進(jìn)入21世紀(jì)后，鋼鐵企業(yè)也發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，從過去單純要求低成本、高品質(zhì)，到現(xiàn)在還要求充分發(fā)揮其能源轉(zhuǎn)換功能，通過節(jié)能減排，基本消除自身對環(huán)境造成的污染，同時要求鋼鐵廠具有大量處理社會廢棄物并融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會的功能。同時新一代煉鋼工藝流程的興起將成為歷史必然。
轉(zhuǎn)爐冶煉純凈鋼技術(shù)
當(dāng)前，世界轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展趨勢是提高鋼水潔凈度，即大大降低吹煉終點時的各種夾雜物含量，要求S低于0.005%;P低于0.005%;N低于20ppm。采用復(fù)合吹煉、對熔池進(jìn)行高水平攪拌并采用現(xiàn)測手段及控制模型，可嚴(yán)格控制化學(xué)成分及終點溫度。減少補(bǔ)吹爐次比例，降低噸鋼耐材消耗。
鐵水預(yù)處理對改進(jìn)轉(zhuǎn)爐操作指標(biāo)及提高鋼的質(zhì)量意義重大。美國及西歐各國鐵水預(yù)處理只限于脫硫，而日本鐵水預(yù)處理則包括脫硫、脫硅及脫磷。
日本所有轉(zhuǎn)爐鋼廠，美、歐幾十家鋼廠以及其它國家的所有新建鋼廠，在轉(zhuǎn)。爐上都裝有檢測用的副槍，在預(yù)定的吹煉時間結(jié)束前的幾分鐘內(nèi)正確使用此槍可保證的含碳量及鋼水溫度命中率，使90%~95%的爐次都能在停吹后立即出鋼，即無需再檢驗化學(xué)成分，當(dāng)然也就無需補(bǔ)吹。此外，這也使產(chǎn)量提高，使補(bǔ)襯磨損大大減少。
純凈鋼生產(chǎn)是個系統(tǒng)工程，必須從整體考慮建立純凈鋼生產(chǎn)體制，應(yīng)從鋼鐵生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)抓起，以降低各雜質(zhì)含量。只擁有先進(jìn)單元冶煉工藝技術(shù)是不能穩(wěn)定地生產(chǎn)出純凈鋼的，必須將所有先進(jìn)的單元冶煉工藝技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化，才能穩(wěn)定地大規(guī)模、低成本地生產(chǎn)純凈鋼。
轉(zhuǎn)爐“負(fù)能”煉鋼技術(shù)
轉(zhuǎn)爐“負(fù)能”煉鋼，是指轉(zhuǎn)爐煉鋼工序消耗的總能量小于回收的總能量，轉(zhuǎn)爐工序不但不消耗能源，反而外供能源。轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)實現(xiàn)“負(fù)能”煉鋼可以降低煉鋼生產(chǎn)成本和噸鋼綜合能耗。轉(zhuǎn)爐工序“負(fù)能”煉鋼業(yè)已成為衡量一個現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)煉鋼生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，所以國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼廠均把能否實現(xiàn)“負(fù)能”煉鋼作為煉鋼廠提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的重大工藝技術(shù)加以深入研究。
要實現(xiàn)“負(fù)能”煉鋼，必須千方百計地提高轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽的回收數(shù)量與品質(zhì)，同時使回收的蒸汽得以利用。轉(zhuǎn)爐煤氣干式回收系統(tǒng)(LT法)是較為先進(jìn)的煤氣回收系統(tǒng)，它是提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收水平的重要技術(shù)支持。
LT法凈化回收技術(shù)在國際上已被認(rèn)定為今后的發(fā)展方向，它可以部分或完全補(bǔ)償轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的全部能耗，有望實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐無能耗煉鋼的目標(biāo)。
“十一五”期間，我國重點大中型鋼鐵企業(yè)中，只有少數(shù)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)全年“負(fù)能”煉鋼，大部分企業(yè)還沒有做到負(fù)能煉鋼，尤其是中、小型轉(zhuǎn)爐。
為進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐“負(fù)能”煉鋼技術(shù)的應(yīng)用，在提高煤氣回收質(zhì)量和減少蒸汽放散量方面:應(yīng)優(yōu)化鍋爐設(shè)計，提高蒸汽壓力和品質(zhì);開發(fā)真空精煉應(yīng)用轉(zhuǎn)爐蒸汽的工藝技術(shù)，增加煉鋼廠本身利用蒸汽能力;發(fā)展低壓蒸汽發(fā)電技術(shù)，提高電能轉(zhuǎn)化效率;在優(yōu)化轉(zhuǎn)爐工藝方面:可采用供氧技術(shù)，縮短冶煉時間，加快鋼包周轉(zhuǎn);努力降低鐵鋼比，增加廢鋼用量;采用鐵水“三脫”預(yù)處理技術(shù)減少轉(zhuǎn)爐渣;優(yōu)化復(fù)合吹煉工藝，降低氧耗，提高金屬收得率;采用自動煉鋼技術(shù)，實現(xiàn)不倒?fàn)t出鋼;改善鐵鋼界面，提高鐵水溫度;采用單一鐵水罐進(jìn)行鐵水運輸，
降低鐵水溫降損失等。
雖然“負(fù)能”煉鋼并未全部涵蓋煉鋼全工藝過程能量轉(zhuǎn)換與能量平衡，不能作為整體評價煉鋼工序能耗水平的標(biāo)準(zhǔn)，但國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)都把實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐:“負(fù)能”煉鋼作為重要指標(biāo)。我國轉(zhuǎn)爐鋼比例超過80%，因此“負(fù)能”煉鋼技術(shù)推廣對鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)意義重大。
廢鋼預(yù)熱型電弧爐技術(shù)
電弧爐煉鋼期間產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵泻写罅康娘@能和化學(xué)能，隨電弧爐用氧不斷強(qiáng)化，產(chǎn)生大量高溫?zé)煔馐篃釗p失增加，噸鋼廢氣帶走熱量超過150kWh/t。這是電弧爐冶煉過程中的一部分能量損失，充分回收這部分能量來預(yù)熱廢鋼可以大幅度地降低電能消耗。理論上廢鋼預(yù)熱溫度每增加100°C，可節(jié)約電能20kWh/t。若考慮到能量的有效利用率，一般來講，廢鋼預(yù)熱溫度每增加100°C可節(jié)約電能15kWh/t左右。因此，利用煙氣所攜帶的熱量來預(yù)熱廢鋼是電爐鋼節(jié)能降耗的重要措施之一。
目前，較具競爭力的廢鋼預(yù)熱方式主要有Consteel 系統(tǒng)和手指豎爐式電弧爐。Consteel連續(xù)煉鋼爐是使廢氣和廢鋼在電爐長煙道內(nèi)逆向移動預(yù)熱廢鋼，經(jīng)預(yù)熱的廢鋼和溶劑連續(xù)加入熔池，由鋼水熔化而非由電弧直接熔化，可實現(xiàn)定:期出鋼。Consteel工藝的優(yōu)點是電極向已形成的熔池和泡沫渣供電，電弧穩(wěn)定，大大降低了因電壓閃爍和諧波電流畸變對供電質(zhì)量的影響，比較適于電網(wǎng)能力較小的地區(qū)建設(shè)電爐。
手指豎爐式電爐利用豎爐內(nèi)廢鋼流與廢氣間的連續(xù)逆向流動，回收廢氣及二次燃燒產(chǎn)生的熱量，實現(xiàn)了廢鋼高溫預(yù)熱;同時廢鋼料柱可對含塵煙氣進(jìn)行初級過濾，減少粉塵排放量。豎爐上裝備的能夠托住廢鋼的手指狀裝置，利用前一爐廢氣預(yù)熱下一爐籃廢鋼;手指打開后，籃廢鋼進(jìn)入爐膛，同時加入第二籃廢鋼。第二籃廢鋼在豎爐內(nèi)預(yù)熱并逐步進(jìn)入熔池直至熔化，實現(xiàn)了廢鋼預(yù)熱，現(xiàn)代電弧爐技術(shù)進(jìn)展的另一特點是電能不再是熔化廢鋼的能源。氧燃燒嘴、碳氧槍、二次燃燒等輔助能源噴吹技術(shù)形成電爐的燃燒控制中心，對電爐節(jié)能越來越重要;而引入輔助能源的關(guān)鍵是如何提高能量有效利用率。手指豎爐式電爐成功利用爐內(nèi)噴吹和余熱回收技術(shù)，實現(xiàn)了能量控制。
我國安陽鋼鐵集團(tuán)公司手指豎爐式電弧爐煉鋼生產(chǎn)實踐表明，其100t電爐采用35%熱裝鐵水+65%廢鋼的原料結(jié)構(gòu)冶煉指標(biāo)分別達(dá)到電耗209kWh/t、電極消耗1.14kg/t、通電時間32min，超過原設(shè)計指標(biāo)。安鋼的成功實踐必將為我國廢鋼預(yù)熱節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步提供有益的經(jīng)驗。連鑄技術(shù)連鑄實質(zhì)上就是提高單位時間的高質(zhì)量鑄坯的產(chǎn)量，高的鑄坯質(zhì)量是前提，高的拉坯速度、高的作業(yè)率及高的連澆率等是手段。高作業(yè)率、高連澆率、高拉速、無缺陷鑄坯是連鑄技術(shù)的主要內(nèi)容。
提高拉坯速度無疑是提高生產(chǎn)率、提高連鑄機(jī)效率最直接、最根本的技術(shù)經(jīng)。濟(jì)指標(biāo)，但要穩(wěn)定高拉速生產(chǎn)，就要有結(jié)晶器(優(yōu)化了的結(jié)構(gòu)、形狀、的材質(zhì)、合理的冷卻系統(tǒng)、完善的振動系統(tǒng)等);穩(wěn)定的接近凝固溫度的澆鑄技術(shù);中間包鋼水調(diào)溫技術(shù);二次冷卻制度的合理化;先進(jìn)的連續(xù)矯直技術(shù)等等，才能穩(wěn)定高拉速生產(chǎn)。
作業(yè)率、連澆率也是連鑄機(jī)的一個重要指標(biāo)。鑄機(jī)效率提高的主要目標(biāo)。是實現(xiàn)鑄機(jī)的“無維修操作”，即鑄機(jī)不要停機(jī)在線檢修，而采用設(shè)備診斷技術(shù)進(jìn)行預(yù)防維修，定期更換設(shè)備。實行整體吊裝、快速更換、離線維修撿查，使鑄機(jī)經(jīng)常保持在正常操作狀態(tài)，同時還要千方百計地縮短生產(chǎn)過程中的準(zhǔn)備間隙時間。
我國未來連鑄技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以連鑄率生產(chǎn)、穩(wěn)定拉速為目標(biāo)，對鐵水預(yù)處理--煉鋼--二次精煉進(jìn)行協(xié)同研究與改進(jìn)，使之與化連鑄工序?qū)崿F(xiàn)合理匹配，協(xié)同和連續(xù)運行。同時要研究為穩(wěn)定和提高鑄坯質(zhì)量的各種技術(shù)和管理措施。加強(qiáng)對連鑄機(jī)專業(yè)化分工的研究，要根據(jù)不同特點連鑄機(jī)與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系，并在生產(chǎn)流程優(yōu)化的基礎(chǔ)上，推行連鑄機(jī)專業(yè)化分工模式，改變“鑄機(jī)”的概念，從而建立更為合理、、穩(wěn)定的生產(chǎn)流程。