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日本JFE 炼钢技术的进步和展望

2017年07月04日 09:56 耐火材料网

中国耐火材料网

   为应对钢材高洁净度的要求,JFE 公司利用铁水预处理技术降低铁水中的P、S 含量,从而降低了钢渣生成量并提高了钢材质量。为进一步去除钢中杂质,需要开发提高精炼渣反应效率的技术,降低精炼钢渣生成量技术,以及钢渣再利用的技术。在转炉和二次精炼中,需要开发高生产效率的洁净化技术。此外,还需要开发降低炼钢热损失、增加富裕热量扩大铁源选择范围技术以及抑制CO2 排放量、提高炼钢收得率技术。

   在提高全球化的国际竞争力中,要求连铸兼有高生产效率和高铸坯质量。在高生产效率方面,需要开发高效高速连铸的稳定铸造技术、先进的漏钢预报技术、高速连铸结晶器保护渣以及可提高冷却能力的二次冷却技术。

1 精炼技术的开发

1.1 铁水预处理

   在铁水脱磷处理方面,开发出不使用萤石和苏打灰的精炼剂。鱼雷罐车铁水脱磷时,将渣的碱度由2.0 降低到1.6,促进渣的熔融,使以氧化铁为主要成分的脱磷剂供给速度增加到原来的1.25 倍。利用专门的地坑,使鱼雷罐车倾动5°解决了放渣问题。脱磷处理后,钢渣的实际碱度为1.5 时,可保证脱磷能力。

   东日本制铁所京滨地区和西日本制铁所福山地区实施了转炉铁水脱磷处理。在精炼剂中不使用萤石,采用了促进和控制吹炼渣中FeO 生成的技术。利用反应模型,定量化确定FeO 对脱磷反应速度的影响。同时,将推测脱磷处理时钢渣中FeO 生成量的系统导入实际转炉脱磷处理,实现了钢渣中FeO 生成量的动态吹炼控制,建立了稳定的低磷铁水生产技术。此外,JFE 又开发出新型转炉铁水脱磷工艺(双渣精炼工艺、DRP®)。

   该工艺事前不对铁水进行脱硅,将铁水装入转炉,进行吹炼脱硅后,中断吹炼、将炉内的高SiO2炉渣排放到炉外(中间放渣),然后再进行脱磷吹炼。

    东日本制铁所千叶地区和西日本制铁所仓敷地区由于先进行鱼雷罐车铁水脱磷处理,所以在脱磷后的脱硫处理时,存在低温的不利条件。传统的鱼雷罐车铁水脱硫方法是喷射脱硫剂。为了促进低温脱硫反应,向铁水内喷吹C3H8 气体,降低铁水中的氧分压,提高脱硫反应效率。后来采用机械搅拌的铁水脱硫方法代替鱼雷罐车喷吹气体方法。由于采用了搅拌力高的机械搅拌方法,提高了脱硫效率。

    进一步发展,将C3H8 气体顶吹用于机械搅拌方法,同样具有降低铁水氧分压的效果。后来又采用脱硫剂喷射技术、铁水包底部倾斜技术、熔渣热循环技术,提高了脱硫剂的反应效率。此外还采用了使铁水包底部倾斜,在铁水搅拌中形成铁水的偏心旋涡,促进脱硫剂卷入的技术和熔渣热循环技术。利用这些技术,使脱硫剂的反应效率提高到过去的1.5 倍,脱硫渣量减少了30%。

1.2 转炉二次精炼

    东日本制铁所千叶地区的纯氧底吹转炉,对底吹氧气喷嘴进行了优化排列。通过进行1/15 的水模型试验,查明了喷嘴排列对水振动的影响。防止了吹炼时的铁水飞溅,钢水收得率提高了0.2%。JFE 公司开发出二次精炼真空脱气(RH)的顶吹氧脱碳技术。新型顶吹氧枪的使用结果是,[C≥0.015mass%]时的脱碳速度提高了7.5%;由于增加二次燃烧,可降低出钢温度4℃。此外,在高真空条件下,[C<0.015mass%]时的钢水飞溅减少,真空槽内的钢水附着量减少了一半。

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