铁水脱硅

铁水预处理脱硅开始较早，1897年曾有人用平炉进行了脱硅脱磷的预备精炼工业试验，20世纪初进行了混铁炉脱硅，到40年代试验了高炉出铁时的脱硅，中国于50年代曾在鞍山钢铁公司实施过预备精炼炉脱硅和高炉铁水沟脱硅，这些都对改善平炉炼钢的冶炼技术经济指标和提高生产率起了良好的作用。到了90年代，基于对优质钢材的需求，以及钢铁生产工艺本身节省资源和能量、减少渣量等公害的需要，日本发展了以脱硅、脱磷为目的的铁水预处理。此后发展成两类预脱硅工艺，一类是作为铁水同时脱磷、脱硫的前工序，以提高其效率，这种铁水进入转炉只需完成脱碳和提高温度，炉渣减少到微量保护渣层的程度，主要生产高纯钢种;另一类是作为降低转炉渣量的措施。1985年前后日本各大厂曾广泛采用，主要在高炉炉前进行。后来，由于高炉冶炼低硅铁技术的发展，这类预脱硅方法已较少使用。

按处理场所不同分为在高炉出铁过程中连续脱硅和在铁水罐(或鱼雷车)中间歇处理两种;按加入方法有自然落下的上置法，喷枪在铁水面上的顶喷法和喷枪插入铁水的喷吹法等;按搅拌方法有吹气搅拌、铁水落下流搅拌、喷吹的气粉流搅拌和叶轮搅拌。脱硅方式的选择主要根据铁水含硅量、要求处理后的含硅量和已有设备限制等条件来确定。若铁水含硅量大于0.45%～0.50%，应设置高炉炉前脱硅。若铁水需预处理脱磷、脱硫，需先在铁水罐中脱硅，将含硅量降至0.10%～0.15%以下。

出铁场脱硅 有的脱硅剂以皮带或溜槽自然落下加入铁水沟，经铁水落下流将脱硅剂卷入进行反应。有的铁水沟有落差，脱硅剂高点加入，过落差点有一段反应距离，再设置撇渣器将脱硅渣分离。硅含量可由0.50%降至0.20%，锰也有下降。有的脱硅剂以加速添加方式进行。一种为插入铁水的喷枪，以高速气粉流喷入，喷枪处铁水沟改造为圆形反应坑。喷枪为横吹4孔;另一种喷枪在铁水面上，以高速气粉流向铁水投射。有的投射点在铁水沟，该处改造为较宽较深的反应室。有的投射点在摆动流嘴处。这些加速添加方式都改善了反应的动力学条件。同时还需克服喷溅过大、耐火材料侵蚀等问题。

铁水罐脱硅 这种脱硅在专门预处理站进行。采用插入铁水的喷枪脱硅。脱硅剂粒度为—40～—100目，处理温度低(约1320℃左右)，需加氧枪面吹(距铁水面200mm左右)，防止温度下降。当气体氧/固体氧在0.3～0.5范围时，平均脱硅量0.59%，铁水处理后温度基本不变，气体氧用量相当于1.4～2.0m3/t。若上述比值增至0.6～1.0，平均脱硅量0.48%，则处理后平均升温50℃左右。与高炉炉前脱硅相比，高炉前脱硅不需增加脱硅时间和工序，热损失少，铁水温降不大。处理温度较铁水罐脱硅高100℃左右，但铁水罐装入量减少10%～30%，出铁中的硅含量，铁流大小和温度较难控制，影响了脱硅效率的稳定性。从设备上看，炉前脱硅随出铁沟的设置需多点处理，设备费用高。但不需新建厂房。

硅一直作为转炉炼钢的发热元素。但随着转炉容量增加和冶炼技术的进步，需要由硅提供的热量逐渐减少。又由于减少渣量对炼钢技术经济指标改善十分有利，所以对铁水含硅量的要求逐渐降低，尤其是需要预处理脱磷脱硫的铁水。

根据不同的冶炼工艺和技术经济条件，大致可分为以下两种情况：(1)对需要脱磷脱硫预处理的铁水，其硅含量分成两种，如果使用苏打系熔剂，则硅含量要求小于0.10%;如果使用石灰系熔剂，则硅含量要求小于0.15%。因为高于此值时熔剂首先用于脱硅，不能脱磷，不利于提高脱磷渣碱度和脱磷剂利用率。(2)对直接供给转炉炼钢的铁水，按不同对象钢种，以[Si]0.5%为基准，改变硅含量对炼钢时铁矿石加入量、炉渣碱度、渣中TFe量和铁收得率、锰铁合金消耗、渣量和喷溅损失等对冶炼成本的影响，得出低温(1610℃±10℃)出钢要求的铁水含硅量以0.20%时成本最低，大于或小于0.2%时都引起成本升高。高温(1700℃±10℃)出钢要求的铁水含硅量小于0.40%，高于0.40%时则引起成本上升。