炼钢第二讲铁水预处理

炼钢第二讲铁水预处理1第1页，课件共57页，创作于2023年2月炉外精炼铁水预处理转炉炼钢工艺炼钢生产炼钢原材料2第2页，课件共57页，创作于2023年2月铁水预处理铁水兑入炼钢炉之前，为脱硫、脱硅和脱磷而进行的处理过程。定义3第3页，课件共57页，创作于2023年2月铁水预处理硫的危害：热脆；降低焊接性、抗腐蚀性和耐磨性。磷的危害：冷脆；降低焊接性、冷弯性能和塑性。硅的危害：增大转炉冶炼时的渣量；与脱磷相干涉。4第4页，课件共57页，创作于2023年2月第5页，课件共57页，创作于2023年2月铁水预处理降低全工序成本，如合金和耐火材料的消耗；2工序更易调度。4提高钢水的纯净度，大批量生产低磷、低硫成为可能；31可使转炉操作简化和标准化，产量提高；335目的第6页，课件共57页，创作于2023年2月第7页，课件共57页，创作于2023年2月铁水预处理

预脱硅技术预脱磷技术预脱硫技术3126第8页，课件共57页，创作于2023年2月脱磷前必须优先将铁水硅氧化到远远低于高炉铁水硅含量的0.15%以下，磷才能被迅速氧化去除。硅含量与脱磷速率常数的关系图

预脱硅技术为什么先脱硅？7第9页，课件共57页，创作于2023年2月第10页，课件共57页，创作于2023年2月铁水中的硅与氧有很强的亲和力，因此硅很容易与氧反应而被氧化去除。预脱硅技术1、铁水预脱硅基本原理8[Si]+O2=SiO2[Si]+FenOm=SiO2+Fe第11页，课件共57页，创作于2023年2月固体氧化剂：高碱度烧结矿、氧化铁皮、铁矿石、铁锰矿、烧结粉尘。气体氧化剂：氧气或空气。2、种类预脱硅技术9第12页，课件共57页，创作于2023年2月1）、高炉出铁沟脱硅

；2）、鱼雷罐车或铁水罐中喷射脱硅剂脱硅；3）、“两段式”脱硅，即为前两种方法的结合，先在铁水沟内加脱硅剂脱硅，然后在鱼雷罐车或铁水罐中喷吹脱硅。3、三种方法预脱硅技术10第13页，课件共57页，创作于2023年2月出铁沟脱硅预脱硅技术11自然落入法第14页，课件共57页，创作于2023年2月出铁沟脱硅预脱硅技术12气体搅拌法第15页，课件共57页，创作于2023年2月出铁沟脱硅优点：工艺、设备简单；脱硅不占用时间，能大量处理，温降小，时间短，渣铁分离方便。缺点：用于脱硅反应工作条件较差、氧的利用率低和有起泡现象。预脱硅技术13液面喷吹法铁水内喷吹法第16页，课件共57页，创作于2023年2月第17页，课件共57页，创作于2023年2月

特点工作条件好，处理能力大，脱硅效率高且稳定。铁水罐脱硅预脱硅技术

缺点占用时间长，温降较大。14第18页，课件共57页，创作于2023年2月第19页，课件共57页，创作于2023年2月“两段式”脱硅当硅含量大于0.4%时，脱硅剂用量增大，泡沫渣严重，适宜采用脱硅效率高的喷吹法或两段法若炼钢厂扒渣能力不足，应采用两段脱硅法。预脱硅技术15第20页，课件共57页，创作于2023年2月预脱硅技术16“两段式”脱硅效果第21页，课件共57页，创作于2023年2月预脱磷技术铁水中的磷首先氧化成P2O5，然后与强碱性氧化物结合成稳定的磷酸盐而去除。1、铁水预脱磷的基本原理172、脱磷剂由氧化剂、固定剂和熔剂组成。第22页，课件共57页，创作于2023年2月氧化剂――――氧气、氧化铁、轧钢铁皮、连铸铁皮等脱磷剂5NaCO3+4[P]=5(Na2O)+2(P2O5)+5C3(Na2O)+(P2O5)=(3NaO·P2O5)18助熔剂――――CaF2，CaCl2。固定剂――――CaO，Na2CO3；将铁水中的磷氧化使磷稳定地结合在炉渣中生产低熔点的化合物，溶于渣中。总用量大约为吨铁水35公斤。

配比：CaO42％-Fe2O346%-CaF212%。

第23页，课件共57页，创作于2023年2月在高炉出铁沟或出铁槽内进行脱磷；在铁水包或鱼雷罐车中进行预脱磷；在专用转炉内进行铁水预脱磷。预脱磷方法19第24页，课件共57页，创作于2023年2月20优点：铁水罐混合容易，反应动力学条件好

铁水包喷吹法缺点：吹炼时间长，温降大渣多浸入第25页，课件共57页，创作于2023年2月21碳酸钠精炼法

日本住友金属鹿岛厂开发了“住友碱精炼法”工艺过程为:铁水流入鱼雷车后,先喷吹烧结矿粉进行脱硅处理,用吸渣法排除渣后,喷入苏打粉脱磷脱硫,处理后铁水[P]≤0.101%,[S]≤0.1003%。缺点：钠的损失大且会污染环境第26页，课件共57页，创作于2023年2月专用转炉进行脱磷预处理90年代中后期日本企业开发成功；日本钢铁企业大规模采用；宝钢已采用；22处理过程分两步进行:首先在高炉出铁沟用喷吹法对铁水进行脱硅处理,产生的脱硅渣用撇渣器去除;随后,脱硅的铁水被装入H炉内进行脱磷、脱硫处理。脱磷时要喷吹石灰系渣料、同时顶吹氧气,脱磷后再用喷入苏打灰系渣料的办法进行脱硫处理。经预处理的铁水再装入转炉内进行脱碳。第27页，课件共57页，创作于2023年2月1、与混铁车内或铁水包中进行的铁水预处理相比,在专用转炉内进行脱磷预处理的优点是转炉的容积大、反应速度快、效率高、可节省造渣剂的用量,吹氧量较大时也不易发生严重的喷溅现象,利于生产超低磷钢,尤其是中高碳的超低磷钢。专用转炉脱磷特点：2、在转炉内进行铁水预处理时脱磷剂有喷粉加入和直接加入

两种方式。第28页，课件共57页，创作于2023年2月不同预处理工艺脱磷比较24第29页，课件共57页，创作于2023年2月脱硫第30页，课件共57页，创作于2023年2月第31页，课件共57页，创作于2023年2月钢铁冶炼脱硫，就是要形成稳定的硫化物，并能与钢或铁水顺利分离。脱硫基本反应方程式如下：Mg(g)+[S]=MgS(s)

ΔGΘ=-427367+180.67T脱硫原理

25第32页，课件共57页，创作于2023年2月苏打灰（Na2CO3）石灰粉(CaO)电石粉（CaS）金属镁脱硫剂26Ca系Na系Mg系第33页，课件共57页，创作于2023年2月（1）苏打灰（Na2CO3）优点：能力强，同时脱硫、磷效率高；Mn，C、Fe损失小；稀有元素可回收；缺点：Na汽化损失，污染环境，腐蚀设备，影响耐材寿命；铁水温降大；价格贵，成本高；Na2CO3＋[S]+2[C]=Na2S+3[CO]27第34页，课件共57页，创作于2023年2月（2）石灰粉(CaO)优点：使用安全、操作简单，价格低；缺点：需在高温下操作，铁损大28第35页，课件共57页，创作于2023年2月电石粉（CaC2）特点：脱硫效率高，温度低时《1300℃脱硫低；29CaC2+[S]=CaS+2[C]脱硫效率受温度和粒度影响较大，安全性不高。第36页，课件共57页，创作于2023年2月（3）金属镁优势：深脱硫，速度快，时间短，可满足连铸的快节奏，脱剂量少，铁水温降少，广泛使用。第37页，课件共57页，创作于2023年2月铁流搅拌法铁水预

脱硫方法搅拌脱硫法喷吹气体搅拌法30第38页，课件共57页，创作于2023年2月

定义优点

缺点铁流搅拌法31第39页，课件共57页，创作于2023年2月定义铁流搅拌法—铺撒法32第40页，课件共57页，创作于2023年2月优点设备和操作都很简单缺点脱硫效率低，而且不稳定

铁流搅拌法33第41页，课件共57页，创作于2023年2月搅拌脱硫法34机械搅拌法喷吹气体搅拌法第42页，课件共57页，创作于2023年2月机械搅拌法示意图脱硫效率高且稳定，能得到低硫或超低硫的铁水35第43页，课件共57页，创作于2023年2月KR法非卷入型机械搅拌法DORA法种类转动容器的机械搅拌法

36第44页，课件共57页，创作于2023年2月旋转实心搅拌器的搅拌法（KR法）旋转空心搅拌器的搅拌法（DORA法）37KR法含硫量可从0.06%降低到0.005％第45页，课件共57页，创作于2023年2月第46页，课件共57页，创作于2023年2月KR是以一种外衬耐火材料的搅拌器浸入铁水罐内，利用搅拌器在铁水中旋转搅动铁水，使铁水产生漩涡，在铁水液面中央部分产生一个涡流下陷坑，同时加入脱硫剂使其在下陷坑中被铁水内部进行脱硫反应，从而达到脱硫的目的。

优点：脱硫效率高、脱硫剂耗量少、金属损耗低等。38（knotted

reactor）第47页，课件共57页，创作于2023年2月非卷入型机械搅拌法39特点：在钢包内只设一个简单的倒T字形耐火材料搅拌棒，旋转搅拌棒使脱硫剂与铁水混合进行脱硫。但脱硫时间长，不能采用镁脱硫剂。第48页，课件共57页，创作于2023年2月单向摇包法

双向摇包法转动容器的机械搅拌法

机械搅拌法40设备复杂，维修费用高和难于大型化第49页，课件共57页，创作于2023年2月把氮气、氩气、天然气或压缩空气吹入铁水，使铁水与脱硫剂搅拌混合。喷吹气体搅拌法41第50页，课件共57页，创作于2023年2月用气体携带脱硫剂向混铁车的铁水中喷吹喷吹气体搅拌法42垂直插入第51页，课件共57页，创作于2023年2月由铁水包的上部加脱硫剂，下部通入气体搅拌。镁脱硫方法目前国内普遍应用的方式有：单喷颗粒镁、CaO-Mg复合喷吹、CaC2-Mg复合喷吹，这几种方法均具有生产[S]≤0.005%铁水的深脱硫能力。喷吹气体搅拌法43斜插第52页，课件共57页，创作于2023年2月KR脱硫与喷粉脱硫的比较岩田勝吉，转炉炼钢节能技术研讨会，中国钢铁工业协会，2005年6月，莱芜44第53页，课件共57页，创作于2023年2月应用：中国普遍采用；日、韩不采用；欧洲少量采用。优点：脱硫效率高；脱硫剂耗量低；温降小。缺点：扒渣难；转炉回硫量大。