[科普中国]-铁水苏打处理

铁水苏打处理 (soda ash treatment of hot metal)是指铁水进入炼钢炉前使用以碳酸钠为主要成分的熔剂进行脱硫、脱磷和(或)提取铁水中有价元素(如钒和铌)的铁水预处理工艺。铁水进入炼钢炉前使用以碳酸钠为主要成分的熔剂进行脱硫、脱磷和(或)提取铁水中有价元素(如钒和铌)的铁水预处理工艺。也称“苏打冶金”、“钠化处理”。

简介铁水苏打处理 (soda ash treatment of hot metal)是指铁水进入炼钢炉前使用以碳酸钠为主要成分的熔剂进行脱硫、脱磷和(或)提取铁水中有价元素(如钒和铌)的铁水预处理工艺。铁水进入炼钢炉前使用以碳酸钠为主要成分的熔剂进行脱硫、脱磷和(或)提取铁水中有价元素(如钒和铌)的铁水预处理工艺。也称“苏打冶金”、“钠化处理”。

最初工业上应用的铁水苏打处理是简单地将苏打灰铺撤在流铁槽表面或投入铁水包中，用冲兑的办法达到使硫高的铁水在进入炼钢炉之前预先脱硫的目的，以便能最终炼成合格的钢。为了解决低磷、低硫(≤10×10-4%)和极低磷，极低硫(≤5×10-4%)钢的炼制，对正常磷硫含量的铁水也要进行预处理。使用苏打灰作处理时，可同时脱硫脱磷。但在加入苏打灰之前，铁水中硅含量应在0.2%以下；如超过此限，铁水还须先作脱硅处理。

含钒和铌等有价值元素的铁水经苏打处理后，可使这些元素转移至渣相。因处理后的苏打渣有好的水溶性，有利于这些元素和苏打灰本身的湿法回收。这种方法对攀枝花、马鞍山和承德的含钒铁水以及包头的含铌铁水的综合利用有重要意义。中国的冶金工作者对此做了大量的试验研究工作1。

简史20世纪70年代以来，日本对正常磷、硫含量的铁水进行苏打处理的试验研究十分活跃，其目的在于开发炼钢新流程。铁水在经预脱硅至0.2%后，用苏打灰同时脱磷、脱硫至低于成品钢规格，以最大限度地减轻炼钢炉的精炼负担，使炼钢转炉向少渣以至无渣炼钢转变，逐步成为单一的脱碳升温炉。同时，经处理后的苏打渣要回收，以便循环使用。通过一系列的开发研究，逐一解决了诸如抗苏打渣侵蚀的耐火材料、真空吸渣、苏打灰回收、环境保护和无渣脱碳等技术问题，新日铁生产技术研究所试验厂建立了45t/h级规模的连续式AL炉。住友金属鹿岛制铁所则以间断式操作实现了工业化。日本钢管福山制铁所也进行了140t工业规模的试验1。

工艺特点与以石灰为基本脱硫剂的铁水预处理相比，它有如下特点：

(1)脱磷脱硫能力比石灰强，熔剂用量减少，生成的渣量也少。

(2)可在较低的氧势下实现同时脱磷、脱硫，渣中含铁量低，金属损失小。

(3)处理后的苏打渣流动性好，且有水溶性，可用真空吸渣器吸出，冷却后湿法处理回收铁水中有价元素及苏打灰本身。

(4)苏打灰成本比石灰高，不如石灰取材方便和供应充足。

(5)苏打灰在高温下可同多种元素反应，发生激烈的气化，造成大量烟雾。使用时，如无好的密闭装置和烟尘净化回收系统，会恶化操作条件，严重污染环境，对车间设备和钢结构有腐蚀破坏作用，需慎重对待。

(6)对耐火材料侵蚀严重。处理前的铁水成分为：C4.5%，Si0.15%，Mn0.50%，P0.1%和S0.04%1。

处理方式可分为连续式和间断式两种。苏打灰的加入方式有喷吹法、一次加入法、分批加入法和搅拌法2。

影响因素(1)原始硅含量。铁水中[Si]≥0.2%时，不影响脱硫，但脱磷率很低；