鐵水罐脫硅出處

《冶金學名詞》第二版。 2100433B

在預處理站將脫硅劑噴吹到鐵水罐中進行脫硅的方法。

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備限制等條件來確定。若鐵水含硅量大于0.45%～0.50%，應設置高爐爐前脫硅。若鐵水需預處理脫磷、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，經鐵水落下流將脫硅劑卷入進行反應。有的鐵水溝有落差，脫硅劑高點加入，過落差點有一段反應距離，再設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。有的投射點在鐵水溝，該處改造為較寬較深的反應室。有的投射點在擺動流嘴處。這些加速添加方式都改善了反應的動力學條件。同時還需克服噴濺過大、耐火材料侵蝕等問題。

鐵水罐脫硅 這種脫硅在專門預處理站進行。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。當氣體氧/固體氧在0.3～0.5范圍時，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。從設備上看，爐前脫硅隨出鐵溝的設置需多點處理，設備費用高。但不需新建廠房。

為了給煉鋼提供成分穩(wěn)定的低硅鐵水，必須根據(jù)出鐵時的硅含量和出鐵速度確定和控制脫硅劑的輸送速度和添加量。典型的控制系統(tǒng)包括高爐熱控制模型預報鐵水含硅量，出鐵期間硅含量在線快速分析，再根據(jù)煉鋼要求的含硅量控制脫硅劑加入量。硅含量的快速分析已開發(fā)多種，生產已采用的有兩種：一種為將圓片狀試樣夾在兩電極間，其間溫差200℃，電極間熱電勢隨硅含量增加而上升。測量范圍是0～1.5%Si，精度σ=0.02%。插入試樣至顯示結果需50s。另一種為固體電解質定硅探頭，其結構為Cr·Cr₂O₃//ZrO₂—MoO//SiO₂/Si(鐵中)，用鉬絲作

高溫導線。當固體電解質外套石英管SiO₂與鐵水中硅平衡時，有如下關系：

[Si] 2[O]=(SiO₂)

從測定固體電解質/鐵水/石英套管間氧的活度得出相應的硅含量，即硅含量與輸出電勢(毫伏值)的關系。用此方法控制調節(jié)脫硅劑加入量的效果是：目標硅為0.05%～0.12%時，命中率由46%提高至77%，脫硅劑消耗減少30%。

脫硅用耐火材料

脫硅渣與高爐渣比較，前者FeO含量高。原來用Al₂O₃-SiC-C系的鐵溝耐火材料在渣線部分侵蝕嚴重。因此在渣線部分改變材質，在脫硅劑加入處擴大鐵水溝尺寸，鐵溝側壁埋設強制風冷管等。對高FeO的脫硅渣，由于SiC、C被氧化而受到侵蝕，可用Al₂O₃-MgO系耐火材料代替，耐侵蝕性主要在于成渣反應生成液相量的大小。試驗證實，當MgO/A1₂O3大于1.0時，液相的生成受到抑制，原因在于脫硅渣中FeO與MgO-Al₂O₃反應生成高熔點礦物。

影響脫硅的因素

主要有脫硅劑單耗、處理前含硅量、反應界面積(即鐵水與脫硅劑混合狀況)、脫硅劑的種類和粒度等。根據(jù)爐前脫硅和鐵水罐脫硅的生產數(shù)據(jù)，溫度在1250～1450℃范圍內，溫度變化對脫硅沒有明顯影響。

脫硅劑單耗和原始硅含量 鐵水含硅量大于0.5%時，一般每噸生鐵加入脫硅劑10～30kg、脫硅量約0.1%～0.4%，脫硅劑單耗增加，脫硅量增加，但其增加幅度減小。這與鐵水含硅量逐漸降低后脫硅氧效率降低有關。與硅以外的其他元素(C、Mn等)的氧化有關。

2100433B

鐵水預處理脫硅開始較早，1897年曾有人用平爐進行了脫硅脫磷的預備精煉工業(yè)試驗，20世紀初進行了混鐵爐脫硅，到40年代試驗了高爐出鐵時的脫硅，中國于50年代曾在鞍山鋼鐵公司實施過預備精煉爐脫硅和高爐鐵水溝脫硅，這些都對改善平爐煉鋼的冶煉技術經濟指標和提高生產率起了良好的作用。到了90年代，基于對優(yōu)質鋼材的需求，以及鋼鐵生產工藝本身節(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處理。此后發(fā)展成兩類預脫硅工藝，一類是作為鐵水同時脫磷、脫硫的前工序，以提高其效率，這種鐵水進入轉爐只需完成脫碳和提高溫度，爐渣減少到微量保護渣層的程度，主要生產高純鋼種;另一類是作為降低轉爐渣量的措施。1985年前后日本各大廠曾廣泛采用，主要在高爐爐前進行。后來，由于高爐冶煉低硅鐵技術的發(fā)展，這類預脫硅方法已較少使用。