铁水预处理技术概述
发布日期： 2020-06-05 10:44:42 阅读量（734） 作者：铁水预处理，俗称“三脱"，是对高炉出产的铁水进行脱硫、脱磷、脱硅处理。上世纪60~70年代，为改善钢材质量，扩大钢材品种，铁水预处理技术由日本首先开发成功，并得到迅猛发展。进入90年代，由于近终形连铸技术的发展和对钢材的超纯度、高强度等性能的更高要求，国内外建立起大规模的纯净钢生产体系，铁水预处理开始向深度脱硫、脱磷方向发展，钢水的纯净度已达到([S]+[P]+[如+[H]+T[O]+[C])≤100x10-6。北美、西欧和原苏联钢铁企业主要对铁水进行预脱硫处理，而日本多数钢铁企业则已实现全量铁水三脱处理[3]。我国对铁水“三脱技术"的研究较晚，20世纪80年代，宝钢、武钢、太钢于20世纪80年代相继从日本、美国等引进了铁水“三脱"技术及铁水罐、混铁车设备，经过一系列的攻关研究，目前我国铁水预处理技术己趋成熟。目前，武钢和包钢的铁水预处理技术已接近国际先进水平。
1、铁水预脱硫
为了满足工业中某些领域对钢材高强度、低温韧性、良好的冷成型性能及焊接性能的要求，必须对钢中杂质特别是硫含量进行限制。转炉受到炉内热力学条件限制，脱硫率仅40%左右，难以满足低硫钢的要求。因此，在高炉和转炉间用专门的设备进行炉外预脱硫已成为一种趋势。
目前，我国预脱硫技术已趋成熟，实际工业生产中主要有KR机械搅拌法、喷枪喷吹法(T・D・S法)等。
喷吹法是在一定压力下，通过喷枪把一定流量的脱硫剂喷入到铁水中进行脱硫处理。喷吹法设备简单，在铁水预脱硫中占绝对优势，但是铁水和脱硫剂的动力混合有待提高。目前，双喷枪、鱼雷罐底部喷气搅拌、自由喷枪等的研究均是对提高喷吹搅拌动力学的尝试。
KR搅拌法是利用搅拌器旋转搅拌铁水，使加入的脱硫剂和铁水混合、反应而达到脱硫的目的。该法动力学条件好，较容易实现深脱硫，但设备复杂且价格昂贵。图1.1所示为铁水包喷吹法和KR脱硫法的示意图。
图1铁水包KR法和喷吹法脱硫示意图
铁水预脱硫剂主要有苏打(Na2CO3)、电石(CaC2)、石灰(CaO)、金属镁以及复合脱硫剂，其中，W(Mg)=10%～12%的Mg基脱硫剂具有深脱硫能力，铁水终脱硫可达到≤0.005%的要求。目前，国内钢铁企业多采用钙质粉剂(CaO或CaC2粉)和镁粉复合脱硫剂。由于镁与氧具有极强的亲和力，因此必须对镁进行钝化处理，工业生产中应用最广的是覆膜混合镁粒，即在镁粒中混入多于10%的惰性物质。
2、铁水预脱硅
铁水预脱硅是在铁水预脱磷的基础上发展起来的。由于磷的氧势比硅的氧势高，氧化脱磷时Si先于P而氧化，因此脱磷前须进行铁水预脱硅，以减少石灰加入量和渣量，提高脱磷效率。
铁水预脱硅主要有高炉铁水沟连续脱硅和在鱼雷式混铁车(或铁水包)喷吹脱硅(顶吹氧气)两种。当铁水中硅含量大于0.4%~0.50%时，应在高炉炉前进行脱硅;若铁水需进行脱磷脱硫预处理，需先将硅含量降至0.10%~0.15%以下，脱硅过程在铁水罐中进行。
预脱硅主要采用固体氧化剂(铁磷、铁矿石或铁精矿粉)、气体氧化剂(氧气或空气)和石灰。用于出铁场脱硅时，脱硅剂粒度一般小于5mm;用于铁水罐脱硅时，脱硅剂粒度较小，一般为0.542mm~0.147ram。
3、铁水预脱磷
对于绝大多数钢种来说，磷是有害元素，磷在α铁中不大于0.20%时，会破坏钢的韧性和塑性，特别是低温条件下，造成“冷脆";且磷使钢的偏析度增大，对焊接性能不利。因此要限制钢中磷的含量，一般普通钢中P含量要低于0.045%，优质钢低于0.030%，特优钢低于0.025%。
铁水预脱磷的处理方法有混铁车和铁水罐喷吹法、顶加溶剂机械搅拌法(KB)以及吹气搅拌法。
预脱磷剂主要有FeO-CaO-CaF2或苏打(NaEC03)。苏打既能氧化[P]，又能生成磷酸钠留在渣中;石灰系脱磷剂中的氧化铁或氧气将[P]氧化成P205，其再与石灰反应生成磷酸钙留于渣中。
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