2 潔凈鋼生產(chǎn)技術
2.1 鐵水預處理
鐵水預處理按處理任務不同可分為預脫硫、預脫磷和同時脫磷脫硫(包括預脫硅)。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，70年代采用KR機械攪拌法與噴吹法的預脫硫已能將鐵水[S]降到0.00l%，80年代噴吹法預脫磷已能經(jīng)濟地將鐵水[P]降到0.005%-0015%，同時脫硫?qū)S]降到0.002%-0.010%。
20世紀80年代以來，鐵水預處理已成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低磷、低硫鋼必不可少的經(jīng)濟工序。其目標是將入轉(zhuǎn)爐的鐵水磷、硫含量脫至成品鋼要求水平。歐美各國鐵水預處理一般以預脫硫為主，而日本鐵水“三脫”預處理比例在90%以上。目前基于鐵水預處理的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)純凈鋼工藝主要有兩種流程：一種是基于鐵水深度預脫硫，轉(zhuǎn)爐強化脫磷，鋼水爐外噴粉脫磷、脫硫、升溫、真空精煉；另一種是基于鐵水三脫預處理，復吹轉(zhuǎn)爐少渣吹煉，鋼水爐外噴粉脫硫、真空精煉。后者具有生產(chǎn)效率高、石灰等造渣料消耗少、過程溫降小、生產(chǎn)周期短、成本低等優(yōu)點，經(jīng)濟效益顯著高于前者，適宜于我國轉(zhuǎn)爐鋼廠采用。其中鐵水三脫預處理可采用高爐爐前預脫硅、鐵水罐或混鐵車噴吹同時脫磷脫硫或分期脫磷、脫硫工藝或采用專用復吹轉(zhuǎn)爐三脫工藝。
2.2 轉(zhuǎn)爐少渣冶煉工藝
轉(zhuǎn)爐少渣冶煉是鐵水全量三脫處理后帶來的必然結果。同時簡化了轉(zhuǎn)爐冶煉功能，將脫硫、脫硅和脫磷轉(zhuǎn)移到鐵水預處理過程中實現(xiàn)，轉(zhuǎn)爐只承擔脫碳(或硅)升溫的任務，這有利于實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐的高速吹煉，可大幅度減輕造渣脫磷、脫硫的工藝負荷，有利于提高供氧強度，并使終點控制更加穩(wěn)定。這為轉(zhuǎn)爐進行計算機智能控制提供了方便，可實現(xiàn)以吹煉終點的精確控制和不倒爐直接出鋼。吹煉時間和冶煉周期的縮短以及少渣倒爐次數(shù)減少，使爐襯侵蝕大幅度減輕，加之濺渣工藝技術的應用，轉(zhuǎn)爐爐齡將會大幅度提高，使其作業(yè)率將大于95%以上。如日本JFE福山廠兩座300噸轉(zhuǎn)爐采用脫磷－脫碳雙聯(lián)工藝后，吹煉時間平均縮短2min，終點操作時間縮短1min，冶煉周期從29min降至26min，作業(yè)率提高4%。日本和歌山廠采用脫磷爐和脫碳爐雙聯(lián)冶煉，實現(xiàn)100%“鐵水三脫”預處理，l座210噸轉(zhuǎn)爐的年產(chǎn)量達到420萬噸。
另外，轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣效果對鋼的純凈度和生產(chǎn)成本的影響也很大。
2.3 爐外精煉
鋼包精煉爐是生產(chǎn)潔凈鋼的重要設備。在煉鋼生產(chǎn)中，精煉爐具有脫硫、氣體攪拌、合金化、升溫、調(diào)節(jié)連鑄節(jié)奏和控制夾雜物形態(tài)等功能。目前，精煉可分為兩種方式，一是以LF爐為主體的非真空精煉，可實現(xiàn)攪拌、均勻鋼水成分和溫度；脫氧去除鋼中夾雜；實現(xiàn)微合金化和成分精確控制；渣洗，脫氧脫硫；喂線，實現(xiàn)夾雜物變性處理；調(diào)整溫度(包括升溫和降溫)。二是以RH為主體的真空精煉，可實現(xiàn)攪拌均勻鋼水成分和溫度；脫氧和微合金化；吹氧深脫碳；噴粉深脫硫；溫度調(diào)整等。
2.4 連鑄工藝
連鑄工序?qū)︿摰募儍舳扔绊懞艽?，采用保護澆注、中間包冶金、新型中間包覆蓋劑、調(diào)整保護渣性能及設置電磁攪拌等手段還可繼續(xù)去除及控制夾雜物，降低廢品率。
此外，電磁攪拌技術和輕壓下在連鑄工序得到了廣泛應用。當今世界上有400多臺方坯連鑄機安裝了電磁攪拌裝置，電磁攪拌已成為先進方坯連鑄機的標準配置：許多板坯連鑄機也安裝了電磁攪拌和凝固末端輕壓下設備。電磁攪拌和輕壓下技術可改善鑄坯內(nèi)部凝固結構、擴大等軸晶區(qū)，從而減輕中心偏析和中心疏松。目前，奧鋼聯(lián)的動態(tài)輕壓下和新日鐵的面壓下是較先進的輕壓下技術。
另外，在連鑄板坯表面和內(nèi)部產(chǎn)生的缺陷與連鑄過程中的鋼液流動現(xiàn)象密切相關。特別是在為了提高生產(chǎn)率而增加拉坯速度時，容易產(chǎn)生這種缺陷。因此要實現(xiàn)高速連鑄而又不損壞鑄坯質(zhì)量，就必須引進以前沒有的新技術。
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