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微波設(shè)備煉鋼作為一種全新的煉鋼技術(shù)對于促進世界冶金的發(fā)展和變革有著突出的意義。
在微波設(shè)備煉鋼過程中，鐵礦石通過傳統(tǒng)方式被壓碎、輾磨和濃縮，然后和磨成粉的煤炭及石灰石混和。這里煤炭作為還原劑，通過放熱氧化反應(yīng)成為輔助熱源，石灰石則充當(dāng)助熔劑。與傳統(tǒng)煉鋼相比，微波煉鋼使用的是資源較為豐富的煤炭，而非高價格的焦炭。在溫度1000℃、空氣存在的條件下，煤炭與空氣中氧反應(yīng)生產(chǎn)CO2，在足量煤炭存在下，最終爐子里只存在CO，鐵礦石粉小球在CO氣氛中直接生成鋼，從而省去了“注氧除碳”這一步驟，其反應(yīng)溫度的控制通過電弧爐也很容易完成。整個煉鋼過程不但節(jié)省時間，而且節(jié)約能源。據(jù)計算，其與傳統(tǒng)煉鋼相比節(jié)省能源可達48.5%。
高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)過了不斷的改進，仍是當(dāng)前最基本的煉鋼技術(shù)。鐵礦燒結(jié)球團、焦炭、石灰石裝入高爐后，吹入高速熱空氣，部分消耗焦炭產(chǎn)生CO和熱，鐵礦燒結(jié)球團被CO還原成鐵。被還原出來的鐵水然后被送到氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐(BOF)中，在那里純氧被吹入鐵水，除碳而得到鋼。作為一種技術(shù)革新，微波協(xié)助電弧爐煉鋼是通過聯(lián)合微波、電弧和放熱加熱完成整個煉鋼過程。這種技術(shù)能從由濃縮鐵礦、煤和熔劑組成“生球”中直接得到鋼液，整個過程中不需要煉焦、燒結(jié)、高爐冶鐵以及吹氧煉鋼等步驟。該技術(shù)可充分利用微波的體加熱、能源高效吸收以及高速化學(xué)反應(yīng)等特點。
通常，非導(dǎo)電材料的導(dǎo)熱性能非常差，外部加熱方法往往不能使其有效升溫。對于濃縮氧化鐵這種粉末材料尤其如此，這是傳統(tǒng)煉鋼中的一個基本問題。而微波加熱具有極高的加熱效率，微波加熱對于粉末材料包括聚結(jié)的粉末材料更有效，其加熱效率高達90%~95%。兩位科學(xué)家的試驗結(jié)果表明，磁鐵礦在微波加熱條件下，一分鐘內(nèi)溫度可升至1000℃，這就解決了煉鋼中基本的熱轉(zhuǎn)換問題。