铁水预处理技术的发展动态

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铁水预处理是指铁水在进入炼钢炉进行冶炼前，为除去某种有害成分或回收某种有益成分的处理过程。铁水预处理是现代化炼钢厂的重要工序之一，其主要目的是降低铁水中的有害元素，如硫、硅和磷等的含量，为炼钢炉提供合格的铁水。

铁水预处理用以满足用户对超低硫、磷的要求，发展高附加值的钢种如船板钢、油井管钢等钢种，要求[S]、[P]<0.005%，管线钢、Z向钢、IF钢等钢种要求[S]≤0.002~0.004%。

通过铁水预处理，可以减轻高炉脱硫负担，放宽对硫的限制，提高产量，降低焦比。采用低硫铁水炼钢，可减少渣量和提高金属收得率。铁水预处理脱硫与炼钢炉和二次精炼脱硫相结合，可以实现深脱硫，为冶炼超低硫钢创造条件，获得巨大的经济效益。

从近些年来铁水预处理技术的发展情况看，有以下几点需引起注意：

（1）通过对不同“三脱”剂、不同处理顺序的热力学计算比较得出最佳铁水预处理顺序为：预处理脱硫→预处理脱硅→脱磷。特别是对纯净钢的生产，采用以下流程：高炉铁水→深度脱硫([S]≤0.005%)→复吹转炉(脱磷、脱碳、升温)→钢水精炼(脱硫、去气体、去夹杂)→低硫钢水([S]≤0.005%)。如要生产超低硫钢([S]≤0.002%)，则铁水要深脱硫至[S]≤0.002%~0.003%。

（2）对不同处理容器、处理方法的动力学条件比较得出最佳铁水预处理容器应为铁水包KR法脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。

（3）脱硫工艺方法目前国内以喷吹法为主。喷吹法就是将脱硫剂喷入铁水中来脱硫。它比投掷法（将脱硫剂投入铁水中脱硫）效率高得多，而比搅拌法（通过机械搅拌器向铁水内加入脱硫剂，搅拌脱硫）成本低，损耗小。但是，目前国际上如日本的先进钢铁厂在喷吹法脱硫设备大修时，却改造成机械搅拌法，主要是因为机械搅拌法除硫效率最高（可达95%）。这个动向值得重视。

（4）用铁水包KR法脱硫，可以采用廉价的石灰作脱硫剂，易实现深脱硫和超深脱硫，脱硫效果稳定，适应于大批量生产超低硫钢。在几种常用脱硫剂中，镁脱硫剂的优点突出。镁和硫的亲和力极高，对低温铁水，镁脱硫最好，用量少，对高炉渣不敏感；铁损少，无环境问题。而且，脱硫处理用的设备投资也较低。缺点是镁价格高，但我国有大量镁资源，故应加强研发。目前，比较先进的方法是复合喷吹工艺。这种工艺用两套喷粉系统通过计算机控制，按一定比例分别喷吹钙质粉剂(CaO粉或CaC2粉)和镁粉，达到最佳的脱硫效果。复合喷吹的特点是在喷粉过程中可以随时调整金属镁和钙质粉剂的配比，根据铁水的原始硫含量和最终的脱硫要求，在铁水硫含量较低或脱硫要求较低时喷入成本低的石灰，只配入少量的金属镁粉；当铁水硫含量较高或脱硫要求较高时，在喷粉过程中逐步增加金属镁粉，从而达到对铁水进行深度脱硫的效果。