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耐火材料和鋼鐵冶煉新技術(shù)的發(fā)展
來(lái)源：易耐網(wǎng)編輯：易耐網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2022/5/10
摘 要：新時(shí)期鋼鐵冶煉新技術(shù)的發(fā)展，有效推動(dòng)了我國(guó)鋼鐵冶煉產(chǎn)業(yè)水平的提升，如廢鋼熔煉技術(shù)、還原技術(shù)、環(huán)保技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、溫度控制技術(shù)等。通過多種新型冶煉技術(shù)的靈活應(yīng)用，可提高鋼鐵冶煉的效率與質(zhì)量。在鋼鐵冶煉新技術(shù)的應(yīng)用背景下，對(duì)耐火材料提出新的要求，不斷升級(jí)耐火材料，才可保證鋼鐵冶煉新技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得到全部發(fā)揮。本文就耐火材料與鋼鐵冶煉新技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行分析探討。
我國(guó)的鋼鐵消耗量非常巨大，為有效解決鋼鐵產(chǎn)業(yè)供需不均衡問題，在鋼鐵冶煉產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)合理引進(jìn)鋼鐵冶煉新技術(shù)，如節(jié)能技術(shù)、環(huán)保技術(shù)、還原技術(shù)等，對(duì)鋼鐵冶煉過程中的能源消耗量進(jìn)行有效控制，且避免冶煉過程中產(chǎn)生大量污染物，影響到生態(tài)環(huán)境。隨著鋼鐵冶煉新技術(shù)的不斷應(yīng)用，將引領(lǐng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，推動(dòng)我國(guó)鋼鐵冶煉與耐火材料的全面發(fā)展。
一、鋼鐵冶煉與耐火材料
（一）鋼鐵冶煉
新時(shí)期鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，使用到很多鋼鐵冶煉新技術(shù)，以降低能耗、減少污染。鋼鐵冶煉主要指鋼鐵冶金工藝過程，在冶煉過程中，可根據(jù)產(chǎn)品的性能與設(shè)計(jì)要求，對(duì)冶煉工藝流程進(jìn)行合理調(diào)整，以保證鋼鐵冶煉工作開展的可行性與有效性。現(xiàn)代鋼鐵冶煉工作開展時(shí)，可根據(jù)鋼鐵冶煉產(chǎn)品中的碳含量進(jìn)行區(qū)分，即產(chǎn)品中的碳含量大于百分之二時(shí)，則被定義為生鐵；而產(chǎn)品中的碳含量小于百分之二時(shí)，則被定義為鋼。
在鋼鐵冶煉工藝運(yùn)行過程中，需要重點(diǎn)對(duì)電子束熔化爐的操作進(jìn)行有效控制，以保證鋼鐵冶煉工作開展的安全性與可靠性。在該設(shè)備進(jìn)行管理控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)由專人對(duì)設(shè)備中的電子槍進(jìn)行控制，充分發(fā)揮出該設(shè)備的運(yùn)行價(jià)值。通過對(duì)電子槍的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知，電子槍主要包含燈絲、陰極、陽(yáng)極等部件組成，在聚焦線圈與偏轉(zhuǎn)線圈的運(yùn)行控制下，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵原材料的冶煉處理，進(jìn)而得到相關(guān)的冶煉產(chǎn)品。
在鋼鐵冶煉工作開展時(shí)，部分工作人員進(jìn)行設(shè)備操作時(shí)，采用高爐進(jìn)行冶煉處理。在該種工藝冶煉技術(shù)下，可直接還原煉鐵方法與高爐煉鐵方法，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期產(chǎn)品的冶煉效果。在實(shí)際煉鋼工作開展時(shí)，主要由高爐冶煉生鐵、海綿鐵、廢鋼等原材料，對(duì)原材料進(jìn)行合理加工處理，進(jìn)而完成原材料的還原冶煉，并采取不同的技術(shù)方案進(jìn)行精煉處理。車間生產(chǎn)過程中，主要在煉鐵爐內(nèi)進(jìn)行處理，對(duì)鐵礦石進(jìn)行冶煉，進(jìn)而獲得一定碳含量的生鐵，而后對(duì)生鐵進(jìn)行有效的鍛造，最終獲得相關(guān)的鋼鐵，如將生鐵鍛造為鋼錠產(chǎn)品。
（二）耐火材料
耐火材料作為一種特殊的冶煉金屬材料，相關(guān)材料的耐火溫度可以得到的1580攝氏度，且耐火性是經(jīng)過耐火錐形試樣后的溫度，在試樣的耐火高溫下冶煉，相關(guān)材料不會(huì)出現(xiàn)軟化與熔化問題，可保證鋼鐵冶煉工作開展的質(zhì)量與效果。鑒于耐火材料的特殊性，不僅在鋼鐵冶煉領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，與此同時(shí)在石化、機(jī)械制造、電力等領(lǐng)域得到很好應(yīng)用。
由于鋼鐵冶煉工作開展的特殊性，耐火材料在冶煉領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣，可占到耐火材料應(yīng)用的百分之五十到六十。在新型鋼鐵冶煉技術(shù)應(yīng)用過程中，為保證鋼鐵冶煉工作開展的效率與安全，應(yīng)當(dāng)對(duì)耐火材料進(jìn)行合理的升級(jí)改造，保證耐火材料發(fā)揮出一定效能。
二、鋼鐵冶煉新技術(shù)發(fā)展探討
（一）波動(dòng)溫度穩(wěn)定控制技術(shù)
在鋼鐵冶煉工作開展過程中，實(shí)際冶煉的溫度無(wú)法得到線性控制，因?yàn)槎喾N因素的影響，使得冶煉中的溫度出現(xiàn)動(dòng)態(tài)性變化，無(wú)法獲得完整、準(zhǔn)確的模型進(jìn)行量化處理。通過建構(gòu)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，仍舊無(wú)法得到精準(zhǔn)的控制結(jié)果。為很好解決該問題，在鋼鐵冶煉工作開展過程中，可采取全新的分布式控制系統(tǒng)，即在鋼鐵冶煉工作開展過程中，合理應(yīng)用分散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)波動(dòng)溫度的穩(wěn)定控制。
通過該技術(shù)的靈活應(yīng)用，可有效提高鋼鐵冶煉工作的安全性與可靠性。工作人員可利用PC電腦作為上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)整體的控制與調(diào)度，并利用PLC控制系統(tǒng)作為下位機(jī)，便于對(duì)鋼鐵冶煉過程中，電子槍產(chǎn)生的溫度變化進(jìn)行監(jiān)控。為保證該系統(tǒng)運(yùn)行的可行性與有效性，應(yīng)當(dāng)配套相關(guān)的熱電偶構(gòu)件，以保障對(duì)波動(dòng)溫度穩(wěn)定控制技術(shù)應(yīng)用的可行性。
在對(duì)分散控制系統(tǒng)的波動(dòng)溫度控制技術(shù)進(jìn)行解析可知，該系統(tǒng)屬于經(jīng)典的DCS系統(tǒng)。在對(duì)鋼鐵冶煉工藝的溫度進(jìn)行控制時(shí)，一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障，下位機(jī)的PLC控制系統(tǒng)，可在短時(shí)間內(nèi)保證系統(tǒng)的整體運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，避免突發(fā)情況對(duì)相關(guān)設(shè)備儀器造成較大影響。筆者認(rèn)為，在DCS系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，可避免受到外部環(huán)境的干擾。為保證產(chǎn)品冶煉的質(zhì)量與安全，必須對(duì)內(nèi)部波動(dòng)的溫度進(jìn)行合理控制，合理發(fā)揮出波動(dòng)溫度穩(wěn)定控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
（二）節(jié)能技術(shù)
在鋼鐵冶煉過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)工作開展的能耗進(jìn)行有效控制，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)問題。鑒于我國(guó)國(guó)情發(fā)展的特殊性，對(duì)鋼鐵的需求量非常大。在鋼鐵冶煉過程中，若沒有很好的應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，將使得資源的利用效率下降，不利于我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
為很好解決上述問題，在鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)合理引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，創(chuàng)新鋼鐵冶煉的工作方法，提高相關(guān)資源的綜合利用效率。如對(duì)廢鋼預(yù)熱技術(shù)的引進(jìn)、轉(zhuǎn)爐冶金純凈鋼技術(shù)的應(yīng)用等，都可對(duì)冶煉的能耗進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。近年來(lái)我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，節(jié)能技術(shù)在其工作中應(yīng)用的效果非常明顯，不僅降低了能源消耗，且對(duì)鋼鐵冶煉的成本進(jìn)行有效控制，提高了鋼鐵冶煉的整體工作效率。
（三）環(huán)保技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，鋼鐵冶煉的方式與方法出現(xiàn)了很大變化，縱觀現(xiàn)代鋼鐵冶煉技術(shù)的發(fā)展可知，鋼鐵生產(chǎn)工藝逐漸趨向于系列化、緊湊化、專業(yè)化領(lǐng)域發(fā)展，使得鋼鐵冶煉的技術(shù)不斷升級(jí)。鑒于鋼鐵冶煉工作開展的特殊性，在鋼鐵冶煉工作開展時(shí)，需要進(jìn)行地質(zhì)勘探、采礦、冶煉、鍛造、軋制。現(xiàn)代鋼鐵產(chǎn)業(yè)運(yùn)行過程中，主要的原材料為開采的鐵礦石。若鐵礦石的含量越高，則可以用于生產(chǎn)鐵的原料則越少，可高效快速地完成鐵礦石的冶煉。
為避免在鋼鐵冶煉過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，在鋼鐵冶煉工作開展過程中，應(yīng)當(dāng)突出環(huán)保技術(shù)的合理應(yīng)用。鑒于鋼鐵冶煉屬于密集型工業(yè)與高污染行業(yè)，為實(shí)現(xiàn)最大效率的生產(chǎn)運(yùn)行，且有效控制冶煉中的環(huán)境污染，必須將現(xiàn)代環(huán)保工藝與鋼鐵冶煉技術(shù)進(jìn)行有效融合，將環(huán)境污染控制在最低范圍內(nèi)?，F(xiàn)代鋼鐵冶煉工作開展過程中，為充分發(fā)揮出環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際冶煉工藝中，可嘗試引進(jìn)高效連鑄技術(shù)、媒調(diào)濕技術(shù)、廢鋼預(yù)熱電弧爐技術(shù)等。為保證各項(xiàng)環(huán)保技術(shù)得到合理應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，確保相關(guān)工作人員掌握對(duì)應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用注意事項(xiàng)，可充分發(fā)揮出環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，以達(dá)到鋼鐵冶煉工作的預(yù)期目標(biāo)。
（四）鐵浴熔融還原技術(shù)
鐵浴熔融還原技術(shù)作為新興技術(shù)之一，在鋼鐵冶煉工作中進(jìn)行合理應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵冶煉中的非金屬雜質(zhì)含量的控制，有效控制產(chǎn)品中碳的含量，提升鋼鐵產(chǎn)品的純度。隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，使得該技術(shù)的應(yīng)用成熟度不斷提升，有效提高鋼鐵冶煉的水平。
在該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，必須建構(gòu)相關(guān)的模型，而后利用控制設(shè)備，對(duì)煉鋼爐中的熔池進(jìn)行有效控制，進(jìn)而合理控制爐內(nèi)的溫度與休眠時(shí)間。通過該技術(shù)的靈活應(yīng)用，可有效減少吹制爐的數(shù)量，避免不必要的能量消耗，使得原材料得到有效冶煉，提高鋼鐵冶煉工作的綜合效率。
（五）廢鋼熔煉技術(shù)
在廢鋼熔煉技術(shù)應(yīng)用時(shí)，將在冶煉過程中合理使用電弧爐，通過較高的熱能與化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢鋼的熔煉處理。通過對(duì)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析可知，在煉鋼爐中的氧化反應(yīng)并沒有停止，且通過廢氣進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)化。在鋼鐵冶煉工作開展過程中，煙氣的排放將消耗大量的能量。在冶煉工作模式進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)其問題進(jìn)行有效解決，以提高鋼鐵冶煉的綜合節(jié)能效果。
預(yù)熱廢料的電弧爐進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，將利用鋼鐵冶煉中產(chǎn)生的廢氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵原材料的預(yù)熱處理，有效降低鋼鐵冶煉的能耗。通過相關(guān)研究數(shù)據(jù)分析可知，在廢鋼熔煉工作開展過程中，若原材料的溫度上升五十?dāng)z氏度后，在實(shí)際熔煉工藝中，可使得每噸材料節(jié)省10千瓦時(shí)的能量，有效降低了能源的消耗，提高了鋼鐵冶煉的綜合效益。
三、鋼鐵冶煉新技術(shù)對(duì)耐火材料的影響解析
（一）煉鐵新技術(shù)對(duì)耐火材料的影響
鋼鐵冶煉工作開展過程中，對(duì)耐火材料的使用非常廣泛，如鐵浴熔融還原技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用操作時(shí)，為保證鋼鐵冶煉工作開展的可行性與安全性，則需要頻繁地使用耐火材料，才可保證相應(yīng)產(chǎn)品鍛造加工的有效性。隨著鋼鐵冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵浴熔融還原技術(shù)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)用工藝得到提升，并對(duì)耐火材料提出新的要求，如在鋼鐵冶煉工作開展時(shí)，可采用剛玉質(zhì)材料的抗侵蝕性，以保證鋼鐵冶煉工作開展的可行性與有效性。
（二）煉鋼新技術(shù)對(duì)耐火材料的影響
在煉鋼工作發(fā)展過程中，使得煉鋼耐火材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到一定影響。如在實(shí)際冶煉過程中，相關(guān)工作人員采用廢鋼冶煉技術(shù)，該技術(shù)與高爐耐火材料的工藝進(jìn)行比較可知，在廢鋼冶煉回收工作開展時(shí)，需要熔點(diǎn)更高的耐火材料，進(jìn)而很好規(guī)避氧化鐵的侵蝕。為此，在選用耐火材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證耐火材料具有更好的耐熱性與熔融區(qū)。在煉鋼工作開展時(shí)，工作人員主要采用復(fù)合材料作為耐火材料，以保證鋼鐵冶煉工作開展的安全性與可靠性。
（三）鋼鐵工藝新技術(shù)對(duì)未來(lái)耐火材料的影響
為不斷適應(yīng)鋼鐵冶煉技術(shù)的發(fā)展需求，未來(lái)我國(guó)耐火材料發(fā)展過程中，必須堅(jiān)持走自力更生的發(fā)展道路，以保證鋼鐵冶煉工作開展的質(zhì)量與效果。在進(jìn)行新的工藝研發(fā)時(shí)，可嘗試從以下領(lǐng)域入手進(jìn)行探究，如高導(dǎo)熱率的微孔產(chǎn)品、無(wú)碳材料、無(wú)硅材料等，以保證鋼鐵冶煉工作開展的可行性與安全性。與此同時(shí)，在未來(lái)耐火材料發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)不斷推廣精煉工藝，推動(dòng)超純鋼的研究與生產(chǎn)制造。為保證未來(lái)的耐火材料，可滿足鋼鐵冶煉的工作需求，應(yīng)當(dāng)推動(dòng)納米技術(shù)的研發(fā)。通過開展跨學(xué)科的交叉研究，推動(dòng)我國(guó)鋼鐵冶煉產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，不斷提高鐵礦資源的綜合利用效率，發(fā)揮出最大的社會(huì)服務(wù)效能。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上，文中對(duì)耐火材料與鋼鐵冶煉工作進(jìn)行分析探討，旨在說明鋼鐵冶煉新技術(shù)應(yīng)用的可行性與合理性。為保證鋼鐵冶煉新技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮出相應(yīng)價(jià)值優(yōu)勢(shì)，應(yīng)當(dāng)基于鋼鐵冶煉新技術(shù)的發(fā)展需求，推動(dòng)耐火材料的研發(fā)創(chuàng)新，使得耐火材料與冶煉技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，有效提升鋼鐵冶煉技術(shù)的整體水平。今后我國(guó)冶煉技術(shù)與耐火材料協(xié)同發(fā)展下，可推動(dòng)我國(guó)鋼鐵冶煉產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量穩(wěn)定有序發(fā)展。
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