冶金新技术.docx

辽宁科技大学材料与冶金学院班级：冶金2010-6班姓名：冉君学号：120103202023冶金新技术一、 炼焦新技术抗碎强度（M40） 、耐磨强度（M100） 高炉炼铁需要的焦炭是在炼焦炉生产的。将炼焦所用煤粉（含焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、气肥煤等）送入焦炉的热化室，供入燃料加热、燃烧，在还原气氛下去除挥发、焦油、保留碳成分炼制红热的焦炭出炉。 我国焦炭的年产量1.2-1.3亿吨，居世界第一，占世界总产量的三分之一，其中有百分之四十到五十是由土法炼焦生产，故质量差，主要表现在抗碎强度强度、焦炭含灰份指标差距大。对当今大型高炉高强度大喷煤的操作，要求焦炭在高温下不易被co2所侵蚀而造成焦炭在高温下强度下降，故用焦炭的反应性和反应后强度采作为评价焦炭高温强度的重要指标。 1、提高焦炭质量的新技术采用高挥发弱粘结性或中等粘结性煤作为炼焦的主要配煤组分。将煤粉碎至一定细度后，用机械捣固成煤饼，送进焦炉炭化室内炼焦。 2、煤调湿技术（CMC）装炉煤水分控制工艺简称煤调湿，是将炼焦煤料在装炉前除掉一部分水分，保持装炉煤水分稳定的一项技术。与煤干燥的区别是煤干燥没有严格的水分控制措施，干燥后水分随来煤水分的变化而改变。 3、干熄焦技术（CDQ）干熄焦技术“干熄焦”是相对于用水熄灭炽热焦炭的湿熄焦而言的，其基本原理是利用冷的惰性气体（燃烧后的废气）在干熄炉中与炽热红焦炭换热从而冷却红焦。特点为：（1） 回收红焦显热出炉红焦的显热约占焦炉能耗的35%-40%，这部分能量相当于炼焦煤能量的5%。采用干熄焦可回收约80%的红焦显热，平均每熄1t焦炭可回收3.9MPa450蒸汽0.45t，甚至更高些。干熄焦节能占焦炉总节能量的50%以上。（2） 减少环境污染炼焦车间采用湿法熄焦，每熄1t红焦就要将0.5t含有大量酚、氰化物、硫化物及粉尘的蒸汽抛向天空，严重地污染了大气及周围的环境，这部分污染占炼焦污染的三分之一。干熄焦产生蒸汽可用于发电，因此避免了生产等量蒸汽的锅炉对大气的污染（5-6t蒸汽需要1t动力煤），尤其减少了so2、co2向大气的排放。对规模为100万t/a的焦化厂而言，采用干熄焦，每年可减少810万t动力煤燃烧对大气的污染。（3） 投资和能耗较高干熄焦与湿熄焦相比，焦炭M40提高38个百分点，M10改善0.30.8分百分点，这对降低炼铁成本，提高生铁产量极为有利，尤其对采用喷煤粉技术的大型高炉效果更加明显。因此，公认大型高炉采用干熄焦的焦炭可使焦比下降2%，高炉生产能力提高1% 。在保持原焦碳质量不变的条件下，采用干熄焦可以降低强粘结性的焦、肥煤配入量1020个百分点，有利于保护资源，降低炼焦成本。（4） 投资和能耗较高干熄焦与湿熄焦相比，确实存在着投资高，能耗高的问题。干熄焦投资在200元/t焦左右（合理配置干熄焦装置并实现设备国产化后可降低到140元/t焦），而湿熄焦投资不超过10元/t焦。干熄焦本身能耗为22Wh/t焦，而湿熄焦为2Wh/t左右。干熄焦带来的经济效益，环境效益和节能效果完全可以抵消其投资高和本身能耗带来的不足。二、 铁水预处理脱硫2、1 ( 1) 脱硅的主要目的是脱磷，在氧化脱磷时，由于SiO2比P2O5更稳定，Si 比P 优先氧化。因此在铁水硅质量分数较高( 0 2%) 时，将有一部分脱磷剂用于硅的氧化而使脱磷反应滞后，脱磷剂用量增加。降低铁水硅含量对脱磷有利。通常，用苏打脱磷时，容易形成低熔点的渣，铁水中硅质量分数最好低于0 1%; 对于用石灰剂脱磷，为促进石灰熔解和增加渣的流动性，铁水硅质量分数控制在0 1% 0 15%为宜。( 2) 减少转炉石灰用量、渣量和铁损。在铁水含0 11%P 和0 025%S 的条件下，铁水硅质量分数从0 6% 下降到0 15% 时，炼钢石灰消耗量可以从42 kg /t 减少到18 kg /t，渣量从110 kg /t 减少到42 kg /t，而且吹炼平稳没有喷溅，金属收得率提高0 5% 0 7%。( 3) 对于含钒和含铌等特殊铁水，预脱硅可为富集V2O5和Nb2O5等创造条件。2 2 基本反应铁水脱硅用的氧化剂有气体( 氧气或空气) 和固体( 铁磷、烧结矿、铁精矿粉、铁矿石) 氧化剂。脱硅的基本反应如下:Si+ O2( g) = SiO2( S) ，G = 821 780 + 221 16T ( J /mol)Si+ 2 /3Fe2O3( S) = SiO2( S) + 4 /3Fe( L) ，G = 287 800 + 60 38TSi+ 1 /2Fe3O4 = SiO2( S) + 3 /2Fe( L) ，G = 275 860 + 156 49TSi+ 2( FeO) = SiO2( S) + 2Fe( L) ，G = 356 020 + 130 47T可以看出，在标准状态下，气体脱硅剂与固体脱硅剂相比，使用气体脱硅剂脱硅反应更易进行。由于脱硅反应产物中有SiO2，故在固体脱硅剂中加入一定量的CaO 等碱性氧化物，有利于促进脱硅反应的进行。尽管脱硅反应均为放热过程，但从生产实践和热平衡计算可知，用气体脱硅剂能使熔池温度升高，用固体脱硅剂因其熔化吸热，使熔池温度下降。试验表明，当脱硅量均为0 4% 时，用浸入式喷枪吹氧脱硅可使熔池温度升高120，表面加Fe3O4一次氮气搅拌脱硅使熔池温度下降50，故通过调节氧与固体脱硅剂用量的比例，可以实现脱硅时铁水温度的调节。 2 3 脱硅方法和特征2 3 1 高炉铁水沟连续脱硅法 高炉铁水沟脱硅处理的优点是脱硅不占用时间，处理能力大，温降少，渣铁分离方便; 缺点是脱硅剂的利用率低和工作条件较差。该法的关键在于选择脱硅剂的加入方式，确保脱硅渣的流动性和铁水沟耐火材料寿命。高炉铁水沟中脱硅剂的加入方式有:( 1) 自然投入法向铁水流表面投入脱硅剂，并利用铁水沟内铁水落差进行搅拌。( 2) 气体搅拌法在自然投入法的基础上，向铁水表面吹压缩空气加强搅拌，以促进脱硅反应的进行。( 3) 液面喷吹法依靠载气将脱硅剂喷向铁水表面。( 4) 铁水内喷吹法将耐火材料喷枪浸入铁水内，利用载气向铁水中喷吹脱硅剂。试验表明: 脱硅效果按自然投入法、气体搅拌法、喷吹法递增。2 3 2 在混铁车或铁水包中喷粉脱硅法这种脱硅法的优点是脱硅反应氧的利用率高，工作条件较好，并可克服高炉出铁时铁水硅含量的波动，处理后铁水硅含量稳定; 缺点是易发生喷溅，且温降较大。日本JFE 开发出在混铁车上进行铁水预处理时，减少铁水包炉口铁水喷溅的新方法，见图3。图3 JFE 新开发的混铁车预处理铁水方法示意图该技术可以提高铁水预处理反应效率，降低铁水损失，具体方法是:( 1) 将浸入式氧枪插入铁水包内的铁水中，喷吹氧气或用载气载入固体脱氧剂，进行铁水脱硅或脱磷处理时，用红外线摄影仪监视来自铁水包炉口的喷溅物，检测到喷出物中含有铁水时，要提枪使氧枪的浸入深度变浅，或减少向铁水中喷吹的气体流量。( 2) 在规定时间内，未检测到喷出物中含有铁