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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，所用的設備和操作方法不同。目前各國采用的煉鋼方法有轉爐煉鋼、電爐煉鋼和平爐煉鋼等，而主要發展趨勢為純氧頂吹轉爐煉鋼。至1976年，轉爐鋼已占世界鋼總產量的70％。 （1）純氧頂吹轉爐煉鋼法 這種方法是1952年以后發展起來的新技術，它是目前世界上采用較多也是較先進的一種方法。純氧頂吹轉爐煉鋼有以下優點： （i）生產速度快 由于用純氧吹煉，就會高速降碳，快速提溫，大大縮短冶煉時間。一座300t轉爐吹煉時間不到20min，包括輔助工作時間在內，一共不超過1h。 （ii）品種多、質量好純氧頂吹轉爐既能煉普通鋼，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）基建投資和生產費用低 純氧頂吹轉爐的基建投資相當于同樣生產量的平爐車間的60～70％，生產費用也低于平爐。 目前純氧頂吹轉爐隨著氧槍的多孔噴頭的研制成功，大大提高了單位時間內的供氧量，并由于操作技術上的革新（例如，用電子計算技術來調節、控制冶煉過程），不論轉爐容量的大小，吹煉時間基本上相差不多，即使300t轉爐，凈吹氧時時也可縮短到12min左右。在一定限度內，爐容量越大，經濟效果越好，因此頂吹轉爐迅速走向大型化。現在世界上最大的轉爐為350t，并且正在研究建造400～450t轉爐。 （2）電爐煉鋼法 電爐煉鋼法主要利用電弧熱，在電弧作用區，溫度高達4000℃。冶煉過程一般分為熔化期、氧化期和還原期，在爐內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。 以廢鋼為原料的電爐煉鋼，比之高爐轉爐法基建投資少，同時由于直接還原的發展，為電爐提供金屬化球團代替大部分廢鋼，因此就大大地推動了電爐煉鋼。世界上現有較大型的電爐約1400座，目前電爐正在向大型、超高功率以及電子計算機自動控制等方面發展，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質鋼和合金鋼。 （3）平爐煉鋼法 五十年代以前，平爐鋼占世界鋼產量的85％。近年來，除澆鑄大型鑄件或供水壓機等成材的大鋼錠，平爐煉鋼仍在發揮其作用外，由于純氧頂吹轉爐煉鋼技術的發展，轉爐鋼的產量大幅度增長，世界各國平爐鋼產量才逐年下降。平爐煉鋼法的最大缺點是冶煉時間長（一般需要6～8h），燃料耗損大（熱能的利用只有20～25％），基建投資和生產費用高。一個年產1200萬噸鋼的鋼廠，只要建成六個250～300t的純氧頂吹轉爐就夠了，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的平爐已普遍采用氧氣煉鋼，生產率有較大的提高，但除塵系統復雜，投資高昂，因此平爐煉鋼不再發展，甚至有拆除改建為頂吹或底吹轉爐的趨勢。 |