1.3 增加富裕热量利用廉价铁源技术

    JFE 公司为增加转炉炼钢的富裕热量,开发出铁包/钢包用耐火砖。利用耐火材料和微孔隔热耐火材料的特性,使耐火材料配置最佳化,最大限度发挥隔热功能,提高了铁包/钢包的耐久性。

   在混铁车的铁皮和耐火材料之间加入3mm 的微孔隔热材料,使铁皮温度约降低50℃、散热量降低25%。

    在钢包外壳与永久性耐火材料之间加入微孔隔热材料,可使钢包铁皮温度下降700℃、散热量减少36%。

    东日本制铁所千叶地区生产不锈钢。不锈钢生产工艺的特点是用强搅拌顶吹转炉进行铬矿石熔融还原和脱碳精炼。铬矿石熔融还原是吸热反应,为了保持高生产效率和对大量廉价铬矿石进行还原,热补偿技术十分重要。传统的热补偿方法是添加碳源和送氧。

    JFE 开发的热补偿技术是,将添加铬矿石的专用喷枪制作成纯氧燃烧器,提高了热补偿的热效率。由于铬矿石对燃烧器燃烧热的比例增加,铬矿石起着燃烧器燃烧热的传媒作用,使转炉获得80%燃烧器燃烧热。由于铬矿石经过燃烧器,在铬矿石量相同的情况下,使热能供给减少17%,与传统的碳燃烧热补偿方法相比,开发的热补偿方法节能26%。增加富裕热量利用冷铁源熔炼技术是降低炼钢工序CO2 发生量的有效方法。目前,有冷铁源铁含量下降和含有混入元素的冷铁源增加的趋势。JFE 开发出在炼铁阶段去除代表性的混入元素Cu、Sn 的技术。使用苏打灰、硫化铁等造渣剂，可以进行铁水脱Cu。

     在钢渣利用方面,开发出水合固化体、海域利用等钢渣利用技术并达到实用化。此外,正在开发从钢渣回收显热和钢渣资源化的连续凝固技术、从钢渣回收Fe·P 技术。日本的磷资源依赖进口,日本钢渣中的磷含量为11 万吨,相当于日本进口的磷量。因此,从炼钢副产物钢渣中回收Fe·P,既可以提高铁的收得率,也可以促进磷资源的有效利用。JFE 公司利用小型熔炼炉,在1400℃下用碳还原钢渣中以氧化物形式存在的Fe·P,进行回收Fe·P 试验。试验结果是,铁的回收率达到90%以上并且是金属铁。处理后钢渣中的磷浓度降低到0.3%以下。研究表明,钢渣中的磷浓缩到还原铁中,浓度达到2%-3%。将得到的高磷铁进行脱磷处理,使磷浓缩在脱磷处理渣中,处理渣可作为肥料使用。目前,为了使该工艺实现工业化应用,正在进行规模化试验。

2 连铸技术开发

2.1 高洁净钢制造技术

    JFE 公司对在真空脱气(RH)-连铸中间罐工序,从钢水中去除非金属夹杂物,制造高洁净钢的技术进行了研究开发,轴承钢要求去除微小夹杂物。为此,JFE 开发出RH 加减压精炼法。该方法在真空脱气处理时减压,使氮气等可溶性气体形成微小气泡促进夹杂物上浮、去除。在铁素体不锈钢生产方面,开发出离心中间包,利用旋转磁场搅拌提高夹杂物分离能力,降低了钢中氧含量,提高了铁素体不锈钢的质量。

2.2 高速连铸技术

     为了实现稳定的高速连铸,在连铸操作和铸坯质量方面应解决以下问题。①结晶器凝固壳粘结、裂纹引起漏钢的防止技术;②开发新型保护渣,防止结晶器/铸坯间的摩擦力和保护渣卷入引起的缺陷;③因脆化温度在连铸弯曲、矫正位置发生表面裂纹的防止技术;④凝固界面变形增大,导致内裂的防止技术,以及提高铸坯冷却能力的技术。

    JFE 公司开发出漏钢预报系统。在结晶器钢板内埋设多个热电偶,根据热电偶温度,计算出凝固壳的厚度。利用该系统可以对结晶器下端凝固壳厚度进行实时监控,对高速连铸中出现异常情况进行监测。

    为了减少高速连铸时保护渣的卷入,进行了非牛顿流体保护渣的开发。在保护渣中添加N 元素,使熔融保护渣的黏度因剪切应力而变化,具有非牛顿流体特性。实验室研究结果确认,这种保护渣具有减少卷入量的效果。此外,JFE 公司测定和解析研究结晶器振动条件和结晶器物性对结晶器/铸坯间摩擦力的影响。摩擦力测算值使保护渣操作和质量对保护渣的影响实现指标化。

     在防止高速连铸时表面裂纹和内部裂纹方面以及提高铸坯冷却能力方面,对二次冷却技术进行了开发。对影响喷淋冷却能力的水量密度和冷却水压力等因子进行评价,并进行了二次冷却装置的开发。