典型的中頻爐煉鋼現(xiàn)場與車間布局。場景宛如一個大鐵匠鋪
圖片中為一個完整的感應爐實物照片,爐架、傾動機構(gòu)都有。可以看見爐子外面圍著的銅管(中間水冷),銅管通電后與爐內(nèi)的廢鋼產(chǎn)生電磁感應熱,熔化廢鋼。
中頻感應熔煉爐是非真空狀態(tài)下使用中頻電源熔煉金屬的一種冶金設備。本設備具有成套性強、操作簡單、使用方便可靠、造價低廉等特點。它主要用于冶煉黑色金屬及合金鋼,也可用于熔煉銅及銅基合金等有色金屬。
小的感應爐也作為研究院所做試驗時使用,感應爐加真空罩成為真空感應爐,曾是生產(chǎn)高等級金屬制品的生產(chǎn)手段之一,如西寧特鋼,擁有半噸容量的真空感應爐,產(chǎn)品用于航空航天。過去感應爐不用于規(guī)?;撹F生產(chǎn)。
感應爐按照其使用的電流頻率,可分為高頻感應爐與中頻感應爐(簡稱高頻爐、中頻爐),工業(yè)中以中頻爐為主。
這些年大陸鋼材市場蓬勃生長,對鋼鐵產(chǎn)品需求旺盛,因中頻爐具有投資小,見效快的特點,因此它有一定的發(fā)展。最早某些制造商用中頻爐煉地條鋼,成本極為低廉。。
地條鋼被明令禁止后,產(chǎn)生了用中頻爐配連鑄機生產(chǎn)連鑄坯的方法,這也成為某些工廠的主要煉鋼手段。
中頻爐得以有一定發(fā)展可歸咎于如下原因:
1、中頻爐設備簡單。與電弧爐比較,中頻爐本身不需要大型的爐變設備,不需要大型爐體機械設備(如液壓、轉(zhuǎn)動機構(gòu)等),也不需要龐大的水冷卻系統(tǒng),因此它的單體設備投入是比較低的,其設備也是簡單而易于掌握的。
2、因中頻爐僅僅具有化鋼功能,煉鋼中沒有氧氣吹煉等過程,因此不要制氧機等大型設備,這也可節(jié)約投入資金。
3、由于中頻爐體積小,高度低,因此其廠房也比其它煉鋼廠房低得多,因此在廠房建設上其費用也較其它類型煉鋼廠房少。
4、另外中頻爐容量小,生產(chǎn)安排上也顯得較為機動靈活,特別適合小型單件鑄造生產(chǎn)。
5、除此之外,工頻爐及其相關工藝技術(shù)層次低,短期容易掌握。
6、在市場要求不高的低端產(chǎn)品中,中頻爐綜合成本比其它煉鋼方法低。
因此中頻爐在某些條件下具有一次性投資小,基建時間短,短期見效快,機動靈活,容量掌握這個特點。
由于中頻爐的這些特點,該種煉鋼方法在鋼鐵界也能有一定的生存。
但是中頻爐也有明顯的不足,大致可有如下幾點。
1、爐容小,效率低
由于中頻爐本身用于盛鋼的坩鍋不能承受大的壓力,因此其爐容一般都在2-3噸,很少超過5噸(極個別的有20噸甚至50噸,廖若晨星,小煉鋼根本不可能裝備),如此小的爐容就其生產(chǎn)效率來說與電爐是不可比擬的。
目前市場主要接收連鑄坯,因此若要形成規(guī)模生產(chǎn)或使之與連鑄機配套,則必須在一個廠房內(nèi)安排多臺爐子(可達16只或更多),否則不可能與連鑄機匹配,而這樣的結(jié)果就使得投資增加,這樣就部分抵消原有的“一次性投資小”這一長處。也就是說,一臺電弧爐可以頂好多臺中頻爐。
比如安徽省某縣與江蘇省某市的兩家中頻爐煉鋼廠,都是中頻爐配連鑄機生產(chǎn),都配有十多臺中頻爐。據(jù)廠方介紹,他們的工廠總投資均在8千萬元以上,這個投資與投資30噸電弧爐煉鋼廠的費用相差無已。
2、電耗高
中頻爐煉鋼時是敞開操作,大量熱量從爐頂直接散發(fā),其冶煉電耗是比較高的,就我們到安徽及江蘇某廠現(xiàn)場考查,其耗電量在800度/(噸鋼)左右的水平,而在以全廢鋼條件下的電爐煉鋼中,好的電耗指標為350度左右,中等水平在450度左右,一般水平在550-600度左右,相比之下中頻爐電耗大大高于電爐電耗。
當然中頻爐沒有電極、氧氣這些消耗,但綜合比較它還是屬于高消耗的煉鋼方法。
3、難以防治污染
中頻爐冶煉車間爐座多,操作時敞口進行,爐頂難以安置集塵裝置。
4、無脫氣手段
鋼中有害氣體是使鋼材性能不達標的重要原因,去除有害氣體也是煉鋼工作中重要的任務,在電爐煉鋼中常用的手段是鋼中吹氧精煉、爐中造白渣等,對于高要求的鋼種還采用吹氬及抽真空,但中頻爐僅是一種化鋼工具,無任何脫氣手段,因此中頻爐鋼坯軋制的鋼材常有屈服點不合、冷彎不合的現(xiàn)象。
5、難以調(diào)整成份
在中頻爐煉鋼中,理想的情況是其原料廢鋼的成分與所煉鋼種的成分相一致,否則在冶煉中是很難對其進行成分調(diào)整的。中頻爐冶煉在鋼液成分低于規(guī)定指標的情況下可采取爐外配加合金,爐外增碳等進行調(diào)整,但對于鋼液成分高于規(guī)格要求的情況只有用不同爐號鋼水進行勾兌的辦法解決,因此中頻爐成品成分往往有很大的波動,甚至成分超標,若是國家有強制要求的鋼種,則成分超標就是廢品。
由于中頻爐無脫磷、脫硫及脫碳等手段,從而對于低磷、低硫、低碳、或成份范圍波動窄的鋼種,中頻爐一般來說是無法冶煉的。
綜上所述,中頻爐煉鋼本身并不是規(guī)模化鋼鐵生產(chǎn)的方法,雖然它簡單,基建費用低,但綜合考慮它的環(huán)境成本、質(zhì)量成本及品種的局限性,其市場競爭能力及綜合效益相對其它煉鋼方法較弱,只有在一定的條件下才具有規(guī)模生產(chǎn)的效益,這些條件就是:
1、有成分穩(wěn)定的廢鋼。因中頻爐缺乏調(diào)整成分的手段,因此只有成分穩(wěn)定的廢鋼才能保證冶煉的順利進行,才能保證產(chǎn)品的穩(wěn)定。但一般來說,在規(guī)?;a(chǎn)中,廢鋼來源繁雜,是很難做到廢鋼成份穩(wěn)定的。
2、在上述{dy}條不能保證的情況下,中頻爐只適合生產(chǎn)社會要求不高,國家沒有強制性要求的產(chǎn)品——即最普通{zd1}質(zhì)量要求的民用鋼材。以我們最近考察過的安徽省和江蘇省那兩家為例,這兩家已由原來的螺紋鋼產(chǎn)品改為普碳角鋼。
3、中頻爐煉鋼廠只有在能源充足,對環(huán)境保護及質(zhì)量要求低的地區(qū)設立,否則有可能面臨能源的制約或質(zhì)量法及環(huán)境法的制約。
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