鋼液精煉必須與鑄件質量要求相適應

中國鑄造協會顧問 李傳栻

李老對鑄鋼熔煉中脫氧及脫氧劑的選擇應用，盲目擴容帶來的危害，以及感應電爐煉鋼中耐火材料的選擇、熔煉方法等生產中存在的問題進行了詳細的闡述。

“十一五”期間，二重又牽頭承擔了國家科技支撐計劃課題《大型水電機組關鍵鑄鍛件制造技術研究》，完成了三峽18件電渣熔鑄導葉研制和右岸地下機組轉輪上冠、下環、葉片，以及大型升船機螺母柱、齒條的制造。至此，二重完全實現了大型水電鑄件的國產化制造，并成為國內行業中唯一能提供水電全套鑄件的企業。

依托三峽項目研制的成功經驗，二重先后成功研制了龍開口、向家壩、溪洛渡、金安橋等大型水電配套鑄件；首次為美國勒丁頓水電站研制的抽水蓄能葉片獲得成功；首次出口歐洲地區的精加工葉片已順利發貨。為加拿大麝鼠瀑布、巴西貝羅蒙托水電站研制的鑄件正按計劃生產。

以技術進步為重點 加快技術改造步伐

技術進步是一個企業持續穩健發展的靈魂，通過三峽項目為載體，進行集成技術攻關創新更是企業提高核心競爭力的源泉。

二重先后相繼實施了“‘九五’樹脂砂改擴建工程”、“平改電工程”、“實現大型水電機組鑄鍛件國產化技術改造工程”等多項專項技改工程。同時大力推進科技攻關和自主創新，對大型水電和大型火電關鍵鑄鍛件，從鋼液熔煉、鑄造、模擬仿真、熱處理、焊接、機械加工、無損檢測、型線檢測、作業效率及制造成本等進行多方位集成攻關，具備了年產5套以上700MW級的水電機組大型關鍵鑄鍛件和100套以上大型汽缸的能力，基本建成了世界級的大型清潔、高效能源鑄鍛件制造基地，質量達到或部分超過國外同類產品的先進技術水平，可以替代進口，從而全面實現了大型清潔、高效能源鑄鍛件的國產化研制，從根本上擺脫了國內大型電站機組鑄鍛件主要依賴進口的局面，有效地滿足了國內大型電站機組對高質量鑄鍛件的需求，同時大大增強了企業的技術創新能力和市場競爭力。

總體而言，鑄件質量的檔次不高仍是我國鑄造行業的軟肋，特別是在鑄件的內在質量方面，與其他工業國家相比，仍然有很大的差距，目前在國際市場的競爭能力主要是靠“低價格”。因此，我國鑄造企業的利潤很小，導致大多數企業在研究開發、技術改造、改善勞動條件和環境治理等方面，心有余而力不足，使我國鑄造行業難以擺脫“落后”的局面。

在以世界上前所未有的速度發展的過程中，失之粗放當然是在所難免的，不過，我認為現在已經到了從量到質、由表及里的階段了。決不能盲目地滿足于表面的業績，沾沾自喜于量的增長。“苦練內功、提高鑄件質量”，才是我們提高產品競爭能力的根本所在。也是我國從‘鑄造大國’走向‘鑄造強國’的必由之路。

基于這樣的認識，想就鑄鋼的熔煉方面的一些問題，提出一些粗淺的看法，希望能和我國鑄鋼業界的同仁共同商討。

煉‘清潔鋼’，提高鑄鋼件的冶金質量

在鋼液的精煉方面，無論是化學成分，鋼中的非金屬夾雜物含量、形態和分布狀況，以及氣體含量等，都必須與鑄件的質量要求相適應。工業生產中，要講究“價值工程”。對于鑄鋼件的冶金質量，既不能得過且過，也不能離開產品的規格要求一味攀高。

對于鑄鋼業界，生產‘清潔鋼’的含義是：加強脫氧和防止出鋼和澆注過程中的二次氧化，從而避免鑄鋼件的氣孔缺陷，減少鋼中非金屬夾雜物和鑄件表面上的氧化物夾雜。說起來，這是個老問題，從事鑄鋼的人都知道，但實際上很多人對此并無切實的認識和了解。

脫氧不充分會導致鑄件中產生氣孔、鑄鋼的力學性能惡化，鑄件的表面缺陷增多，因此需對脫氧的重要性有充分的認識。目前，對鑄鋼件澆注過程中的二次氧化尚缺乏有效的防止方法，尤其應該使鋼液在爐內脫氧良好。國外鑄鋼業界一般都在嚴格控制還原作業的基礎上，要求出鋼前，也就是加鋁進行終脫氧前，爐渣中的FeO含量保持在0.5%以下。無論用電弧爐或感應電爐煉鋼，都按此要求作業。

一般情況下，終脫氧都是出鋼時在鋼包內進行。廣泛采用的終脫氧劑是鋁。用鋁進行終脫氧時，鋁的加入量應嚴格控制在0.08%～1.2%，加入方法也要嚴格一致。目前，很多鑄鋼廠終脫氧用的鋁都不稱重量，由操作人員憑經驗取用，加入方法也很隨意，這是極不正常的做法，而不少企業卻習以為常。

對電弧爐煉鋼盲目擴容的疑慮

可能是由于“茶壺煮豬頭”思想的影響深遠，煉鋼電弧爐‘超載裝料、超量擴容’的情況，在我國鑄鋼業界早已成為常規。我拜訪過不少鑄鋼廠，言談之間，似乎都把擴容當作是一種創新，是貢獻。多年來，我一直在杞人憂天，天倒是沒有塌下來，可是我的疑慮卻始終沒有打消。使我放心不下的，主要是以下說到的兩個問題：

(1）關于能耗的問題 電弧爐煉鋼是能耗很高的作業，節能是一項重要的課題。根據電弧爐的的特性曲線確定作業電流，并按熔煉各時期的特點確立用電規范，是節能的重要措施。目前，我國鑄鋼行業所用的電弧爐數量很多，幾乎沒有一家測定爐子的特性曲線。盲目增大電流，必然導致無功功率增大，電效率降低，單位產品的能耗大增，而且會使爐襯的壽命縮短。

偶爾生產一二件較大的鑄件，不得不擴大爐子的容量，以提供足夠的鋼液，作為權宜之計是可以的，但把超量擴容作為常規，則是很不應該的。

此外，這種做法實際上是以低功率、超低功率進行冶煉，與當前為降低電耗而向高功率、超高功率發展的趨勢是背道而馳的。

（2）擴容過多有損鋼液的冶金質量 電弧爐煉鋼過程中，一些主要的冶金過程，如鋼液的升溫、脫磷、脫硫、脫氧以及脫除非金屬夾雜物等，都是通過鋼液-爐渣界面進行的。由于爐殼的直徑是固定的，擴大容量主要靠增大爐缸的深度。大幅度擴容，必然就大幅度減少鋼液-爐渣界面的面積，使熔煉過程接近于簡單的熔化。這樣做，實際上是舍質而求量。