【倡议书】请不要再妖魔化 还“中频炉”清白!

来源:SMM

稿件来源:江苏戴南不锈钢行业协会 沈培林


2017 年 2 月 13 日,中国钢铁工业协会联合中国金属学会、中国铸造协会、中国特钢企业协会和中国特钢企业不锈钢分会在征求部分钢铁企业和专家意见后,出台了《关于支持打击“地条钢”、界定工频和中频感应炉使用范围的意见》, 将“地条钢”的范围从中频炉生产建筑钢材扩大到中频炉生产不锈钢。该意见出台后,经过国家有关部门的引用,尽管争议不断,各省地方政府仍然将其作为重要的产业政策进行贯彻落实。2018 年 5 月 24 日,全国不锈钢名镇--江苏戴南镇顶着巨大压力,对全镇 390  余家涉中频炉企业全部采取停电停产措施,除 37 家铸造和 5 家具备省级工程技术中心企业恢复生产外,其余涉中频炉企业全部进行了拆除。江苏省对戴南以外的其他地区中频炉生产也采取严控措施,除生产工、模具钢等特殊质量钢及特种合金外,对用中频炉生产不锈钢的一经发现立即处理,政策把握不可谓不严,打击力度不可谓不大。一年来,一些业内专家、科技工作者以及企业主利用各种机会奔走呼号,为中频炉冶炼不锈钢鸣冤叫屈的呼声一直持续不断;更有一些企业主为了守住苦心经营多年的产品和市场,背井离乡,冒着巨大的风险,到外地租用中频炉生产不锈钢,其状之惨,闻之令人动容。日前,太原钢铁(集团)有限公司规划发展部王东海发表在《世界金属导报》的文章“浅析中频炉在不锈钢冶炼中的运用及“地条钢”的界别》经过自媒体广泛转载,在江苏业已趋于平静的特种冶炼行业再次引燃强烈的质疑和争议,恰好时值国家发改委征求“产业结构调整指导目录的意见”,不少特种冶炼行业的专家、科技工作者纷纷要求政府部门和行业组织对中频炉冶炼特殊质量钢(含不锈钢)重新进行科学界定,还“中频炉”清白。

根据王东海先生文中所述,“中频炉直接将废不锈钢熔化后连铸成坯,完全没有去气、脱磷、脱氧、脱硫和去除夹杂物的过程,生产出来的不锈钢,S、P 杂质元素、H、O、N 气体和各类大型夹杂物含量都完全没有保障,这种钢材性能质量根本无法保证”。根据王东海先生逻辑,中频炉只是简单的化钢而已,是不可能生产出合格的不锈钢产品的,所以中频炉应属于“落后产能”,生产的不锈钢也属于“地条钢”,可惜这并不符合事实。“地条钢”之所以是“地条钢”,主要是产品质量问题,戴南等地中频炉的关停,并非由于质监部门检查发现他们的产品质量不合格,他们的产品同样达标,有的还属于“高新技术”产品,有很大一部分用于出口,有的还应用于军工、核电等高端装备制造领域,面对严苛的标准,产品质量不过关能行吗?就如央视《焦点访谈》中提到的可以替代德国进口的盾构机配件,难道仅仅靠简单用不锈钢废料化钢就能生产出来的吗?用户难道都是傻子吗?事实上,在特殊质量钢(含不锈钢)生产中,中频炉和电弧炉各有特色,中频炉除了王东海先生文中所列举的特点外,和电弧炉相比,中频炉还具有一些重要特点,这些在特种冶炼行业是常识,可惜在王东海先生的文章中却没有提到, 是王海东先生不了解中频炉还是故意疏忽?原因不得而知。

中频炉一些特点归纳起来有以下几个方面:

电磁感应加热。由于加热方式不同,没有电弧加热所必需的石墨电极,从而杜绝了电极增碳的可能。通常条件下,在冶炼高合金镍铬钢时,电弧炉冶炼最低含碳量为0.06%,感应炉冶炼时可以达到 0.020%;电弧炉冶炼过程增碳量为 0.020%,感应炉为 0.010%可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金。没有电弧下的局部过热区,所以吸气的可能性减小,也为生产气体含量低的产品创造了有利条件;

熔池中存在着一定强度的电磁搅拌。电磁感应所导致的金属搅拌促进成分与温度均匀,钢中夹杂合并、长大和上浮。中频炉熔炼过程中合金元素的烧损少(原因是熔池的比表面积小、容易控制气氛、无电弧及电弧下的高温区),所以预测成分较为准确,有利于成分控制和缩短熔炼时间;

感应炉冶炼时合金元素的烧损率低于电弧炉。特别是随炉装入的返回料中铬、钒、钨、钼等合金元素的烧损率,电弧炉远高于感应炉。电弧炉冶炼时合金元素在电弧的高温下挥发损失很大,返回料中合金元素先氧化进入渣中, 然后再从渣中还原回钢液,其烧损率也明显升高。而中频炉通过感应加热熔化时昂贵合金元素损失较少,不仅节约资源和成本,也更加环保;

熔池的比表面积小。这对减少金属熔池中易氧化元素的损失和减少吸气是有利的,所以中频炉为熔炼高合金钢和合金,特别是含钛、铝或硼等元素的品种,创造了较为良好的条件;

品种多、灵活性大。中频炉输入功率调节方便, 因此可以较精确地控制熔池温度,在炉内保温,还可以分几 次出钢,为一炉熔炼几种不同成分的产品创造条件;中频炉 同一电源可向几个不同容量的炉座供电,在冶炼的容量方面, 中频炉的灵活性也较电弧炉大;

热效率高,烟尘少,对环境的污染小。。虽然中频炉的电效率较电弧炉低,但中频炉的加热方式以及比表面积小,散热少,故中频炉炉的热效率较电孤炉高。中频炉熔炼时,基本上无火焰,也无燃烧产物。吨钢每小时产生的烟尘量不超过 1kg(电弧炉为 4~14kg)。因此中频炉一般不设除尘装置。

当然,中频炉比表面积小,渣钢界面面积小,加上熔渣不能被感应加热,属于“冷渣”,流动性差,不利于渣钢界面冶金反应的进行,对脱硫、脱磷、脱氧不利。正因为如此, 中频炉熔炼对原材料的要求比电弧炉熔炼要严格,属于吃 “精料”的熔炼方法。要求定量地知道入炉的每种炉料的成分,并通过计算以保证最终产品的成分达到预定的成分, 这套计算称为配料计算,配料计算在中频炉冶炼中十分重要,并不如王东海先生所认为的“直接将废不锈钢熔化” 那么简单。

中频炉熔炼的主要原材料包括钢铁料、各种各样的合金料、中间合金、纯金属、造渣剂、脱氧剂以及特殊添加剂等, 钢和铁基合金的炉料主要是钢铁料,属于钢铁料的有炼钢生铁、工业纯铁、废钢、返回料等。感应炉熔炼所用的废钢, 通常是指各种碳素钢的切头和切尾,以及锻轧的废次品、机械加工过程中的废次品、边角余料和车刨屑等,一般不用 社会上回收的各类杂废钢。在钢与铁基合金熔炼的配料中, 要求其成分准确,表面清洁、干燥、少锈并且块度适宜。配料计算的依据只有两点:一是入炉料的成分;二是所炼产品的控制成分。当进行炉料费用最低的优化计算时,还要求知道每一种炉料的价格。要求准确地掌握每一批入炉料的成分是中频炉熔炼对原材料的一项基本要求,只有预先知道入炉料的成分,才有可能进行配料计算,成分不明的原材料是不会使用的。

中频炉生产是按产品标准生产,并因产品标准不同而分别配料和制定工艺。比如有些产品需要脱除硫、磷等杂质,但有时为了改善钢或合金的某一方面的特殊性能,还需要添加一些特殊元素,不能一概而论。例如,加磷提高钢的耐大气腐蚀和切削性能,提高金属液的流动性,加硫生产易削钢等。符合产品质量标准的产品凭什么是“地条钢”?这种观点是难以服众的。中频炉也并非王东海先生所说的不能去气、脱氧、脱硫和去除夹杂物。扩散脱氧就是中频炉常用的脱氧方法,此外还有沉淀脱氧;中频炉在冶炼特殊钢和合金时,可以通过精炼剂脱硫,金属脱硫剂是比较常用的脱硫剂,碱性炉渣脱硫是感应炉最常用的脱硫方法;中频炉熔炼一般采用浮生法去除非金属夹杂物,使夹杂物浮至金属熔体与炉渣界面而被熔渣吸收。中频炉在熔化期通过高碱度底渣的强碱性脱硫,在精炼期完成脱氧、合金化和调整钢液成分、温度等任务;中频炉为了减少合金元素损失,必须控制炉气和炉渣的氧势,因此熔炼过程中就不能用氧化的办法脱磷, 当熔炼低磷钢种时,一般使用低磷原材料。另外,低氧势脱磷在中频炉中也得到应用,金属 钙和硅 钙合金可以作为低氧势脱磷剂,在熔炼不必担心增碳的品种钢时可以用碳 化 钙作为低氧势脱磷剂。

综上所述,鉴于中频炉具有上述特点,作为最重要的特种冶炼方法,中频炉在高合金钢和合金的冶炼方面一直占有重要的位置。它可以配套 AOD、VD 生产,还可以同电渣重熔、真空自耗等二次精炼组成双联工艺进行生产。因此, 中频感应炉冶炼已成为高速工具钢、模具钢、耐热钢、不锈 钢、高温合金、电热合金、精密合金等特种钢与合金生产的 重要冶炼方法,并得到了广泛的应用。在使用金属返回料 生产特殊质量钢和合金方面与电弧炉相比,不仅仅是具有一 定合理性的问题,在某些方面具有明显的优势。近年来, 感应炉在设备和工艺方面都有着长足的进步,产品质量和品 种范围明显提高和扩大,随着一些新技术的如合金的镁处理、低氧势脱磷、吹氩、喷粉、喷吹氩氧混合气体脱碳、钢液的 氢 气精炼等推广应用,感应炉在特殊质量钢和合金生产中作 用将会越来越大,我国一些工、模具钢、特种合金龙头企业 的高端产品也正是使用中频炉配套各种精炼工艺生产的。至 于王东海先生文中所提到的“电弧炉不锈钢冶炼工序增加了中频炉熔化铬铁、镍铁合金工序”,甚至还异想天开规定中 频炉和电弧炉大小比例,这或许是太钢自己的实践和认知, 但不能不顾条件将自己的标准强加于人。举例说明,王东海 先生文中既然已经肯定了用镍铁水直接进 AOD 冶炼不锈钢工艺的合理性,以此推理,难道用中频炉熔化镍铁块再进入AOD 精炼不可以吗?这种情况还有必要一定经过电弧炉吗? 还需要规定中频炉和电弧炉的大小比例吗?其实哪些品种

可以用中频炉生产,哪些需要通过电弧炉生产,工艺路径要视具体原料和产品确定,如果人为限定其工艺无异于固步自封、画地为牢,只会贻笑大方的。

事实上,中频炉利用不锈钢废钢和返回料生产不锈钢一般产品方面比电弧炉更节能、更环保、更灵活,更能实现合金元素的综合利用,在小规模、多品种方面更具有竞争优势。我们不能要求普通的不锈钢制品都要执行航空航天、核电用材的标准,那反而是资源浪费。近年来,随着一些中频炉冶炼新技术的推广应用,现在不仅不能将中频炉冶炼不锈钢定性为“落后产能”,更不能随便将其定性为“地条钢”,毕竟,普通不锈钢制品和“地条钢”建筑钢材的社会危害性是不能相提并论的。同样用中频炉冶炼,我们既然能对铸造产品(甚至包括普通钢、铁制品)包容,为什么不锈钢的轧制产品却不行,这岂不是违反科学常识吗?过去多年来,江苏戴南镇历届政府其实都在大力推行集中熔炼,但却没有能够实现,这并不是产能问题,产能只是近几年的要求,根本原因还在于将中频炉定性为了落后产能,集中熔炼就必须采用电弧炉冶炼,而电弧炉恰恰无法实现节能和资源的综合利用以及多品种的要求。当然,戴南政府对中频炉企业进行集中整治也是必要的,因为当地众多中频炉企业的无序发展对整体生态环境已经造成一定负面影响,特别是一些作坊式企业,在环境、安全方面存在较大隐患,在产品质量方面也存在良莠不齐的情况,必须进行整治和规范。但必须指出的是, 这种整治只能局限于“散、乱、污”治理和市场规范的问题,不应该扩大到对中频炉冶炼不锈钢工艺的整体否定,即使几百家企业都用电弧炉生产,也同样会出现“散、乱、污”的问题,也同样会出现以次充好的问题,这和中频炉生产工艺并不相干。央视“焦点访谈”只是曝光了一些应该整治的作坊式企业,但戴南同样有一批产品质量好、生产组织规范的优秀中频炉特种冶炼企业。

我们不赞同王东海先生对“中频炉”应用进行简单、武 断、粗暴的界定,因为这是对特种冶炼行业广大科技工作者 以及科研院所、大专院校专家学者多年研发创新努力的否定 和侮辱!但另一方面,我们要坚决维护王东海先生讲话的权 利。同样道理,我们希望政府有关部门对王东海先生观点反 对和质疑的声音,能给予其平等表达观点和意见的权利,在 科学问题上谁也没有权力搞“一言堂”。国家打击“地条钢” 建筑钢材时,全社会是同仇敌忾;但将中频炉冶炼不锈钢界定为“地条钢”和“落后产能”,一开始就伴随着巨大的质 疑和争议,反对的不仅仅是企业主,还有科研院所专家、地 方政府部门和行业组织。在其后贯彻国家相关政策的过程中, 无论是省里还是国家的行业专家因此都会陷入两难局面,一 方面认可其工艺合理、质量合格,另一方面又得按“落后产 能”进行定性,最后只能给出“虽然政策不合理,但必须执 行”的结论。因为政策的不严谨,江苏一些地方政府部门不 得已对特种冶炼项目全部停批,占全国 70%产量的高温合金产业也差点被“一刀切”全部关停;为了符合政策的要求, 还有一些企业不得已放弃多年研发的先进工艺和产品,转而 用落后的工艺生产落后的产品。因此,我们建议国家主管部 门对具有较大争议、影响千家万户中小企业生存发展的科学 问题和政策措施一定要认真调查研究,公平听取各方意见, 科学界定、认真评估、谨慎决策,以免造成专家学者不满, 被关停的企业主不服,社会积怨增加的被动局面。当前,也 有相当社会舆论认为,妖魔化中频炉正是国进民退、打压民 营中小企业的表现。我们真诚希望国家主管部门、协会学会 组织行业专家,特别是对中频炉冶炼特殊质量钢(含不锈钢) 和合金存有疑虑的专家到基层企业来实地调研,面对面交流, 对生产的全流程进行现场考察,对产品质量当场检验,实事 求是做出判断,为精准施策提供依据。同时,我们也呼请业 内某些专家,要尊重科学,实事求是,对中频炉应用进行客 观评价,做良心专家。切不可为了一己利益,采取选择性失 明,误导国家产业政策制定,阻碍我国金属材料特种冶炼行 业的发展,做历史的罪人!这是江苏省特种冶炼行业广大科 技工作者的共同呼声!


业内人士声音:

针对有色金属镍来说是环保再生利用,戴上钢的帽子就被归类至地条钢。镍本身就是跨两个板块类的商品。不能用政策一刀切来定论。


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