中頻爐內(nèi)脫硅試驗(yàn)研究

劉金旺

（石家莊強(qiáng)大泵業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050035）

鋼鐵企業(yè)為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和追求效益的最大化，鐵水預(yù)處理技術(shù)得到了迅速發(fā)展，使鐵水預(yù)處理逐漸成為鋼鐵冶金的一個(gè)必要環(huán)節(jié)。鐵水預(yù)處理按處理元素的不同，可以分為鐵水預(yù)脫硅、鐵水預(yù)脫硫和鐵水預(yù)脫磷，脫硫和脫磷也可以同時(shí)進(jìn)行。鐵水脫硅技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代末。鐵水脫硅反應(yīng)主要發(fā)生在渣鐵界面，以往因鐵水中硅含量高，造成鐵水預(yù)處理負(fù)擔(dān)過(guò)重，處理時(shí)間延長(zhǎng)，溫降大，進(jìn)而影響鐵水的性能要求，所以人們?cè)阼F水預(yù)脫硅方面進(jìn)行了大量的工作。

我們生產(chǎn)高鉻鑄鐵有時(shí)候硅的含量超標(biāo)，熔煉的鐵水成分不容易調(diào)節(jié)到要求范圍內(nèi)，影響了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。我們車(chē)間利用了一年的時(shí)間進(jìn)行了中頻爐內(nèi)脫硅試驗(yàn)，取得了一定成果，現(xiàn)將工藝研究試驗(yàn)總結(jié)如下，供同行參考。

1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

鐵水預(yù)脫硅的目的主要是把鐵水中的硅含量降低到材質(zhì)所要求的范圍內(nèi)，硅含量的多少對(duì)材質(zhì)的性能影響較大，當(dāng)超過(guò)一定含量時(shí)，熱處理后的鑄件硬度大幅度下降，降低了鑄件的耐磨性和使用壽命。該試驗(yàn)不僅能夠控制硅的含量，而且還可以降低成本。

2 試驗(yàn)原理

鐵水預(yù)脫硅的原理是利用脫硅劑中的活性物質(zhì)和鐵水中的Si元素進(jìn)行快速反應(yīng)，氧化為SiO2，以渣子的形式排出，達(dá)到脫硅目的。

鐵水預(yù)脫硅反應(yīng)為：

鐵水預(yù)脫硅的方法有：鐵礦石法、軋鋼鐵屑法、CO2法、赤泥法等。

1）氧化鐵脫硅法

該方法能夠利用廢料回收，即降低成本，又避免在降硅過(guò)程鉻的燒損。

2）CO2脫硅法

該方法的優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，黑色污染小。

缺點(diǎn)：脫碳。

3）赤泥脫硅法

該方法的優(yōu)點(diǎn)：成本低，來(lái)源比較多；缺點(diǎn)：粉塵多，污染環(huán)境。

3 試驗(yàn)過(guò)程

1）準(zhǔn)備脫硅劑

采用燒結(jié)法赤泥和氧化鐵屑作為脫硅劑主劑，輔料為石灰、螢石和水玻璃。把石灰和螢石搗碎成粉末狀，然后用水玻璃把其和赤泥混合攪拌成顆粒狀，脫硅劑量為鐵水量的20%。脫硅劑成分：氧化鐵屑、赤泥、石灰、螢石。

2）爐內(nèi)脫硅

中頻爐內(nèi)放入高硅原料進(jìn)行熔煉，等完全熔化為鐵水時(shí)，進(jìn)行取樣測(cè)定鐵水中的Si含量為［Si］i。等爐內(nèi)溫度為1420℃時(shí)，把2/3的脫硅劑放入爐內(nèi)并進(jìn)行攪拌拔渣；把剩余的脫硅劑放入搖包內(nèi)，等爐內(nèi)反應(yīng)完成時(shí)，把鐵水倒入搖包內(nèi)攪拌拔渣，等反應(yīng)完成后再倒入爐內(nèi)加溫，然后進(jìn)行取樣測(cè)定鐵水中的 Si含量為［Si］f。

3）試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)對(duì)多次試驗(yàn)情況的摸索、總結(jié)并加以改善，脫硅效率達(dá)到50%以上，試驗(yàn)比較成功。但試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，脫硅鐵水內(nèi)硫的含量有所提高；脫硅時(shí)粉塵太多，有點(diǎn)污染環(huán)境；爐渣較為粘稠不利于拔渣；操作比較繁瑣，需要簡(jiǎn)化工藝；還有爐襯和包襯都為酸性的，脫硅劑為堿性容易腐蝕爐襯和包襯。表1為試驗(yàn)結(jié)果。

4）解決辦法

（1）為了提高脫硅效率，并解決脫硅鐵水回硫的問(wèn)題，采用往脫硅劑中配加石灰和螢石，提高脫硅劑的堿度至2.0，降低熔渣的熔化性溫度，進(jìn)而降低脫硅渣黏度，改善流動(dòng)性。保持一定的堿度有利于防止脫硅期回硫。

（2）為了防止粉塵太多，可以把脫硅劑制成塊狀；如果大批量購(gòu)買(mǎi)高硅鉻鐵進(jìn)行脫硅使用，可以把爐襯和包襯改為堿性的，那樣可以增加爐襯的使用次數(shù)。

表1 1420℃中頻爐內(nèi)鐵水預(yù)脫硅處理試驗(yàn)結(jié)果（%）

（3）為了提高脫硅效率，可以加強(qiáng)鐵水的攪拌，有利于脫硅劑與鐵水的充分反應(yīng)。

4 結(jié)論

1）經(jīng)多次試驗(yàn)往脫硅劑中加入石灰和螢石，提高脫硅劑堿度到2.0時(shí)，脫硅效率最佳，并防止脫硅鐵水回硫。

2）降低熔渣的熔化性溫度，進(jìn)而降低脫硅渣黏度，改善流動(dòng)性。

3）購(gòu)買(mǎi)高硅鉻鐵進(jìn)行脫硅使用，可以大大節(jié)約成本。

4）脫硅可以控制鐵水中Si的含量，使鑄件硬度提高，增加鑄件的耐磨性和使用壽命。

［1］孫興洪.鐵水預(yù)處理脫硅［J］.世界鋼鐵，1995（3）：13.

［2］王慶祥.鐵水脫硅動(dòng)力學(xué)研究［J］.鋼鐵，1998，33（12）：13-16.

［3］杜洪陽(yáng)，梁金源.高爐爐前用燒結(jié)礦粉進(jìn)行鐵水脫硅試驗(yàn)［J］.鋼鐵，1989，24（12）：14-17.

［4］韓其勇.冶金過(guò)程動(dòng)力學(xué)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1987：249.

［5］岑永權(quán).鐵水脫硅反應(yīng)機(jī)理及最佳含硅量的確定［J］.國(guó)外鋼鐵，1986（2）：18-20.

［6］黃希詁.鋼鐵冶金原理［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1986.186.

［7］韓孝永.鐵水預(yù)處理技術(shù)淺析［J］.寬厚板，2007，13（2）：22-25.

［8］馮建忠，蔡湄夏.太鋼4號(hào)高爐鐵水爐前預(yù)脫硅工藝優(yōu)化［J］.煉鐵，2004，23.