電爐與轉爐冶煉特殊鋼優劣分析
近年來，面對我國廢鋼資源的日益短缺，優質廢鋼價格和用電成本居高不下的現實，我國以電弧爐作為主要冶煉工藝的特殊鋼企業也開始致力于研究用轉爐冶煉特殊鋼的工藝技術。目前，國外用轉爐生產的特殊鋼已占特殊鋼總量的60%左右（日本更高，約占70%）。特殊鋼中的主要鋼種如：軸承鋼、齒輪鋼、彈簧鋼以及冷鐓鋼等均可采用“高爐供熱鐵水→轉爐+二次精煉→連鑄→連軋”工藝生產。目前，我國重點普鋼企業的轉爐都已配備了RH和LF等二次精煉手段，而且已有相當比例的優特鋼產品被普鋼企業以低成本、低價格的絕對優勢所占領。在未來鋼鐵工業的發展中，科學合理地選擇特鋼冶煉工藝流程是每個企業都非常關注的課題。
1、特殊鋼生產工藝
目前，特殊鋼生產工藝流程主要有3種：
（1）電爐流程：電爐→二次精煉→連鑄→軋制。
（2）轉爐流程：高爐→鐵水預處理→轉爐→二次精煉→連鑄→軋制。
（3）特種冶金：真空感應熔煉、電渣重熔、真空電弧重熔、電子束熔煉、等離子熔煉等→鍛造或軋制。
由于早期特殊鋼大都采用電爐冶煉，習慣上形成了特殊鋼廠就是電爐鋼廠，特殊鋼一定要用電爐冶煉，而電爐一定要生產特殊鋼才夠水平，才可以有好的經濟效益。這主要是由于早期電爐煉鋼的特點和特殊鋼本身產品特點決定的。電爐煉鋼是依靠電能感應的物理熱進行冶煉的，可在爐內熔化大量合金和廢鋼鐵，這樣電爐鋼在合金化等方面較轉爐煉鋼有一定的優越性。但其缺點是冶煉周期長、生產效率低、電價昂貴、成本高的爐容小等。又由于特殊鋼產品有合金含量高、多品種、小批量和附加值高等特點，因此早期用電爐冶煉特殊鋼達到了揚長避短之目的，但同時人們也一直認為轉爐主要是用來冶煉普通鋼的。
隨著社會廢鋼資源的積累，直接還原技術的開發，電力工業的發展，電爐煉鋼技術（大容積電爐、超高功率電爐等）、鐵水預處理和爐外精煉技術的飛速發展，電爐鋼廠越來越多地轉向生產普通鋼，而轉爐鋼廠越來越多地生產特殊鋼。
2、電爐與轉爐生產流程的優劣勢分析
鐵水預處理及二次精煉技術的發展，使得轉爐流程在特殊鋼生產方面發揮了重要的作用。轉爐流程生產特殊鋼技術首先是由日本開發的。日本于1957年引進氧氣轉爐技術，1961年使用轉爐生產特殊鋼28萬t，占當時特殊鋼產量的10%；1967年生產156萬t，占23%；1971年生產528萬t，占51%；1985年產量達1200萬t，近年來一直保持在1000萬t以上的水平，占特殊網產量的70%左右。
2.1 電爐流程的優劣勢
①電爐煉鋼配以LF/VD二次精煉生產特殊鋼的優勢在于使用化學性質為中性的電弧作為熱源，冶煉過程中加熱與化學反應相互獨立，從而保證了工藝的靈活性。又由于允許加入較多數量的合金，因而在生產高合金鋼方面具有更明顯的優勢。電爐煉鋼工藝適合于生產小批緹、多品種、合金含量較高的鋼種。
②由于電爐加熱鋼水時會使熔池增碳，而電爐冶煉過程成分控制較為容易，故其優勢鋼類為中、高碳鋼和高合金鋼。由于電弧區鋼液吸氮，因而難以生產氮含量低的產品。
③電弧加熱爐料時，產生的物理熱大部分被包圍在爐料中，而且帶走的熱損失少，所以熱效率比轉爐煉鋼法要高。但使用小容量的電弧爐生產特殊鋼的首要問題在于無法配置有效的二次精煉手段；其次是裝備水平難以提高，影響了成分和溫度的精確控制；第三是由于出鋼量小，爐間成分波動范圍大。
④消耗高、生產成本高。現代大型超高功率電爐技術的不斷完善，基本解決了上述問題。
2.2 轉爐流程的優劣勢
①鐵水的純凈度和質量穩定性均優于廢鋼。
②采用鐵水預處理工藝，進一步提高鐵水純凈度：[S]≤0.005%，[P] ≤0.01%。
③氧氣轉爐煉鋼配以RH二次精煉的工序優勢在于極高的生產速率和優異的純凈度，因而適于低碳/超低碳、低殘余元素的鋼種，尤其是批量很大、合金含量較低的鋼種。
④轉爐的終點控制水平高，渣鋼反應比電爐更接近平衡。
⑤轉爐鋼水的氣體含量低，N≤20ppm，H≤3ppm。
⑥由于冶煉過程所需的能量依靠鋼中易氧化元素與氧作用而釋放的化學能供應，因而溫度控制與冶金過程密切相關，工藝靈活性較差。
⑦轉爐冶煉周期短，生產效率高，易于與精煉、連鑄形成高效化生產。
⑧轉爐與LF爐匹配，可靈活生產高、中碳及含有一定合金量的低合金鋼。
⑨轉爐冶煉是采用化學熱和物理熱，富裕熱量只能熔化10%-15%廢鋼或合金，故不適宜冶煉高合金鋼，尤其不適宜煉合金工具鋼，難熔鎢鐵等高熔點合金。
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