趙春華
1、 概述
隨著中國一重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，核電、壓力容器、電站等產(chǎn)品的生產(chǎn)量急劇增加，從而使煉鋼用的鋼鐵料顯得十分緊張，特別是優(yōu)質(zhì)廢鋼供需矛盾更是突出。一重為了解決優(yōu)質(zhì)廢鋼的供應(yīng)問題，一段時間以來購買軋鋼板坯作為優(yōu)質(zhì)鋼的鋼鐵料，因此作為可替代優(yōu)質(zhì)廢鋼的海綿鐵應(yīng)該是一重解決優(yōu)質(zhì)廢鋼供應(yīng)緊張的一個選項。眾所周知，海綿鐵是一種優(yōu)質(zhì)的電弧爐煉鋼原料，尤其是電爐生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和純凈鋼所需的一種很好的原料，能起到稀釋有害殘余元素和顯著改善鋼質(zhì)量的作用。但是海綿鐵至今沒有在電爐煉鋼中進(jìn)行普遍大量地使用，這其中還有很多課題沒有很好地解決。
2、海綿鐵在電爐中被限制使用的主要原因
2.1金屬收得率低
海綿鐵雖然成分指標(biāo)很好，全鐵很高，金屬鐵也高，殘余元素成分也非常好。為什么在電弧爐煉鋼中它的鋼水收得率并不高？最主要的問題是海綿鐵的氧化性太高，氧化鐵沒有很好地被還原。除了海綿鐵中有大量的氧化鐵存在外，還有大量的 SiO2存在，因此夸張一點講，電爐煉鋼加入海綿鐵就象加入礦石一樣，具有很強(qiáng)的氧化性。由于海綿鐵收得率非常低，將直接影響煉鋼效益。所以海綿鐵這些年一直在電弧爐煉鋼中沒有得到大量采用與其本身的質(zhì)量存在一定問題不無關(guān)系。
2.2海綿鐵在煉鋼中易出現(xiàn)大沸騰
一重在實際使用海綿鐵過程中，由于冶煉設(shè)備的局限性，并沒有達(dá)到太理想得效果。十多年來，用海綿鐵做為部分煉鋼原料，經(jīng)歷了很多坎坷，同時也總結(jié)了很多經(jīng)驗。開始使用的海綿鐵，是回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的，黑色圓球狀小顆粒，布袋包裝。海綿鐵使用比例 30%左右，主要用在加氫、核電鋼的冶煉上。但是在冶煉過程中，卻出現(xiàn)了種種異?，F(xiàn)象，比如：海綿鐵在爐底不易熔化；在鋼液面上漂浮隨渣子易流出；容易出現(xiàn)劇烈沸騰等現(xiàn)象。特別是當(dāng)爐內(nèi)形成溶池后海綿鐵埋在鋼水底部，也不溶解，到氧化期溫度達(dá)到一定高度時，鋼水劇烈沸騰，底部海綿鐵突然浮起來，加劇碳氧反映造成強(qiáng)烈沸騰，無法控制，屢次產(chǎn)生噴濺。其中最為嚴(yán)重的一次是噴濺傷人。當(dāng)時是在氧化期要結(jié)束時，火蛇從爐門口噴出，噴濺面積約幾十平方米。把當(dāng)時正在爐前的工人燒傷，燒傷面達(dá)到 80%，險些造成生命危險。最近幾年，我們用的是隧道窯生產(chǎn)的海綿鐵，是瓦片狀的，這種海綿鐵能夠混在鋼鐵料中，大沸騰問題有所改善，但是還是時有發(fā)生，所以海綿鐵的使用比例一直不敢增加。這些年，我們在海綿鐵的使用上也采取了很多辦法，比如在爐料的加入方面，在冶煉的控制方面等等都采取過措施，但是都沒有太明顯的效果。所以說這些年我們在海綿鐵的使用上沒有得到長足發(fā)展與其使用特點不無關(guān)系。
2.3海綿鐵密度小
海綿鐵的密度甚至都沒有鋼渣的密度大，特別是隧道窯生產(chǎn)的這種瓦片狀的海綿鐵密度更小。在煉鋼時，部分海綿鐵漂浮在鋼渣上或鋼渣中，隨著煉鋼的自動流渣，有些海綿鐵還沒有完全融化就被損失掉了，無形中也屬于降低了海綿鐵的收得率。我們曾經(jīng)做過一次實驗，用 80 噸電爐生產(chǎn)完全相同的兩爐鋼，所用鋼鐵料比例完全相同，其中海綿鐵比例是 15%，只是裝料量不同，一爐裝 90 噸料，采取的是自動流渣操作，另一爐裝 70 噸料，采取的是傾爐扒渣操作。裝90噸料出了 80 噸鋼水，燒損 10 噸爐料，收得率是 89.8%；而裝 70 噸料出 65 噸鋼水，，燒損 5 噸，收得率是 92.5%。所以說自動流渣操作海綿鐵損失很大?？墒乾F(xiàn)在先進(jìn)的煉鋼方式都是自動流渣，我們無法改變，但是我們可以在海綿鐵的自身特點上來滿足煉鋼要求。所以我們提倡用壓塊方式或者是其它更好的方式能夠提高海綿鐵的密度，以解決其在電爐煉鋼中的缺陷和不足。
2.4海綿鐵的使用比例低
這些年，我們使用海綿鐵由原來的 50%逐漸地減少到 30%到 20%到目前只用到 10%。海綿鐵使用比例逐漸下降。為什么會越來越少，而且一般的鋼鐵廠都不太愿意用這種材料。這是海綿鐵的自身缺陷導(dǎo)致了使用的局限性。企業(yè)的生存和發(fā)展要看企業(yè)的效益如何，目前來看，海綿鐵作為煉鋼的原材料在經(jīng)濟(jì)效益上還無法與其它鋼鐵料抗衡，所以在使用上越來越少。但是一重為什么這么多年又沒有完全淘汰海綿鐵，這說明海綿鐵在一重還有應(yīng)用的價值，但是隨著企業(yè)管理的深入，企業(yè)會更加注重經(jīng)濟(jì)效益，如海綿鐵在制造流程上、質(zhì)量上還不能有較大的提高，相信其使用空間會逐漸變小。中國一重股份公司煉鋼廠在 1993 年開始使用海綿鐵。當(dāng)時，隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷變化，一重在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上開發(fā)了加氫、核電、管模、超超臨界電站轉(zhuǎn)子等高技術(shù)含量產(chǎn)品，用戶對產(chǎn)品的綜合性能提出了更高的要求，對鋼水中的殘余元素要求也更加嚴(yán)格。然而一重的返回廢鋼由于長期的惡性循環(huán)，污染嚴(yán)重，各種稀有元素普遍偏高，返回廢鋼中殘余元素的富集，已經(jīng)很難保證鋼水的質(zhì)量要求。再加上外購廢鋼嚴(yán)重匱乏，日益增加了我單位煉鋼的生產(chǎn)組織難度。海綿鐵當(dāng)時作為廢鋼的代用品可起到稀釋鋼中殘余元素的作用，并可提高產(chǎn)品的綜合性能，具有廣泛的應(yīng)用性。然而到了今天，海綿鐵已經(jīng)不是解決上述問題的唯一選項，可以考慮采購連鑄坯，鋼板的邊角余料，甚至采購高品質(zhì)生鐵，因為綜合考慮后者的經(jīng)濟(jì)效益以及在確保質(zhì)量方面可能比前者更有優(yōu)勢，因此海綿鐵為了能夠占有更高的市場份額還需進(jìn)一步提高質(zhì)量，降低價格以獲得更高的競爭優(yōu)勢。
3、結(jié)語
海綿鐵作為電爐煉鋼材料必須在質(zhì)量、制造工藝和低成本上有所突破，這也是我們應(yīng)該進(jìn)一步研究的課題，只要我們共同努力，深入研究，攻堅克難，海綿鐵作為電弧爐煉鋼的理想原料相信會得到更廣泛的應(yīng)用。
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