《冶金学名词》第二版。 2100433B

在预处理站将脱硅剂喷吹到铁水罐中进行脱硅的方法。

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。

为了给炼钢提供成分稳定的低硅铁水，必须根据出铁时的硅含量和出铁速度确定和控制脱硅剂的输送速度和添加量。典型的控制系统包括高炉热控制模型预报铁水含硅量，出铁期间硅含量在线快速分析，再根据炼钢要求的含硅量控制脱硅剂加入量。硅含量的快速分析已开发多种，生产已采用的有两种：一种为将圆片状试样夹在两电极间，其间温差200℃，电极间热电势随硅含量增加而上升。测量范围是0～1.5%Si，精度σ=0.02%。插入试样至显示结果需50s。另一种为固体电解质定硅探头，其结构为Cr·Cr₂O₃//ZrO₂—MoO//SiO₂/Si(铁中)，用钼丝作

高温导线。当固体电解质外套石英管SiO₂与铁水中硅平衡时，有如下关系：

[Si] 2[O]=(SiO₂)

从测定固体电解质/铁水/石英套管间氧的活度得出相应的硅含量，即硅含量与输出电势(毫伏值)的关系。用此方法控制调节脱硅剂加入量的效果是：目标硅为0.05%～0.12%时，命中率由46%提高至77%，脱硅剂消耗减少30%。

脱硅用耐火材料

脱硅渣与高炉渣比较，前者FeO含量高。原来用Al₂O₃-SiC-C系的铁沟耐火材料在渣线部分侵蚀严重。因此在渣线部分改变材质，在脱硅剂加入处扩大铁水沟尺寸，铁沟侧壁埋设强制风冷管等。对高FeO的脱硅渣，由于SiC、C被氧化而受到侵蚀，可用Al₂O₃-MgO系耐火材料代替，耐侵蚀性主要在于成渣反应生成液相量的大小。试验证实，当MgO/A1₂O3大于1.0时，液相的生成受到抑制，原因在于脱硅渣中FeO与MgO-Al₂O₃反应生成高熔点矿物。

影响脱硅的因素

主要有脱硅剂单耗、处理前含硅量、反应界面积(即铁水与脱硅剂混合状况)、脱硅剂的种类和粒度等。根据炉前脱硅和铁水罐脱硅的生产数据，温度在1250～1450℃范围内，温度变化对脱硅没有明显影响。

脱硅剂单耗和原始硅含量 铁水含硅量大于0.5%时，一般每吨生铁加入脱硅剂10～30kg、脱硅量约0.1%～0.4%，脱硅剂单耗增加，脱硅量增加，但其增加幅度减小。这与铁水含硅量逐渐降低后脱硅氧效率降低有关。与硅以外的其他元素(C、Mn等)的氧化有关。

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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。