著減少。目前該項(xiàng)技術(shù)已在全球80多座電爐上得到了應(yīng)用，而在國內(nèi)只有寶鋼150t 電爐、安陽100t電爐和韶鋼90t電爐采用了該項(xiàng)技術(shù)。,,安陽鋼鐵公司100噸煙道豎爐電弧爐2006年4月采用北京科技大學(xué)開發(fā)的集束供氧技術(shù)，即在電爐爐壁采用四個(gè)USTB氧槍裝置，助熔及脫碳采用雙流道氧氣射流集束氧槍噴吹工藝，系統(tǒng)可以根據(jù)不同冶煉階段對(duì)氧氣流量采

59、用模塊化供氧方式及分時(shí)段供氧曲線進(jìn)行控制，獲得了最佳的供氧效率及冶煉效果。電爐生產(chǎn)2個(gè)月后的使用效果顯示：該電爐在熱裝40％鐵水條件下，冶煉電耗比原平均電耗220kWh/t又下降了60－80 kWh/t，達(dá)到160kWh/t以下，金屬收得率提高2-3%，冶煉時(shí)間縮短3-5min，生產(chǎn)成本降低了80元/t以上，進(jìn)一步縮短了與同容量轉(zhuǎn)爐在操作成本上的差距，加鐵水后的強(qiáng)脫碳操作未產(chǎn)生大沸騰現(xiàn)象，杜絕了爐壁及爐頂粘鋼現(xiàn)象的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率

60、。在其它廠多座電爐上也取得了類似效果。,爐外處理技術(shù),概括地講就是指在冶煉爐(高爐、轉(zhuǎn)爐、電爐)生產(chǎn)鐵水、鋼水的基礎(chǔ)上，以更加經(jīng)濟(jì)、有效的方法，改進(jìn)鐵水、鋼水的物理與化學(xué)性能并使冶金流程更加協(xié)調(diào)、順暢的工藝裝備技術(shù)。它包括在高爐(或化鐵爐)出鐵槽、鐵水輸送罐、魚雷罐車、鐵水包甚至預(yù)處理專用轉(zhuǎn)爐中，預(yù)先脫除鐵水中的硅、磷、硫，對(duì)一些特殊成分進(jìn)行預(yù)處理，并除去這些元素與化合物高含量的爐渣；在鋼水包(有時(shí)是專用鋼水包)中，對(duì)鋼水的溫度、成

61、分、氣體、有害元素與夾雜進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整、凈化，達(dá)到潔凈、均勻、穩(wěn)定的目的；在中間包中促進(jìn)鋼液中的氣體、夾雜上浮，穩(wěn)定全澆鑄過程的鋼水溫度(也稱中間包冶金)；在結(jié)晶器中舉取鋼中夾雜，促進(jìn)形核，均勻結(jié)晶等一系列的工藝技術(shù)爐外處理技術(shù)與氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐、超高功率電爐、連鑄與近終形連鑄連軋一起，被譽(yù)為鋼鐵生產(chǎn)具有流程革命意義的四大技術(shù)。它們之間互相依存，相互促進(jìn)，同步發(fā)展。,,從爐外處理技術(shù)的發(fā)展過程可以看出其發(fā)展和完善有

62、以下四個(gè)主要特點(diǎn)：   一是向多功能方向發(fā)展是爐外處理技術(shù)優(yōu)化的一大特征。這是指單一功能的爐外處理設(shè)備發(fā)展為多種處理功能的設(shè)備和將各種不同功能的裝置組合到一起建立綜合處理站兩種趨勢(shì)。這種多功能化的特點(diǎn)，不僅適應(yīng)了不同品種鋼生產(chǎn)的需要，提高了爐外處理設(shè)備的適應(yīng)性，還提高了設(shè)備的利用率、作業(yè)率，縮短了流程，在生產(chǎn)中發(fā)揮了更加靈活、全面的作用。,,二是相關(guān)技術(shù)在滿足各種爐外處理技術(shù)客觀要求的過程中不斷得到開發(fā)和完善。主

63、要有：各種擋渣分渣技術(shù)，如氣動(dòng)擋渣器、擋渣塞、擋渣球、電爐偏心爐底出鋼、滑動(dòng)水口等，與之配套的電感型傳感器、振動(dòng)型傳感器、遠(yuǎn)紅外線傳感器等相關(guān)技術(shù)；高壽命鋼水精煉用耐材及耐材的熱噴補(bǔ)技術(shù)和裝備；相關(guān)的密封技術(shù)和材料；適用于轉(zhuǎn)爐鐵水預(yù)處理的高供氣強(qiáng)度底吹元件和技術(shù)；以純凈鋼爐外處理所需要的鋼水成分痕量元素分析技術(shù)為重點(diǎn)的先進(jìn)的冶金分析技術(shù)；以爐外處理為重點(diǎn)的計(jì)算機(jī)生產(chǎn)管理和物流控制技術(shù)等。以上這些相關(guān)技術(shù)已經(jīng)變成爐外處理系統(tǒng)工程

64、技術(shù)中不可分割的重要組成部分，在完善和發(fā)展中推動(dòng)著爐外處理技術(shù)的進(jìn)步。,,三是爐外處理技術(shù)的發(fā)展始終是為了鋼鐵生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效、節(jié)能降耗的總體目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。爐外處理技術(shù)優(yōu)質(zhì)的特點(diǎn)最容易為人們所接受，高效的特點(diǎn)在其實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵生產(chǎn)流程變革、大幅度提高整個(gè)生產(chǎn)流程的生產(chǎn)效率、朝緊湊化方向的發(fā)展過程中也逐漸地被人們認(rèn)識(shí)。但其節(jié)能降耗的特點(diǎn)，至今在各個(gè)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中仍有不同程度的差別與爭(zhēng)議。毫無疑問的是，爐外處理技術(shù)在對(duì)質(zhì)量和成本要求日益嚴(yán)

65、格的鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展中起到了促進(jìn)優(yōu)質(zhì)高效、節(jié)能降耗的突出作用，并已經(jīng)成為現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)水平的主要標(biāo)志。,,四是爐外處理技術(shù)的發(fā)展具有不斷促進(jìn)鋼鐵生產(chǎn)流程優(yōu)化重組，不斷描吝過程自動(dòng)控制和冶金效果在線監(jiān)測(cè)水平的顯著特點(diǎn)。例如LF鋼包精煉技術(shù)促進(jìn)了超高功率電爐生產(chǎn)流程優(yōu)化；以轉(zhuǎn)爐作為鐵水預(yù)處理最佳設(shè)備的綜合技術(shù)發(fā)展，對(duì)改變鋼鐵廠工廠設(shè)計(jì)與流程將具有良好的前景；AOD、VOD實(shí)現(xiàn)了不銹鋼生產(chǎn)流程優(yōu)質(zhì)、低耗、高效化的變革等。,目前，我國鋼鐵行業(yè)為

66、適應(yīng)連鑄生產(chǎn)飛速發(fā)展和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，爐外處理技術(shù)得到了迅速發(fā)展：一是鐵水預(yù)處理不但增長(zhǎng)速度高，而且由石灰基脫硫劑占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)朝鎂基脫硫劑迅速增加的方向發(fā)展，純鎂粉噴吹脫硫更是發(fā)展迅速。另外，KR法在這幾年又有了新發(fā)展。預(yù)計(jì)未來幾年，鐵水預(yù)處理量將有成倍的增長(zhǎng)。二是鋼水精煉中RH多功能真空精煉發(fā)展迅速，LF爐不但在電爐廠而且在轉(zhuǎn)爐廠也大量采用，配套的高效精煉渣也有了很大發(fā)展。三是開發(fā)了電脈沖孕育形核、電磁冶金等中間包、結(jié)晶器冶金

67、新技術(shù)，并加快產(chǎn)業(yè)化步伐。四是國內(nèi)相關(guān)的鋼水精煉技術(shù)和石灰基、鎂基鐵水脫硫技術(shù)，均具備了完全立足于國內(nèi)并可積極參與國際競(jìng)爭(zhēng)的水平。,爐外處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),從功能優(yōu)化、變革流程、提高效率、拓展領(lǐng)域等各個(gè)方面看，未來十年，爐外處理技術(shù)仍將在以下幾個(gè)重點(diǎn)方面取得進(jìn)展。 高爐鐵水“三脫”或鐵水脫硫、脫磷將越來越普遍。以轉(zhuǎn)爐作為主要手段的全量鐵水預(yù)處理，將大大提高鐵水預(yù)處理的生產(chǎn)效率，優(yōu)化重組現(xiàn)有冶金設(shè)備的功能。鋼水的中間包冶金及結(jié)晶器

68、冶金等直接關(guān)系到鋼水凝固最后過程的精煉技術(shù)將逐漸顯示出它對(duì)最終鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)化的重要意義。電磁冶金對(duì)爐外處理技術(shù)的發(fā)展將起到積極的推動(dòng)作用。 鋼鐵生產(chǎn)固體原料預(yù)處理，去除雜質(zhì)的技術(shù)研究，將對(duì)電爐生產(chǎn)效率和鋼水質(zhì)量控制水平的提高產(chǎn)生重大影響。從其功能意義上看也可以納入爐外處理技術(shù)概念之中。無污染的處理新技術(shù)及處理過程的環(huán)保技術(shù)將迅速開發(fā)。,鋼鐵冶金的環(huán)保與節(jié)能,THEN: Smoke pouring into the air fr