洁净钢生产工艺中几个需要解决的问题

洁净钢生产是指通过严格控制钢中夹杂物来提高钢材强韧性和塑性的工艺方法。洁净化是现代钢铁材料发展的主要潮流，洁净钢生产是当代炼钢技术发展的重要方向。但是，目前以欧美国家为主的洁净钢生产方式所采用的流程，其特点是以炉外精炼作为控制钢水洁净度的主要手段，从生产实践的结果看，存在一些需要改进的地方。

1．炼钢回硫。炼钢回硫是传统洁净钢生产流程中存在的主要问题，不仅造成钢水质量波动，而且大幅度增加生产成本。炼钢回硫的主要原因在于：即使铁水脱硫达到很好的水平，但在转炉炼钢过程中，由于钢水和炉渣氧位升高，渣钢间硫分配比降低到2~5，钢水容易被炉渣污染造成回硫。试验表明，生产超低硫钢石灰中硫的质量分数必须小于等于0.01%，否则就会污染钢水，形成回硫。炼钢回硫造成的危害非常严重，主要表现为：（1）要求大幅度降低废钢、石灰和其他原辅材料中的硫含量，这就会增加生产成本；（2）需采用LF炉二次脱硫，增加脱硫成本；（3）LF炉脱硫生成大量Al2O3二次夹杂，难以去除。

2．脱磷成本高。转炉炼钢的主要特征是低碳脱磷。氧传质决定熔池碳氧反应，当[C]高时，熔池氧位低，难以保证脱磷所要求的氧位。为了保证脱磷，就要求提高钢水氧位，使钢渣过氧化。由于钢水过氧化，就无法实现高碳出钢，因此增加了脱氧铁合金成本和去除夹杂物的困难。上述情况造成脱磷效率低，渣量大；脱磷铁耗高，脱磷成本大幅度提高。

3．夹杂物控制困难。传统流程采用的主要脱氧方法是铝强化脱氧。虽然这种方法可以保证钢水的洁净度，但也带来了夹杂物控制的难题。采用铝脱氧后产生的大量Al2O3夹杂，难以上浮去除；精炼过程中铝不断还原渣中FeO、SiO2等杂质，不断产生零星的Al2O3二次夹杂，难以聚合，上浮困难。由于铝脱氧降低了钢水流动性，所以必须采用钙处理工艺，才能保证形成球状氧化物，利于上浮去除。为此，传统流程不得不采用高碱度、高铝钙比渣系提高炉渣吸附Al2O3夹杂的能力，大幅度地增加了钢水精炼成本。

4．工艺流程长，效率低。传统流程采用强还原精炼来保证钢水洁净度，但这就需要用大量铝脱除钢水和炉渣中的氧。同时，铝脱氧产生的大量一次和二次夹杂物会污染钢水，延长精炼时间。钢中悬浮的大量二次夹杂物需要通过长时间的吹氩弱搅或在真空精炼中弱搅才能得以有效去除。

总之，传统洁净钢生产流程中存在的问题造成钢质量不稳定、生产成本高、能耗高，需要加以解决。目前，世界金融危机使全球钢铁业进入困难时期，如何降低洁净钢制造成本，降低能耗和减少制造过程中的环境污染成为今后全球钢铁业市场竞争的焦点。为此，迫切需要找到洁净钢生产流程的技术突破点，建立起高效低成本洁净钢生产技术平台。