洁净钢生产的研究现状及发展前景(二)
  发布时间:2012年10月12日 点击数:

2  洁净钢生产技术
2.1 铁水预处理
  铁水预处理按处理任务不同可分为预脱硫、预脱磷和同时脱磷脱硫(包括预脱硅)。大规模工业生产,70年代采用KR机械搅拌法与喷吹法的预脱硫已能将铁水[S]降到0.00l%,80年代喷吹法预脱磷已能经济地将铁水[P]降到0.005%-0015%,同时脱硫将[S]降到0.002%-0.010%。
  20世纪80年代以来,铁水预处理已成为生产优质低磷、低硫钢必不可少的经济工序。其目标是将入转炉的铁水磷、硫含量脱至成品钢要求水平。欧美各国铁水预处理一般以预脱硫为主,而日本铁水“三脱”预处理比例在90%以上。目前基于铁水预处理的转炉生产纯净钢工艺主要有两种流程:一种是基于铁水深度预脱硫,转炉强化脱磷,钢水炉外喷粉脱磷、脱硫、升温、真空精炼;另一种是基于铁水三脱预处理,复吹转炉少渣吹炼,钢水炉外喷粉脱硫、真空精炼。后者具有生产效率高、石灰等造渣料消耗少、过程温降小、生产周期短、成本低等优点,经济效益显著高于前者,适宜于我国转炉钢厂采用。其中铁水三脱预处理可采用高炉炉前预脱硅、铁水罐或混铁车喷吹同时脱磷脱硫或分期脱磷、脱硫工艺或采用专用复吹转炉三脱工艺。
2.2 转炉少渣冶炼工艺
  转炉少渣冶炼是铁水全量三脱处理后带来的必然结果。同时简化了转炉冶炼功能,将脱硫、脱硅和脱磷转移到铁水预处理过程中实现,转炉只承担脱碳(或硅)升温的任务,这有利于实现转炉的高速吹炼,可大幅度减轻造渣脱磷、脱硫的工艺负荷,有利于提高供氧强度,并使终点控制更加稳定。这为转炉进行计算机智能控制提供了方便,可实现以吹炼终点的精确控制和不倒炉直接出钢。吹炼时间和冶炼周期的缩短以及少渣倒炉次数减少,使炉衬侵蚀大幅度减轻,加之溅渣工艺技术的应用,转炉炉龄将会大幅度提高,使其作业率将大于95%以上。如日本JFE福山厂两座300吨转炉采用脱磷-脱碳双联工艺后,吹炼时间平均缩短2min,终点操作时间缩短1min,冶炼周期从29min降至26min,作业率提高4%。日本和歌山厂采用脱磷炉和脱碳炉双联冶炼,实现100%“铁水三脱”预处理,l座210吨转炉的年产量达到420万吨。
另外,转炉出钢挡渣效果对钢的纯净度和生产成本的影响也很大。
2.3 炉外精炼
  钢包精炼炉是生产洁净钢的重要设备。在炼钢生产中,精炼炉具有脱硫、气体搅拌、合金化、升温、调节连铸节奏和控制夹杂物形态等功能。目前,精炼可分为两种方式,一是以LF炉为主体的非真空精炼,可实现搅拌、均匀钢水成分和温度;脱氧去除钢中夹杂;实现微合金化和成分精确控制;渣洗,脱氧脱硫;喂线,实现夹杂物变性处理;调整温度(包括升温和降温)。二是以RH为主体的真空精炼,可实现搅拌均匀钢水成分和温度;脱氧和微合金化;吹氧深脱碳;喷粉深脱硫;温度调整等。
2.4 连铸工艺
  连铸工序对钢的纯净度影响很大,采用保护浇注、中间包冶金、新型中间包覆盖剂、调整保护渣性能及设置电磁搅拌等手段还可继续去除及控制夹杂物,降低废品率。
  此外,电磁搅拌技术和轻压下在连铸工序得到了广泛应用。当今世界上有400多台方坯连铸机安装了电磁搅拌装置,电磁搅拌已成为先进方坯连铸机的标准配置:许多板坯连铸机也安装了电磁搅拌和凝固末端轻压下设备。电磁搅拌和轻压下技术可改善铸坯内部凝固结构、扩大等轴晶区,从而减轻中心偏析和中心疏松。目前,奥钢联的动态轻压下和新日铁的面压下是较先进的轻压下技术。
  另外,在连铸板坯表面和内部产生的缺陷与连铸过程中的钢液流动现象密切相关。特别是在为了提高生产率而增加拉坯速度时,容易产生这种缺陷。因此要实现高速连铸而又不损坏铸坯质量,就必须引进以前没有的新技术。