铁水预处理剖析.ppt

铁水预处理 一 脱硫 铁水预脱疏工艺优点 1 用户对钢的品种和质量要求提高 连铸技术的发展也要求钢中硫含量低 硫含量高容易使连铸坯产生裂纹 铁水脱硫可满足冶炼低硫钢和超低硫钢种的要求 2 转炉炼钢整个过程是氧化气氛 脱硫效率仅为30 40 而铁水中的碳 硅等元素含量高 氧含量低 提高了铁水中硫的活度系数 故铁水脱硫效率高 铁水脱硫费用低于高炉 转炉和炉外精炼的脱硫费用 3 减轻高炉脱硫负担后 能实现低碱度 小渣量操作 有利于冶炼低硅生铁 使高炉稳定 顺行 可保证向炼钢供应精料 4 有效地提高钢铁企业铁 钢 材的综合经济效益 铁水脱硫常用的脱硫剂 常用的脱硫剂主要有钠系 钙系以及镁系等Na系 苏打 Na2CO3 Ca系 电石粉 CaC2 石灰 CaO 石灰石 CaCO3 等Mg系 金属Mg粉 铁水脱硫常用的脱硫剂 苏打粉 Na2CO3 苏打粉的脱硫反应为Na2CO3 Na2O CO2Na2CO3 S Si Na2S SiO2 3CONa2CO3 S 2 C Na2S 3CO苏打粉脱硫特点 a 很强的脱硫能力 b 苏打粉不仅可以脱硫 而且可以同时脱磷 c 可以用湿法回收苏打 重复使用 d 污染环境 堵塞管道 侵蚀炉衬 e 吸收大量热量 引起铁水的降温 不适应低温钒钛铁水预处理 铁水脱硫常用的脱硫剂 电石粉 CaC2 电石粉的脱硫反应为 CaC2 S S CaS S C石墨电石粉脱硫特点 a 在高硫铁水中 电石分解出的Ca离子与S的结合力强 因此有很强的脱硫能力 b 电石脱硫反应为放热反应 可减少脱硫过程铁水的温度 c 脱硫产物CaS的熔点很高 为2450 在铁水表面形成疏松的固体渣 有利于防止回硫 易于扒渣 且对铁水罐等容器的内衬侵蚀较轻 d 由于电石的强脱硫能力 故耗量少 渣量也少 e 电石是工业产品 价格比石灰贵 f 电石粉极易吸潮 在大气中与水接触时 迅速产生如下反应 CaC2 S 2H2O Ca OH 2 C2H2CaC2 S H2O CaO C2H2这个反应降低了电石粉的纯度和反应强度 而且反应生成的可燃气体C2H2 极易产生爆炸 铁水脱硫常用的脱硫剂 金属镁脱硫 Mg 镁粉脱硫铁的反应式为 Mg g S MgS s Mg S MgS s 镁脱硫特点 a 镁有较强的脱硫能力 1350 时 镁粉进行铁水炉外脱硫 脱硫反应的平衡常数可达3 17 103 反应平衡时 铁水中含硫量可达1 6 10 5 大大高于氧化钙脱硫能力 b 镁的沸点为1107 镁加入铁水后 变为镁蒸汽 形成气泡 部分反应在气 液相界面上进行 另外 由于金属镁变成镁蒸汽 使反应区流体搅拌良好 大大增加了镁的脱硫效果 c 镁在铁水中有较大的溶解度 溶解镁起主要脱硫作用 铁水经镁饱和后能防止回硫 这部分饱和镁在铁水处理后的运输过程中仍能起脱硫作用 铁水脱硫常用的脱硫剂 d 由于镁的沸点低 在高温下为气体 故镁难以加入到铁水中去 工艺上常采用镁 焦 镁 铝 镁 白云石 镁 石灰粉等方式把镁加入铁水中 e 实际生产中已证实 用镁脱硫的反应速度快 脱硫效率高 可使铁水中硫含量 0 005 适用于大量处理铁水 f 镁脱硫单耗少 渣量少 处理时间短 铁损和热损少 采用钝化镁解决了其贮运的安全问题 g 镁的挥发损失大 控制不当可引起严重喷溅或爆炸等事故 h 脱硫产物为固态硫化镁 易于扒渣 对耐火材料侵蚀轻微 i 镁价格高 处理成本高 铁水预脱硫的主要方法 1 搅拌法搅拌法又分机械搅拌法和吹气搅拌法 2 喷吹法 3 铁水沟铺撒冲混法 4 铁水沟喷粉脱硫法 5 镁脱硫法 机械搅拌法脱硫 KR法 机械搅拌法脱硫 KR法 将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头 浸入铁水包熔池一定深度 借其旋转产生的漩涡 使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应 达到脱硫目的 脱硫剂 CaO CaF2系脱硫剂 优点 动力学条件优越 有利于采用廉价的脱硫剂如CaO 脱硫效果比较稳定 效率高 脱硫到 0 005 脱硫剂消耗少 适应于低硫品种钢要求高 比例大的钢厂采用 缺点 设备复杂 一次投资较大 脱硫铁水温降较大 吹气搅拌法 吹气搅拌法主要有顶吹法 底吹法 PDS或CLDS 和气升泵法三种 顶吹法和底吹法预先将脱硫剂加到铁水表面 然后通过顶枪或罐底的透气砖往铁水中喷吹气体进行搅拌 这两种方法设备费用低 操作简便 但脱硫效果不如搅拌法好 气升泵法向气升泵吹入气流将铁水不断升入泵筒体 当筒体内铁水超过罐内液面高度时 铁水通过筒体上部的许多孔眼喷撒到熔池表面的脱硫剂上而发生脱硫反应 喷吹法 喷吹法 用喷枪以惰性气体为载体 将脱硫剂与气体混合吹入铁水深部 以搅动铁水与脱硫剂充分混合的脱硫方法 该法可以在鱼雷罐车 混铁车 或铁水包内处理铁水 铁水包喷吹法目前已被广泛应用 优点 脱硫反应速度快 效率高 喷吹时间短 铁水温降小 操作灵活方便 处理铁水量大 设备投资少 缺点 动力学条件差 铁水沟铺撒冲混法 在高炉出铁过程中连续地往出铁铁沟或盛铁罐内撒入脱硫剂进行脱硫 脱硫剂 苏打粉优点 操作简单 成本低 缺点 脱硫效率低 不稳定 烟尘大 脱硫渣严重侵蚀盛铁罐 铁水沟喷粉脱硫法 铁水沟喷粉脱硫法的喷吹点设在高炉出铁沟附近 两支喷枪顺流布置 铁水沟喷粉脱硫法脱硫粉气流垂直喷向铁水流 喷吹的脱硫剂对铁水产生冲击和搅拌作用 在铁水沟中进行脱硫反应 涡流反应器法的涡流器安装在铁水罐上方 使铁水从切线方向流入形成涡流反应器法涡流运动 将渣料卷入铁流中 镁脱硫法 镁以镁焦 镁锭 镁粉 镁合金及白云石的团块等形式加入铁水中进行脱硫 用镁脱硫的最重要问题是要控制镁的气化速度 以免发生爆炸 镁脱硫时采用的主要方法有插罩法 插杆法 三明治法 压力室法 可倾罐法 T Nock流槽法和喷吹法等 优点 镁脱硫法速