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潔凈鋼生產(chǎn)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景(二)
  發(fā)布時間:2012年10月12日 點擊數(shù):

2  潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)
2.1 鐵水預(yù)處理
  鐵水預(yù)處理按處理任務(wù)不同可分為預(yù)脫硫、預(yù)脫磷和同時脫磷脫硫(包括預(yù)脫硅)。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),70年代采用KR機械攪拌法與噴吹法的預(yù)脫硫已能將鐵水[S]降到0.00l%,80年代噴吹法預(yù)脫磷已能經(jīng)濟(jì)地將鐵水[P]降到0.005%-0015%,同時脫硫?qū)S]降到0.002%-0.010%。
  20世紀(jì)80年代以來,鐵水預(yù)處理已成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低磷、低硫鋼必不可少的經(jīng)濟(jì)工序。其目標(biāo)是將入轉(zhuǎn)爐的鐵水磷、硫含量脫至成品鋼要求水平。歐美各國鐵水預(yù)處理一般以預(yù)脫硫為主,而日本鐵水“三脫”預(yù)處理比例在90%以上。目前基于鐵水預(yù)處理的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)純凈鋼工藝主要有兩種流程:一種是基于鐵水深度預(yù)脫硫,轉(zhuǎn)爐強化脫磷,鋼水爐外噴粉脫磷、脫硫、升溫、真空精煉;另一種是基于鐵水三脫預(yù)處理,復(fù)吹轉(zhuǎn)爐少渣吹煉,鋼水爐外噴粉脫硫、真空精煉。后者具有生產(chǎn)效率高、石灰等造渣料消耗少、過程溫降小、生產(chǎn)周期短、成本低等優(yōu)點,經(jīng)濟(jì)效益顯著高于前者,適宜于我國轉(zhuǎn)爐鋼廠采用。其中鐵水三脫預(yù)處理可采用高爐爐前預(yù)脫硅、鐵水罐或混鐵車噴吹同時脫磷脫硫或分期脫磷、脫硫工藝或采用專用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐三脫工藝。
2.2 轉(zhuǎn)爐少渣冶煉工藝
  轉(zhuǎn)爐少渣冶煉是鐵水全量三脫處理后帶來的必然結(jié)果。同時簡化了轉(zhuǎn)爐冶煉功能,將脫硫、脫硅和脫磷轉(zhuǎn)移到鐵水預(yù)處理過程中實現(xiàn),轉(zhuǎn)爐只承擔(dān)脫碳(或硅)升溫的任務(wù),這有利于實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐的高速吹煉,可大幅度減輕造渣脫磷、脫硫的工藝負(fù)荷,有利于提高供氧強度,并使終點控制更加穩(wěn)定。這為轉(zhuǎn)爐進(jìn)行計算機智能控制提供了方便,可實現(xiàn)以吹煉終點的精確控制和不倒?fàn)t直接出鋼。吹煉時間和冶煉周期的縮短以及少渣倒?fàn)t次數(shù)減少,使?fàn)t襯侵蝕大幅度減輕,加之濺渣工藝技術(shù)的應(yīng)用,轉(zhuǎn)爐爐齡將會大幅度提高,使其作業(yè)率將大于95%以上。如日本JFE福山廠兩座300噸轉(zhuǎn)爐采用脫磷-脫碳雙聯(lián)工藝后,吹煉時間平均縮短2min,終點操作時間縮短1min,冶煉周期從29min降至26min,作業(yè)率提高4%。日本和歌山廠采用脫磷爐和脫碳爐雙聯(lián)冶煉,實現(xiàn)100%“鐵水三脫”預(yù)處理,l座210噸轉(zhuǎn)爐的年產(chǎn)量達(dá)到420萬噸。
另外,轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣效果對鋼的純凈度和生產(chǎn)成本的影響也很大。
2.3 爐外精煉
  鋼包精煉爐是生產(chǎn)潔凈鋼的重要設(shè)備。在煉鋼生產(chǎn)中,精煉爐具有脫硫、氣體攪拌、合金化、升溫、調(diào)節(jié)連鑄節(jié)奏和控制夾雜物形態(tài)等功能。目前,精煉可分為兩種方式,一是以LF爐為主體的非真空精煉,可實現(xiàn)攪拌、均勻鋼水成分和溫度;脫氧去除鋼中夾雜;實現(xiàn)微合金化和成分精確控制;渣洗,脫氧脫硫;喂線,實現(xiàn)夾雜物變性處理;調(diào)整溫度(包括升溫和降溫)。二是以RH為主體的真空精煉,可實現(xiàn)攪拌均勻鋼水成分和溫度;脫氧和微合金化;吹氧深脫碳;噴粉深脫硫;溫度調(diào)整等。
2.4 連鑄工藝
  連鑄工序?qū)︿摰募儍舳扔绊懞艽?,采用保護(hù)澆注、中間包冶金、新型中間包覆蓋劑、調(diào)整保護(hù)渣性能及設(shè)置電磁攪拌等手段還可繼續(xù)去除及控制夾雜物,降低廢品率。
  此外,電磁攪拌技術(shù)和輕壓下在連鑄工序得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)今世界上有400多臺方坯連鑄機安裝了電磁攪拌裝置,電磁攪拌已成為先進(jìn)方坯連鑄機的標(biāo)準(zhǔn)配置:許多板坯連鑄機也安裝了電磁攪拌和凝固末端輕壓下設(shè)備。電磁攪拌和輕壓下技術(shù)可改善鑄坯內(nèi)部凝固結(jié)構(gòu)、擴大等軸晶區(qū),從而減輕中心偏析和中心疏松。目前,奧鋼聯(lián)的動態(tài)輕壓下和新日鐵的面壓下是較先進(jìn)的輕壓下技術(shù)。
  另外,在連鑄板坯表面和內(nèi)部產(chǎn)生的缺陷與連鑄過程中的鋼液流動現(xiàn)象密切相關(guān)。特別是在為了提高生產(chǎn)率而增加拉坯速度時,容易產(chǎn)生這種缺陷。因此要實現(xiàn)高速連鑄而又不損壞鑄坯質(zhì)量,就必須引進(jìn)以前沒有的新技術(shù)。