“全三脱”洁净钢冶炼工艺的成功应用

北方铁匠

高效率、快节奏、低成本生产洁净钢是２１世纪钢铁工业发展的重要目标。随着市场对高性能、高质量洁净钢需求的日益增长，采用常规转炉冶炼工艺生产洁净钢存在较大难度。因此，以铁水“全三脱”预处理为代表的转炉冶炼新流程，成为高效率、快节奏、低成本、稳定生产洁净钢的先进工艺之一，是生产高质量、高性能洁净钢最具有发展前景的工艺技术。

所谓“全三脱”就是对全量铁水进行脱硫、脱硅、脱磷预处理，以此构建高效率、快节奏、低成本的洁净钢生产系统。该冶炼工艺在２０世纪８０年代提出，很快取得了很好的应用效果。采用这种工艺时，在装入脱碳转炉之前首先对铁水进行脱硫、脱硅、脱磷“全三脱”预处理，可以最大限度地降低钢水中的硫、磷含量，为生产高品质洁净钢奠定基础。与转炉常规冶炼工艺相比，由于铁水采用“全三脱”预处理工艺，转炉冶炼的主要功能被简化为脱碳和升温，因此转炉冶炼周期缩短，由常规冶炼的３６～３８ｍｉｎ缩短到３０ｍｉｎ以下；可以实现转炉的高效快速冶炼和少渣冶炼；有效降低 转炉生产成本，提高生产 效率；有效降低钢水中硫、磷含量，实现优质洁净钢生产。
但是，“全三脱”工艺相比于转炉常规工艺也出现新的问题。在转炉常规冶炼条件下，由于可以形成稳定的硅、锰、磷等元素氧化的“前烧期”，“前烧期”生成的烟气主要为惰性混合气体（以ＣＯ２和Ｎ２为主），在轴流风机的抽吸作用下，残留在除尘管道和静电除尘器内部的空气能随烟气一起被抽出，相应降低了泄爆几率。而由于“全三脱”冶炼工艺的特性，经过“全三脱”预处理后的铁水装入脱碳转炉之前，铁水中硅、锰、磷的含量已经很低。铁水装入脱碳转炉以后，没有硅、锰、磷等元素氧化的“前烧期”，氧枪降枪吹炼以后立即发生碳－氧反应并生成大量的ＣＯ；同时，转炉内温度迅速升高，快速生成含有大量ＣＯ的煤气，进入静电除尘器与其内滞留的空气混合，当遇到静电火花时极易发生泄爆事故。
我国首钢京唐钢铁厂探索了“全三脱”冶炼条件下的转炉煤气干法除尘的工艺操作制度和关键控制技术，开发了“全三脱”冶炼条件下转炉煤气的综合防爆技术，在生产实践中取得成功。首钢京唐３００ｔ大型转炉在“全三脱”冶炼条件下，煤气回收量年平均达到８５ｍ３／ｔ以上，煤气热值达到７５３６ｋＪ／ｍ３以上，蒸汽回收量达到１１０ｋｇ／ｔ以上，蒸汽温度为２２０℃，蒸汽压力为２.９～３.８ＭＰａ，煤气含尘量控制在５ｍｇ／ｍ３以下，全年煤气泄爆次数控制在０.３％～０.０４％的水平。新水和电消耗与湿法除尘工艺相比显著降低。