我國是產(chǎn)鋼大國，鋼材自給率在90%左右。鋼鐵行業(yè)不僅要滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對鋼材數(shù)量的需求，而且要滿足對質(zhì)量、品種等的需求。影響鋼材質(zhì)量和性能的重要因素之一就是鋼中夾雜物的含量，鐵水預(yù)處理和鋼水精煉技術(shù)，使煉鋼爐吃“精料”和為下道工序提供優(yōu)質(zhì)鋼水的目標(biāo)得以實現(xiàn)。鋼鐵行業(yè)應(yīng)樹立全流程優(yōu)化、各個工序環(huán)節(jié)均吃“精料”并為下道工序提供“精料”的理念。這是中國金屬學(xué)會副理事長兼秘書長李文秀在不久前召開的“全國鐵水預(yù)處理技術(shù)研討會上提出的值得鋼鐵企業(yè)關(guān)注和研究的一個觀點。而在此次會議上，專家對有關(guān)爐外處理技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)化問題的研討更引起人們的重視。
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，并在技術(shù)上跟緊了世界發(fā)展的步伐，但還需優(yōu)化。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。這是中國金屬學(xué)會副秘書長、教授級高工蘇天森在“全國鐵水預(yù)處理技術(shù)研討會”所做的題為《爐外處理技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)化》的學(xué)術(shù)報告中重點強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容。蘇天森就爐外處理技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展主要強(qiáng)調(diào)了以下幾個方面：
經(jīng)濟(jì)有效的爐外處理技術(shù)，不僅是鋼鐵產(chǎn)晶最終質(zhì)量保證的最重要的基礎(chǔ)，也是鋼鐵生產(chǎn)流程各個環(huán)節(jié)穩(wěn)定、順行、趨向成熟的保證
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、平爐)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，對一些特殊成分進(jìn)行富集預(yù)處理，并除去這些元素與化合物高含量的爐渣；在鋼水包(有時是專用鋼水包)中，對鋼水的溫度、成分、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。
爐外處理技術(shù)發(fā)展完善的主要思路和內(nèi)容
爐外處理技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大品種不可缺少的手段，是優(yōu)化冶金生產(chǎn)工藝流程、進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、降低能耗、降低生產(chǎn)成本的有力手段，是保證煉鋼、連鑄、連鑄坯熱送熱裝、直接軋制高溫連接優(yōu)化的必要的工藝手段，是優(yōu)化重組的鋼鐵生產(chǎn)工藝流程中不可替代的生產(chǎn)工序。
從爐外處理技術(shù)的發(fā)展過程可以看出其發(fā)展和完善有以下四個主要特點：
1、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。這種多功能化的特點，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。
2、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。主要有：各種擋渣分渣技術(shù)，如氣動擋渣器、擋渣塞、擋渣球、電爐偏心爐底出鋼、滑動水口等，與之配套的電感型傳感器、振動型傳感器、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)為重點的先進(jìn)的冶金分析技術(shù)；以爐外處理為重點的計算機(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)展中推動著爐外處理技術(shù)的進(jìn)步。
3、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)得以實現(xiàn)。爐外處理技術(shù)優(yōu)質(zhì)的特點最容易為人們所接受，高效的特點在其實現(xiàn)對鋼鐵生產(chǎn)流程變革、大幅度提高整個生產(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。但其節(jié)能降耗的特點，至今在各個鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)實踐中仍有不同程度的差別與爭議。但毫無疑問的是，爐外處理技術(shù)在對質(zhì)量和成本要求日益嚴(yán)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。
4、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，不斷描吝過程自動控制和冶金效果在線監(jiān)測水平的顯著特點。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******設(shè)備的綜合技術(shù)發(fā)展，對改變鋼鐵廠工廠設(shè)計與流程將具有良好的前景；AOD、VOD實現(xiàn)了不銹鋼生產(chǎn)流程優(yōu)質(zhì)、低耗、高效化的變革等。
我國鐵水預(yù)處理比和鋼水精煉比仍很低，已影響了連鑄生產(chǎn)的優(yōu)化和完善，成為我國關(guān)鍵品種鋼生產(chǎn)的一個瓶頸
目前，我國鋼鐵行業(yè)為適應(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。主要表現(xiàn)有以下特點：一是鐵水預(yù)處理不但增長速度高，而且由石灰基脫硫劑占絕對優(yōu)勢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)計未來幾年，鐵水預(yù)處理量將有成倍的增長。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爭的水平。
但是，我們更應(yīng)看到在爐外處理方面還存在很多不足。如我國鐵水預(yù)處理比和鋼水精煉比仍然很低，不但與發(fā)達(dá)工業(yè)國家比差距很大，而且也與連鑄生產(chǎn)飛速發(fā)展的形勢很不適應(yīng)，已經(jīng)明顯地影響了連鑄生產(chǎn)的優(yōu)化和完善，已成為我國關(guān)鍵品種鋼生產(chǎn)的一個瓶頸。又如在我國特有的中小冶煉爐占很大比例的條件下，中小鋼廠爐外處理的難題還沒有從根本上取得突破，還需要深入研究開發(fā)。我們有的企業(yè)擁有的高水平的爐外處理裝備，因軟件技術(shù)的消化吸收與攻關(guān)研究和國外相比存在明顯的差距，還不能充分發(fā)揮其功能和生產(chǎn)效率等等。這些都是我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)優(yōu)化和改進(jìn)的。
爐外處理技術(shù)的發(fā)展趨勢
從功能優(yōu)化、變革流程、提高效率、拓展領(lǐng)域等各個方面看，爐外處理技術(shù)仍處在不斷完善與發(fā)展之中。未來十年，爐外處理技術(shù)仍將在以下幾個重點方面取得進(jìn)展：
——高爐出鐵槽鐵水“三脫”或鐵水脫硫、脫磷技術(shù)研究將有重大突破。
——以轉(zhuǎn)爐作為主要手段的全量鐵水預(yù)處理，不僅將大大提高鐵水預(yù)處理的生產(chǎn)效率，還將為現(xiàn)有冶金設(shè)備的功能優(yōu)化重組開辟新的方向。
——鋼水的中間包冶金及結(jié)晶器冶金等直接關(guān)系到鋼水凝固最后過程的精煉技術(shù)將逐漸顯示出它對最終鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化的重要意義。
——電磁冶金技術(shù)對爐外處理技術(shù)的發(fā)展將起到積極的推動作用。
——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。
——中小型鋼鐵企業(yè)爐外處理技術(shù)將會有重大突破性進(jìn)展。
——配套同步發(fā)展輔助技術(shù)，包括冶煉爐準(zhǔn)確鐘點控制技術(shù)、工序銜接技術(shù)智能化等。
——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)。