摘要：指出了中频炉作为清洁、低成本钢铁生产方式在国内众多铸造、特钢企业中得到了发展。介绍了中频炉脱磷技术以及中频炉→LF精炼炉→VD真空脱气→模铸特钢生产工艺的发展情况，以及取得的实际效果，探讨了中频炉清洁生产方式的发展前景。
关键词：中频炉；脱磷技术；生产工艺；清洁生产
中图分类号：TG251
文献标识码：A文章编号：16749944（2016）12020502
1引言
钢铁主要生产流程有铁矿石→高炉→转炉→精炼设备；废钢→电炉→精炼设备；废钢→大型中频炉→精炼设备。其中，高炉/转炉属于长流程钢铁生产，以铁矿石为基础原料；其它为短流程钢铁生产，以废钢为基础原料[1]。显然，短流程生产更有利于减少废气、粉尘等污染物的排放，这与国家所提倡减少污染物、温室气体排放的钢铁清洁生产政策相一致[2]。在短流程生产中，与电弧炉相比，中频炉除了污染环境更轻外，在合金钢生产上还具有低成本生产优势，国内一些特钢企业已开展中频炉替代电弧炉熔炼相关特钢生产工艺研究工作[3，4]。
在我国铸造企业中，小吨位铸件已广泛采用中频炉熔炼，而特钢企业面临近年来日趋激烈的生产成本压力，部分也已开展中频炉→LF精炼炉→VD真空脱气→模铸工艺生产。然而，在开展中频炉生产工艺过程中，存在中频炉熔炼钢水不能实现脱磷操作以及中频炉生产工艺中气体、夹杂物含量高等问题，一直制约中频炉在铸造、特钢行业中的快速发展。在本文中将详细介绍最近中频炉生产工艺发展情况，其中着重介绍中频炉脱磷关键技术及中频炉→LF精炼炉→VD真空脱气→模铸特钢生产工艺所取得的实际效果，这些技术成果将助力铸造、特钢行业向清洁钢铁生产方向快速发展。
2中频炉脱磷技术
钢中的杂质元素越低，钢材的性能越好。杂质元素磷常常偏聚在晶界，导致材料力学性能下降，因此要想制备优质钢材，必须将杂质元素磷降低。对于电弧炉来说，熔池为“浅而宽”，耐火材料为比较结实的耐火砖，可以实现钢水深脱磷，钢水中的磷含量可达到0.003 %以下，满足优质钢材的生产。
由于中频炉的熔池形貌及所选用的耐火材料样式与电弧炉存在差异，深脱磷一直是中频炉炼钢难于逾越的技术瓶颈，制约着中频炉炼钢技术的发展。中国科学院金属研究所相关研究人员，基于脱磷原理，选取耐侵蚀、耐高温的中频炉炉衬，控制渣钢关键反应环节，形成中频炉脱磷关键技术。10 t以上中频炉实施效果如表1。
表1可知，经脱磷后，磷含量由0.015 %降到0.006 %，脱磷率60 %，而铬含量烧损较少。如果采用传统电弧炉熔炼、脱磷，废钢中的铬将大幅度烧损。
脱磷后钢水磷含量由0.016 %降到0.002 %，脱磷率高达87.5 %，与电弧炉脱磷最好水平相当。综上所述，由中国科学院金属研究所开发的中频炉深脱磷关键技术可以实现中频炉低磷钢水的制备，满足优质钢材的生产（表2）。
3中频炉特钢生产工艺实施效果
与电弧炉生产工艺相比，中频炉没有强烈氧化脱气过程，熔炼过程中又可能裹入夹渣，因此中频炉→LF精炼炉→VD真空脱气→模铸特钢生产工艺一直受到质疑，认为该工艺很难实现低氧、低夹杂物等级钢材的制备，很多优质钢还是采用电弧炉→LF精炼炉→VD真空脱气→模铸特钢生产工艺。
针对中频炉生产特钢气体、夹杂物含量高这一控制难题，中国科学院金属研究所与某特钢企业展开技术攻关。主要采用如下关键精炼技术手段：①根据中频炉熔炼钢水氧化铝夹杂含量高这一特点，开发了一种具有较好的流动性和粘度并且碱度大于3精炼渣，该渣系具有较强吸附氧化铝夹杂能力；②LF精炼过程中，采用强氩气搅拌，并控制精炼渣渣层厚度，形成快速脱除氧化铝夹杂精炼操作工艺；③VD真空精炼处理中，通过控制真空处理强度，使钢水中的有害气体H、N大幅度降低，进一步降低氧含量.
通过以上控制手段，中频炉特钢优化工艺获得如下实施效果，见表3、表4。
采用优化工艺，全氧含量由原工艺30×10-6降到12×10-6，夹杂物等级也降到1级以下，大型球型夹杂物降到0.5级以下，钢水纯净度大幅度提高，与电弧炉生产优质钢材的水平相当。
4结论
（1）在铸造、特钢行业一些企业已采用中频炉生产工艺，但钢水不能脱磷及气体、夹杂物含量高制约中频炉生产工艺在铸造及特钢行业快速发展。
（2）中频炉脱磷关键技术能够将钢水中磷含量降低到0.003 %以下，与电弧炉最好脱磷水平相当。
（3）采用中频炉优化精炼工艺，大幅度降低了钢水中夹杂物含量，提升了钢水的纯净度。
（4）中频炉脱磷关键技术及中频炉优化精炼工艺，突破了原中频炉生产工艺技术瓶颈，将助力铸造、特钢行业向清洁钢铁生产方向快速发展。
参考文献：
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[3]耿振伟，安杰，李忠伟.30t中频炉的生产实践[J].工业加热，2014，43（5）：63：65.
[4]顾金才，徐卫明，褚耀.大型中频感应炉冶炼工艺的开发[J].冷热工艺，2012（2）：20～21.
Abstract：
Steelmaking with intermediate frequency furnace， as a mode of cleaner production and lower cost of production， has been widely used in a lots of casting and special steel enterprises. In the paper， important contents on development of technology of dephosphorization in intermediate frequency furnace and process of intermediate frequency furnace→LF→VD→ingots were introduced. Satisfactory practical effects furtherly showed that the clean production had a greater development prospects.
Key words： intermediate frequency furnace， technology of dephosphorization， process， clean production