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随着社会的进步,现代工业对钢材性能的要求越来越高,为满足这一要求,洁(纯)净钢技术研究也越来越成为钢铁冶金技术领域的重要研究课题。
宝钢从引进之初,就十分注重洁净钢厂的建设。特别是九十年代初以来,宝钢依靠科技进步,着手研究开发纯净钢冶炼技术,目前已形成批量生产纯净钢的生产技术和管理技术。
1 超低硫钢生产技术
铁水脱硫是一种经济、有效的脱硫方法,在工业生产终得到了广泛的应用。宝钢曾先后采用了混铁车(CaO系、CaC2系脱硫剂)和铁水包(Mg系脱硫剂)两种脱硫方式。当铁水原始硫为150~300ppm时,脱硫后铁水硫含量最低可达10~30ppm的水平。
众所周知,转炉的脱硫能力是相当有限的。特别在铁水原始硫含量很低的情况下,由于入炉的石灰、废钢等炉料带有较高的硫,往往出现转炉过程回硫现象。一般来说,仅靠铁水预处理要稳定生产硫含量小于30ppm的钢是有困难的。因此,在转炉出钢后对钢水进行炉外脱硫势在必行。
宝钢相继开发了三种钢水炉外深脱硫工艺,其基本特征如下:
RH处理过程加入脱硫剂方式(方式A):开发高效CaO-CaF2系脱硫剂,通过RH合金溜槽将脱硫剂加入真空室;脱硫处理的炉次尽量控制转炉下渣量,并对钢包顶渣进行改质处理,使其具有高碱度和低FeO含量。
RH处理过程喷粉脱硫方式(方式B):开发CaO-Al2O3系预熔型脱硫粉剂;采用低枪位操作,以使粉剂能充分进入钢水循环;处理前对钢水和钢包渣进行充分脱氧,以提高脱硫效率。
LF炉深脱硫方式(方式C):开发钙铝系合成渣剂,优化渣脱氧制度;优化钢包底吹氩模式;对于深脱硫钢,为强化渣钢界面的脱硫反应,采用强搅拌方式。
上述三种脱硫方式的效果对比如下:RH处理过程脱硫(方式A、方式B),其脱硫率均在40%左右,脱硫效率并不高。此类工艺作为一种钢水脱硫处理的补充手段,以降低钢种的保留率是比较合适的。其具有占用工位时间少,增氮量小的优点。而LF炉深脱硫工艺具有很高的脱硫效率,平均脱硫率达87%,在原始硫含量并不很低的前提下,脱硫后可使钢水硫含量稳定达到10ppm以下,为超低硫钢的生产提高了有力保证。
2 低磷钢生产技术
钢中磷过高,在凝固时会产生严重的偏析而导致产品脆裂。对于高级管线钢则需要将磷降至100ppm以下,而对于在极寒冷地区使用的管线钢,为防止冷脆,甚至需要将钢中的磷含量控制在50ppm以下。宝钢相继开展了如下的工艺试验:
铁水三脱+转炉小渣量(渣量指数为0.3)冶炼工艺(方式A)
铁水脱硫+转炉大渣量(渣量指数为1.0)冶炼工艺(方式B)
铁水三脱+转炉大渣量(渣量指数为1.0)冶炼工艺(方式C)
转炉预处理脱磷+脱碳转炉中渣量(渣量指数为0.6)冶炼工艺(方式D)
上述4种不同脱磷工艺效果如下:采用三脱铁水少渣量工艺的转炉终点平均磷含量为120ppm;采用通常脱硫铁水的大渣量工艺的转炉终点平均磷含量为100ppm;采用三脱铁水大渣量工艺的转炉终点平均磷含量为66ppm;而采用转炉脱磷预处理铁水+脱碳炉中渣量工艺转炉终点平均磷含量达到58ppm,由此可见,方式C、方式D均为生产超低磷钢的有效工艺。
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