鐵水脫硅

鐵水預(yù)處理脫硅開始較早，1897年曾有人用平爐進(jìn)行了脫硅脫磷的預(yù)備精煉工業(yè)試驗(yàn)，20世紀(jì)初進(jìn)行了混鐵爐脫硅，到40年代試驗(yàn)了高爐出鐵時(shí)的脫硅，中國于50年代曾在鞍山鋼鐵公司實(shí)施過預(yù)備精煉爐脫硅和高爐鐵水溝脫硅，這些都對(duì)改善平爐煉鋼的冶煉技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和提高生產(chǎn)率起了良好的作用。到了90年代，基于對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼材的需求，以及鋼鐵生產(chǎn)工藝本身節(jié)省資源和能量、減少渣量等公害的需要，日本發(fā)展了以脫硅、脫磷為目的的鐵水預(yù)處理。此后發(fā)展成兩類預(yù)脫硅工藝，一類是作為鐵水同時(shí)脫磷、脫硫的前工序，以提高其效率，這種鐵水進(jìn)入轉(zhuǎn)爐只需完成脫碳和提高溫度，爐渣減少到微量保護(hù)渣層的程度，主要生產(chǎn)高純鋼種;另一類是作為降低轉(zhuǎn)爐渣量的措施。1985年前后日本各大廠曾廣泛采用，主要在高爐爐前進(jìn)行。后來，由于高爐冶煉低硅鐵技術(shù)的發(fā)展，這類預(yù)脫硅方法已較少使用。

按處理場所不同分為在高爐出鐵過程中連續(xù)脫硅和在鐵水罐(或魚雷車)中間歇處理兩種;按加入方法有自然落下的上置法，噴槍在鐵水面上的頂噴法和噴槍插入鐵水的噴吹法等;按攪拌方法有吹氣攪拌、鐵水落下流攪拌、噴吹的氣粉流攪拌和葉輪攪拌。脫硅方式的選擇主要根據(jù)鐵水含硅量、要求處理后的含硅量和已有設(shè)備限制等條件來確定。若鐵水含硅量大于0.45%～0.50%，應(yīng)設(shè)置高爐爐前脫硅。若鐵水需預(yù)處理脫磷、脫硫，需先在鐵水罐中脫硅，將含硅量降至0.10%～0.15%以下。

出鐵場脫硅 有的脫硅劑以皮帶或溜槽自然落下加入鐵水溝，經(jīng)鐵水落下流將脫硅劑卷入進(jìn)行反應(yīng)。有的鐵水溝有落差，脫硅劑高點(diǎn)加入，過落差點(diǎn)有一段反應(yīng)距離，再設(shè)置撇渣器將脫硅渣分離。硅含量可由0.50%降至0.20%，錳也有下降。有的脫硅劑以加速添加方式進(jìn)行。一種為插入鐵水的噴槍，以高速氣粉流噴入，噴槍處鐵水溝改造為圓形反應(yīng)坑。噴槍為橫吹4孔;另一種噴槍在鐵水面上，以高速氣粉流向鐵水投射。有的投射點(diǎn)在鐵水溝，該處改造為較寬較深的反應(yīng)室。有的投射點(diǎn)在擺動(dòng)流嘴處。這些加速添加方式都改善了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件。同時(shí)還需克服噴濺過大、耐火材料侵蝕等問題。

鐵水罐脫硅 這種脫硅在專門預(yù)處理站進(jìn)行。采用插入鐵水的噴槍脫硅。脫硅劑粒度為—40～—100目，處理溫度低(約1320℃左右)，需加氧槍面吹(距鐵水面200mm左右)，防止溫度下降。當(dāng)氣體氧/固體氧在0.3～0.5范圍時(shí)，平均脫硅量0.59%，鐵水處理后溫度基本不變，氣體氧用量相當(dāng)于1.4～2.0m3/t。若上述比值增至0.6～1.0，平均脫硅量0.48%，則處理后平均升溫50℃左右。與高爐爐前脫硅相比，高爐前脫硅不需增加脫硅時(shí)間和工序，熱損失少，鐵水溫降不大。處理溫度較鐵水罐脫硅高100℃左右，但鐵水罐裝入量減少10%～30%，出鐵中的硅含量，鐵流大小和溫度較難控制，影響了脫硅效率的穩(wěn)定性。從設(shè)備上看，爐前脫硅隨出鐵溝的設(shè)置需多點(diǎn)處理，設(shè)備費(fèi)用高。但不需新建廠房。

硅一直作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)熱元素。但隨著轉(zhuǎn)爐容量增加和冶煉技術(shù)的進(jìn)步，需要由硅提供的熱量逐漸減少。又由于減少渣量對(duì)煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)改善十分有利，所以對(duì)鐵水含硅量的要求逐漸降低，尤其是需要預(yù)處理脫磷脫硫的鐵水。

根據(jù)不同的冶煉工藝和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，大致可分為以下兩種情況：(1)對(duì)需要脫磷脫硫預(yù)處理的鐵水，其硅含量分成兩種，如果使用蘇打系熔劑，則硅含量要求小于0.10%;如果使用石灰系熔劑，則硅含量要求小于0.15%。因?yàn)楦哂诖酥禃r(shí)熔劑首先用于脫硅，不能脫磷，不利于提高脫磷渣堿度和脫磷劑利用率。(2)對(duì)直接供給轉(zhuǎn)爐煉鋼的鐵水，按不同對(duì)象鋼種，以[Si]0.5%為基準(zhǔn)，改變硅含量對(duì)煉鋼時(shí)鐵礦石加入量、爐渣堿度、渣中TFe量和鐵收得率、錳鐵合金消耗、渣量和噴濺損失等對(duì)冶煉成本的影響，得出低溫(1610℃±10℃)出鋼要求的鐵水含硅量以0.20%時(shí)成本最低，大于或小于0.2%時(shí)都引起成本升高。高溫(1700℃±10℃)出鋼要求的鐵水含硅量小于0.40%，高于0.40%時(shí)則引起成本上升。