中科大炼钢原理课件07铁水预处理

7.1铁水预处理发展概况7.2炉外预脱硅、脱磷7.3铁水预处理脱硫

小结与作业

7铁水预处理7.1铁水预处理发展概况返回1、铁水预处理的必要性2、国内外铁水预处理的发展1铁水预处理的必要性返回（1）用优质铁水冶炼优质钢水，是提高产品质量、扩大品种、增加效率和增强产品市场竞争力的重要条件之一，也是生产低硫洁净钢的基础。（2）铁水预处理有利于提高炼铁、炼钢技术经济指标，对于铁水预处理方法的研究领域在不断开阔，目的是探寻保证良好的脱硫、脱磷效果，最低的处理成本和简单实用的操作方法。（3）铁水预处理工艺兴起于上世纪70年代。1）欧美的钢厂由于原料中含磷比较低，因此铁水预处理主要是围绕铁水的脱硫。2）日本的钢厂铁水中磷含量相对较高，相继开发了铁水的“三脱”工艺，即铁水预处理脱硅、脱磷和脱硫。（4）好处:①提高钢水纯净度，大批量生产低磷低硫钢成为可能；②降低全工序的成本，如合金和耐材的消耗；③由于转炉操作的简化和标准化，转炉产能提高；④成分命中率提高，工序更易于调度。2国内外铁水预处理的发展返回（1）新日铁的MURC(Multi-RefiningConverter)工艺，

MURC的特点：1）铁水装入转炉后先加入渣料、吹氧以进行脱硅、脱磷处理2)处理结束后进行一次中间排渣，随后继续在同一转炉内进行脱碳处理，脱碳后的渣子可以用作脱磷渣料，循环使用。3)热损失少，故能熔解较多的废钢。4)能减少生石灰的使用量。SRP法特点：1）脱磷后的铁水在另外一个转炉进行脱碳升温。2）工艺流程为：高炉+铁水KR法脱硫一SRP转炉脱磷+转炉脱碳+RH—PB—CC。3）在210t的SRP脱磷炉上，底吹气体流量的增加，磷的分配比、石灰的溶解度、铁的收得率提高，渣中(FeO)含量降低。达到了教高脱磷速度、减少渣量的目的。4）脱磷时间仅〉6.2min。5）炉渣的产生量大为降低。7.2炉外预脱硅、脱磷返回

1、铁水预处理脱硅2、铁水预处理脱磷1炉外预脱硅返回1.生产中实际操作中用喷枪插入铁水深处喷吹空气和固体氧化剂（铁鳞、烧结矿等+和石灰粉剂），抑制温度升高，增加渣中（FeO），抑制碳的氧化，加强搅拌，可以达到高的脱硅率。在铁水预处理脱硅时，产生的渣有很强的泡沫性，这是在生产上需要注意的问题。2.为了在铁水预处理时使硅优先氧化，除了考虑硅氧化的热力学条件以外，还应考虑硅氧化的动力学条件。当硅含量较高时，FeO相反应界面的传质为限制性环节。2铁水预处理脱磷下页为使脱磷后的铁水利于炼钢正常地进行，要求在脱磷时尽量减少碳的氧化。据式讨论影响因素：①温度的影响磷氧化反应是强放热反应，在CaO饱和渣下温度较低时磷可以优先于碳的氧化②铁水氧化性控制保持铁水具有足以使磷氧化的氧势，方法通常采用往铁水深部适度吹氧的方法，1）一方面抑制CO气体生成来延缓碳的氧化；2）另一方面铁水局部有过量的氧使磷优先或同碳一起氧化。2.铁水预处理脱磷③熔渣的选择按熔渣离子结构写出脱磷反应式：

看出增加氧离子的浓度也是非常必要的。结论：为保持渣中较高的，在脱磷之前，必须先脱硅。返回7.3铁水预处理脱硫1铁水预处理脱硫的必要性2使用不同脱硫剂脱硫效果的比较3镁脱硫返回1铁水预处理脱硫的必要性（1）铁水在进入转炉冶炼前进行脱硫具备最佳的反应条件：1)铁水中含有大量Si、C、Mn等还原性好的元素，其还原性有利于脱硫反应，(强脱硫剂Ca、Mg等烧损少)；2)铁水中C、Si能大大提高S在铁水中的活度系数，致使硫较易脱到低的水平；3)铁水中氧含量低，硫的分配系数相应有所提高，有利于脱硫；4)在铁水预处理脱硫过程中，铁水成分的变化比炼钢或钢水处理过程中钢水成分的变化对最终钢种影响要小；5)铁水处理温度较低，对处理装置的寿命有利。（2）.铁水炉外脱硫可以减轻高炉的负荷，降低焦比，减少渣量和提高生产率。（3）铁水炉外脱硫减少了渣量。（4）工业技术的发展，对钢质要求越来越高。出的铁粒都呈球形。返回2使用不同脱硫剂脱硫效果的比较铁水脱硫剂的种类通常有四种：石灰粉系；碳化钙粉系；苏打粉系；镁基脱硫剂。（1）苏打粉(Na2CO3)优点：1）脱硫能力强，且同时脱除硫和磷，且效率高；2）铁水中锰和碳的损失较小，3）金属铁的损失小，4）也可回收V、Nb等稀有元素，可再生。缺点：1)Na气化损失，污染环境，腐蚀设备，影响耐材寿命；2)铁水温降大；3)价格贵，处理成本高；4)污染环境。（2）石灰粉(CaO)1）使用安全，操作简单，价格便宜。2）磨细的石灰易吸水，生成的炉渣带走大量的铁。3）需要在高温条件下进行，4）需要进行大渣量操作，使得铁损大，温降大，脱硫剂耗量大。下页2使用不同脱硫剂脱硫效果的比较（3）电石粉(CaC2)1）温度高和[S]含量高时，脱硫效率高，2）对低温铁水(<1300℃)脱硫效率很低超高温度(1535℃)且铁水硫高时([S]>0.05%)，工业CaC2的脱硫效率能达到60%，常规铁水温度下其脱硫效率就相当低了，铁水温度降到1300℃以下时，CaC2就不是好的脱硫剂了。（4）萤石(CaF2)虽然也能起到脱硫的作用，但一般都是作为添加剂使用，能起到降低炉渣熔点的作用，改善脱硫条件，但对耐火材料侵蚀严重、对环境污染严重是其主要的缺点。（5）镁基脱硫剂是纯镁或者含有镁的复合粉剂。镁基脱硫剂进行铁水炉外脱硫的优势在于：1）可实现深脱硫，2）脱硫速度快、命中率高、处理时间短，可满足连铸工艺的快节奏生产要求；3）脱硫剂用量少，可以实现少渣操作。4）铁水温降小。5）对铁水含硫量要求放宽，从0.03%提高到0.07%甚至更高，焦比降低25-50kg/t因此，镁基脱硫剂在近几年得到了广泛应用。返回3镁脱硫（1）镁在铁水中的热力学行为铁水炉外脱硫一般在1250-1450℃这一温度范围内进行。镁在这一温度条件下将会被汽化，其蒸汽压为：

lgPMg/kPa=-6818/T+6.990分析：喷入铁水中的镁被汽化形成镁蒸汽泡，在气泡上浮的过程中，一部分用于脱硫、脱氧而消耗掉，一部分镁会溶解于铁水中，还有一部分镁来不及反应会上浮进入渣中。镁在铁水中的溶解反应及溶解自由能为:Mg（g）=Mg[Fe]-117400-31.4TJ/m不同温度下的蒸