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1、提钒与转炼钢工艺提钒与转炼钢工艺项目二项目二 氧气转炉炼钢工艺氧气转炉炼钢工艺 任务任务1 炼钢用原材料的识别炼钢用原材料的识别任务目标任务目标总体：在高产、优质、低耗、长寿的技术经济指标条件下，总体：在高产、优质、低耗、长寿的技术经济指标条件下，掌握以完成冶炼一炉质量合格钢的工作任务为目标所具备掌握以完成冶炼一炉质量合格钢的工作任务为目标所具备的紧密相关的的紧密相关的“必须、够用必须、够用”“比较完整和比较系统比较完整和比较系统”的原料知识。的原料知识。具体：具体：熟悉炼钢用主原料、辅原料、铁合金的种类、作用；熟悉炼钢用主原料、辅原料、铁合金的种类、作用；熟悉炼钢生产对所用各种主原料、辅原料
2、、铁合金的要求熟悉炼钢生产对所用各种主原料、辅原料、铁合金的要求及为了保证炼钢生产获得优质、高产、低耗及长寿技术经及为了保证炼钢生产获得优质、高产、低耗及长寿技术经济指标对主原料进行的处理。济指标对主原料进行的处理。掌握各种原料识别的技能及为获得良好的技术经济指标合掌握各种原料识别的技能及为获得良好的技术经济指标合理炉料结构最佳配比确定的技能；理炉料结构最佳配比确定的技能；任务引入任务引入：原料是炼钢生产的物质基础即炼钢：原料是炼钢生产的物质基础即炼钢的粮食，为在高产、优质、低耗、长寿的技术经的粮食，为在高产、优质、低耗、长寿的技术经济指标理念下，冶炼质量合格钢水获得良好的技济指标理念下，冶炼
3、质量合格钢水获得良好的技术经济指标，必须具备炼钢所需的术经济指标，必须具备炼钢所需的“必须、够用必须、够用”“比较完整和比较系统比较完整和比较系统”的原料知识，特别是的原料知识，特别是识别原料技能和合理炉料结构的配比确定技能。识别原料技能和合理炉料结构的配比确定技能。学习性工作任务学习性工作任务：在高产、优质、低耗、长：在高产、优质、低耗、长寿的技术经济指标理念下，掌握以完成冶炼质量寿的技术经济指标理念下，掌握以完成冶炼质量合格钢水的工作任务为目标所具备的紧密相关的合格钢水的工作任务为目标所具备的紧密相关的“必须、够用必须、够用”“比较完整和比较系统比较完整和比较系统”的主原的主原料、辅原料及
4、铁合金等知识。料、辅原料及铁合金等知识。任务任务1：3炼钢用原料炼钢用原料前言前言单元一：单元一：主原料主原料单元二：单元二：辅原料辅原料单元三：单元三：铁合金铁合金前言前言原材料是炼钢的物质基础原材料是炼钢的物质基础原材料是炼钢的物质基础原材料是炼钢的物质基础原材料的质量和供应条件对炼钢生产的各项技原材料的质量和供应条件对炼钢生产的各项技原材料的质量和供应条件对炼钢生产的各项技原材料的质量和供应条件对炼钢生产的各项技术经济指标有重大影响术经济指标有重大影响术经济指标有重大影响术经济指标有重大影响原材料质量评价内容原材料质量评价内容化学成分和物理性质化学成分和物理性质应符合技术标准应符合技术标
5、准化学成分和物理性质应保持稳定化学成分和物理性质应保持稳定炼钢原料的分类炼钢原料的分类分类方法一分类方法一主原料主原料原原料料辅原料辅原料锰铁、硅铁及硅锰合金等锰铁、硅铁及硅锰合金等各种铁合金各种铁合金铁水铁水造渣剂造渣剂废钢废钢部分冷却剂部分冷却剂增碳剂及各种气体等增碳剂及各种气体等炼钢原料的分类炼钢原料的分类分类方法二分类方法二金属料金属料原原料料非金属料非金属料铁水铁水废钢废钢铁合金铁合金造渣料造渣料部分冷却剂部分冷却剂增碳剂等增碳剂等各种气体各种气体氧气、氮气、氩气等氧气、氮气、氩气等返回目录返回目录3-1 主原料主原料3-1-13-1-13-1-1铁水（半钢）铁水（半钢）3-1-23
6、-1-23-1-2废钢废钢3-1-33-1-33-1-3生铁块生铁块3-1-1 铁水铁水铁水铁水是转炉炼钢的主要原是转炉炼钢的主要原料，一般装入炉量的料，一般装入炉量的70100%，由于攀钢转炉，由于攀钢转炉炼钢工艺的特殊性炼钢工艺的特殊性,铁水作铁水作为炼钢的基本原料时为炼钢的基本原料时,半钢半钢更是主要的原料。更是主要的原料。为保证转炉炼钢稳定操作为保证转炉炼钢稳定操作,均衡生产和改善技术经济均衡生产和改善技术经济指标指标,对铁水和半钢的对铁水和半钢的化学化学成分成分、温度温度都作出了明确都作出了明确的要求。的要求。铁水供应铁水供应宝钢鱼雷罐车宝钢鱼雷罐车铁水罐车铁水罐车3-1-1 铁水（
7、半钢）铁水（半钢）半钢是指含钒铁水经转炉、雾化炉提取钒半钢是指含钒铁水经转炉、雾化炉提取钒渣之后，余下的金属称为半钢。渣之后，余下的金属称为半钢。半钢是一种半钢是一种“化学冷化学冷”的炼钢中间产品，的炼钢中间产品，其特点是硅全部氧化，锰大部分氧化，碳其特点是硅全部氧化，锰大部分氧化，碳少量氧化，半钢碳含量一般在少量氧化，半钢碳含量一般在3.6%4.0%半钢中的半钢中的Ti、Si、Mn、V等元素的含量甚微等元素的含量甚微。攀钢提钒半钢的主要成分 半半钢钢成分成分质质量分数量分数/%/%C C3.83.84.04.0SiSi痕迹痕迹MnMn0.10.10.20.2V V0.050.050.080.
8、08P P0.050.050.080.08A 铁水的温度铁水的温度 高高 稳定稳定 我国规定，入炉铁水温度应大于我国规定，入炉铁水温度应大于1250，以利于转炉的热行，成渣迅速，减少喷溅。以利于转炉的热行，成渣迅速，减少喷溅。B 铁水的化学成分铁水的化学成分元素元素元素元素 SiSiS SMnMnP PC C发热元素，要发热元素，要求含量适当求含量适当有益元素有益元素不宜过高不宜过高有害元素有害元素有害元素有害元素B 铁铁水的化学成分水的化学成分碳碳 碳（碳（C）：重要发热元素，铁水中的碳质量分数一般为）：重要发热元素，铁水中的碳质量分数一般为4.2%4.5%,半钢中的碳的质量分数通常为半钢中
9、的碳的质量分数通常为3.23.8%。炼钢生铁含碳量：炼钢生铁含碳量：B 铁水的化学成分铁水的化学成分硅硅 硅硅(Si)：重要发热元素之一。铁水中每增加：重要发热元素之一。铁水中每增加0.1，废钢比可提高废钢比可提高1.3。过高的硅含量，会给冶炼带来。过高的硅含量，会给冶炼带来不良后果。不良后果。增加渣料消耗，渣量大。铁水中每增加增加渣料消耗，渣量大。铁水中每增加0.1，每，每吨铁水就需多加吨铁水就需多加6kg左右的石灰左右的石灰 加剧对炉衬的冲蚀加剧对炉衬的冲蚀 降低成渣速度，并使吹损增加降低成渣速度，并使吹损增加 铁水中铁水中 w si =0.500.80为宜。少渣冶炼工艺为宜。少渣冶炼工艺
10、时，时，0.30.5%为好为好B 铁水的化学成分铁水的化学成分锰锰锰锰(Mn)：锰是弱发热元素：锰是弱发热元素，有益元素有益元素。铁水中锰氧化后形成的铁水中锰氧化后形成的MnO能有效地促进石灰溶能有效地促进石灰溶解，加快成渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀解，加快成渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀减少氧枪粘钢，终点钢中余锰高，能够减少合金减少氧枪粘钢，终点钢中余锰高，能够减少合金用量，利于提高金属收得率用量，利于提高金属收得率锰在降低钢水硫含量和硫的危害方面起到有利作锰在降低钢水硫含量和硫的危害方面起到有利作用。用。当前使用较多的为低锰铁水，一般铁水中锰的百当前使用较多的为低锰铁水，一般铁水中锰的百
11、分含量分含量0.200.40B 铁水的化学成分铁水的化学成分磷磷磷：强发热元素，对一般钢种来说也是磷：强发热元素，对一般钢种来说也是有害元素有害元素（冷脆），因此要求铁水含磷量越低越好。根据（冷脆），因此要求铁水含磷量越低越好。根据磷含量的多少铁水可以分为三类：磷含量的多少铁水可以分为三类：WP0.3 低磷铁水低磷铁水WP0.31.00 中磷铁水中磷铁水WP 1.5 高磷铁水高磷铁水氧气顶吹转炉脱磷效率为氧气顶吹转炉脱磷效率为8595%，在出钢过程，在出钢过程中若控制不好，很易回磷中若控制不好，很易回磷铁水含磷量越低越好铁水含磷量越低越好（小于（小于0.150.20），），最高不能超过最高不能
12、超过0.40）B 铁水的化学成分铁水的化学成分硫硫易切钢易切钢有害元素易造成有害元素易造成“冷脆冷脆”在转炉炼钢氧化气氛下脱硫效率只有在转炉炼钢氧化气氛下脱硫效率只有3060%（单渣法冶炼时的脱硫率仅为（单渣法冶炼时的脱硫率仅为3035），因而脱硫是困难的。而通常要），因而脱硫是困难的。而通常要求钢液的含硫量在求钢液的含硫量在0.03以下。以下。铁水含硫量愈低愈好铁水含硫量愈低愈好我国一些钢厂用铁水成分我国一些钢厂用铁水成分厂 家化化 学学 成成 分分 w/%入炉温入炉温度度/SiMnPSV首 钢0.200.400.400.500.101250)武钢二炼0.670.300.0150.02412
13、201310包 钢0.721.730.5800.0471200攀 钢0.0640.0520.0500.323宝 钢0.400.800.400.1200.040 国外一些厂家用铁水平均成分国外一些厂家用铁水平均成分国家或厂名国家或厂名化化 学学 成成 分分 w/%SiMnPS美国美国0.801.200.601.000.150.030日本大分厂日本大分厂0.550.600.0970.1050.0200.023英国托尔伯特厂英国托尔伯特厂0.650.750.150.030联邦德国布鲁豪联邦德国布鲁豪克森厂克森厂0.580.710.20.30.023C 铁水除渣铁水除渣高炉渣中含高炉渣中含S、SiO2
14、和和Al2O3量较高，过多量较高，过多的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大，的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大，石灰消耗增加，喷溅加剧，损坏炉衬，降石灰消耗增加，喷溅加剧，损坏炉衬，降低金属收得率，损失热量等。低金属收得率，损失热量等。兑入转炉的铁水要求带渣量不得超过兑入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%。返回子目录返回子目录理想的理想的铁水条件铁水条件结论结论 温度：温度：1250成分：成分：C:4.2%4.5%Si：0.50.8 Mn：0.40.6 S、P:越低越好越低越好 铁水带渣：铁水带渣：0.53-1-2废钢废钢废钢是氧气顶吹转炉炼钢废钢是氧气顶吹转炉炼钢的主原料之一，是冷却效的
15、主原料之一，是冷却效果稳定的冷却剂。果稳定的冷却剂。通常占装入量的通常占装入量的30以下。以下。适当地增加废钢比，可以适当地增加废钢比，可以降低转炉钢消耗和成本。降低转炉钢消耗和成本。废钢来源废钢来源炼钢原料炼钢原料炼钢原料炼钢原料废钢厂废钢厂回收料回收料回收料回收料返回料返回料返回料返回料工业废料工业废料工业废料工业废料钢制报废件钢制报废件钢制报废件钢制报废件对废钢的要求对废钢的要求 不同性质废钢应分类存放，以避免贵重合金元素不同性质废钢应分类存放，以避免贵重合金元素损失或造成熔炼废品；损失或造成熔炼废品；废钢入炉前应仔细检查，严防混入封闭器皿、爆废钢入炉前应仔细检查，严防混入封闭器皿、爆炸
16、物和毒品；严防混入易残留于钢水中的某些元炸物和毒品；严防混入易残留于钢水中的某些元素如铅、锌等有色金属（铅比重大，能够沉入砖素如铅、锌等有色金属（铅比重大，能够沉入砖缝危害炉底）；缝危害炉底）；废钢应清洁干燥，尽量避免带入泥土沙石、耐火废钢应清洁干燥，尽量避免带入泥土沙石、耐火材料和炉渣等杂质；材料和炉渣等杂质；废钢应具有合适的外形尺寸和单重。废钢应具有合适的外形尺寸和单重。返回子目录返回子目录3-1-3 生铁块生铁块生铁块也叫冷铁，生铁块也叫冷铁，是铁锭、废铸件、是铁锭、废铸件、罐底铁和出铁沟铁罐底铁和出铁沟铁的总称，其成分与的总称，其成分与铁水相近，但没有铁水相近，但没有显热。显热。冷却效
17、应比废钢低，冷却效应比废钢低，同时还需要配加适同时还需要配加适量石灰渣料。有的量石灰渣料。有的厂家将废钢与生铁厂家将废钢与生铁块搭配使用。块搭配使用。生铁块生铁块3-1-4 铁水预处理铁水预处理脱硫脱硫脱硅脱硅脱磷脱磷提铌提铌降低转炉降低转炉脱硫负荷，脱硫负荷，提高钢材提高钢材质量和性质量和性能。能。实现少渣或实现少渣或无渣工艺；无渣工艺；为炉外脱磷为炉外脱磷创造了条件；创造了条件；减少脱磷剂减少脱磷剂用，提高脱用，提高脱磷脱硫效率。磷脱硫效率。降低转炉降低转炉脱磷负荷，脱磷负荷，提高钢材提高钢材质量和性质量和性能。能。提取铁水提取铁水中有益元中有益元素素 铁水预处理是指铁水铁水预处理是指铁水
18、在兑入炼钢炉之前，为在兑入炼钢炉之前，为去除或提取某种成分而去除或提取某种成分而进行的处理过程三脱进行的处理过程三脱3-1-4-1 铁水炉外脱硫铁水炉外脱硫脱硫原理脱硫原理：使用与硫的亲和力比铁与硫的亲和力大的元：使用与硫的亲和力比铁与硫的亲和力大的元素或化合物，将硫化铁中的硫转变为更稳定的，极少溶解素或化合物，将硫化铁中的硫转变为更稳定的，极少溶解或完全不溶于铁液的化合物或完全不溶于铁液的化合物。铁水脱硫条件优于钢水脱硫条件铁水脱硫条件优于钢水脱硫条件，原因：，原因：铁水中含有较高的铁水中含有较高的C、Si、P等元素，提高了铁水中硫的等元素，提高了铁水中硫的活度系数；活度系数；铁水中氧含量低
19、，提高渣铁之间硫分配比，脱硫效率高；铁水中氧含量低，提高渣铁之间硫分配比，脱硫效率高；铁水含氧量低，因而可以使用强脱硫剂强化脱硫而不会造铁水含氧量低，因而可以使用强脱硫剂强化脱硫而不会造成强烈氧化；成强烈氧化；铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。脱硫能力脱硫能力成本成本资源资源环境保护环境保护对耐火材料的侵蚀程度对耐火材料的侵蚀程度形成硫化物的性状形成硫化物的性状对操作影响对操作影响安全因素安全因素脱硫剂的选择原则脱硫剂的选择原则常用的脱硫剂常用的脱硫剂电石粉（电石粉（CaC2）石灰粉（石灰粉（CaO）石灰石粉（石灰石粉（Ca2CO3
20、）金属镁（金属镁（Mg）和镁基粉剂（）和镁基粉剂（MgCaO、MgCaC2）苏打粉（苏打粉（Na2CO3）电石粉脱硫电石粉脱硫脱硫特点：脱硫特点：CaC2有很强的脱硫能力有很强的脱硫能力易于扒渣，对混铁车或铁水包内衬侵蚀较轻易于扒渣，对混铁车或铁水包内衬侵蚀较轻污染环境，必须安装除尘装置污染环境，必须安装除尘装置电石粉是工业产品，价格较贵电石粉是工业产品，价格较贵5）要特别注意电石粉在运输和储存过程的安全）要特别注意电石粉在运输和储存过程的安全主要成分主要成分:CaC2，熔点为熔点为2300，粒度在，粒度在0.11mm，脱硫反应：，脱硫反应：石灰粉脱硫石灰粉脱硫主要成分是主要成分是CaO石灰粉
21、石灰粉脱硫特点：脱硫特点：可在铁水中加入一定量的铝，可以显著提高石灰可在铁水中加入一定量的铝，可以显著提高石灰的脱硫能力和脱硫效率的脱硫能力和脱硫效率与用与用CaC2脱硫相比，其脱硫能力相应低得多脱硫相比，其脱硫能力相应低得多脱硫产物为固态，便于扒渣，对铁水包内衬耐火脱硫产物为固态，便于扒渣，对铁水包内衬耐火材料侵蚀较轻，但渣量较大材料侵蚀较轻，但渣量较大石灰粉最好在干燥氮气下密封存放在单独料仓石灰粉最好在干燥氮气下密封存放在单独料仓石灰粉资源广，价格低，易加工，使用安全石灰粉资源广，价格低，易加工，使用安全脱硫特点：脱硫特点：可在铁水中加入一定量的铝，可以显著提高石灰可在铁水中加入一定量的铝
22、，可以显著提高石灰的脱硫能力和脱硫效率的脱硫能力和脱硫效率在高碳和一定硅含量的铁水中，在高碳和一定硅含量的铁水中，CaO有较强的脱有较强的脱硫能力。但与用硫能力。但与用CaC2脱硫相比，其脱硫能力相应脱硫相比，其脱硫能力相应低得多低得多脱硫产物为固态，便于扒渣，对铁水包内衬耐火脱硫产物为固态，便于扒渣，对铁水包内衬耐火材料侵蚀较轻，但渣量较大材料侵蚀较轻，但渣量较大石灰粉流动性差，易堵料，且石灰粉易吸潮，吸石灰粉流动性差，易堵料，且石灰粉易吸潮，吸潮后其流动性更大大恶化。因此，石灰粉最好也潮后其流动性更大大恶化。因此，石灰粉最好也在干燥氮气下密封存放在单独料仓在干燥氮气下密封存放在单独料仓石灰
23、粉资源广，价格低，易加工，使用安全石灰粉资源广，价格低，易加工，使用安全石灰石粉脱硫石灰石粉脱硫 其主要成分是其主要成分是CaCO3，属于石灰脱硫范畴，属于石灰脱硫范畴（钙基脱硫剂）（钙基脱硫剂）脱硫反应：脱硫反应：分解产生的分解产生的CaO起着脱起着脱硫作用硫作用 用石灰石粒子分解时会发生炸裂，生成的是细小的、多用石灰石粒子分解时会发生炸裂，生成的是细小的、多孔的、活性强的孔的、活性强的CaO粉粒子，使粉粒子，使CaO的反应面积增大，的反应面积增大，脱硫作用增强，提高了脱硫作用增强，提高了CaO的利用率的利用率石灰石受热分解放出石灰石受热分解放出CO2气体，气体，CO2气体从铁水中上浮，气体
24、从铁水中上浮，加强了铁水的搅拌，真假了脱硫剂与铁水的接触机会，加强了铁水的搅拌，真假了脱硫剂与铁水的接触机会，提高了脱硫反应率和脱硫剂效率提高了脱硫反应率和脱硫剂效率用石灰石粉脱硫降低铁水温度，这是不利于脱硫反应进用石灰石粉脱硫降低铁水温度，这是不利于脱硫反应进行的行的石灰石资源丰富，价格低廉，不吸潮，易于保存，流动石灰石资源丰富，价格低廉，不吸潮，易于保存，流动性好，不易堵塞喷吹管性好，不易堵塞喷吹管脱硫特点脱硫特点 金属镁和镁基材料脱硫金属镁和镁基材料脱硫金属镁脱硫剂金属镁脱硫剂 镁为碱土金属，其熔点与镁为碱土金属，其熔点与沸点都较低，熔点为沸点都较低，熔点为651，沸点是，沸点是1107
25、，在铁水存在的温度下呈气态。镁与硫的，在铁水存在的温度下呈气态。镁与硫的结合力很强结合力很强镁的脱硫能力很强，脱硫效率高产物为固镁的脱硫能力很强，脱硫效率高产物为固态硫化镁，易于扒除，对耐火材料侵蚀较态硫化镁，易于扒除，对耐火材料侵蚀较轻轻消耗量少，处理时间短消耗量少，处理时间短可实现自动控制可实现自动控制金属镁价格较贵金属镁价格较贵脱硫特点脱硫特点MgCaO复合脱硫剂：喷吹复合脱硫剂：喷吹MgCaO复合脱硫复合脱硫剂时，铁水中会发生喷吹剂时，铁水中会发生喷吹Mg和单独喷吹和单独喷吹CaO脱硫脱硫时，相应发生的反应，但平衡时时，相应发生的反应，但平衡时 不存在不存在脱硫反应式：脱硫反应式：Mg
26、(气气)S CaO(固固)=CaS(固固)MgO(固固)MgS CaO(固固)=CaS(固固)MgO(固固)理论上喷吹理论上喷吹MgCaO复合脱硫剂时，脱硫极限复合脱硫剂时，脱硫极限as可达约可达约107数量级。镁基粉剂中的钙镁比数量级。镁基粉剂中的钙镁比（WcaoWMg）为）为23作为石灰、镁粉的喷吹作为石灰、镁粉的喷吹比，效果好比，效果好MgCaC2复合脱硫剂复合脱硫剂 喷吹喷吹MgCaC2复复合脱硫剂的体系，由于合脱硫剂的体系，由于CaC2与与O反应反应生成生成CaO，MgS(固固)不能稳定存在于该体不能稳定存在于该体系中，由于系中，由于MgCaC2复合脱硫剂复合脱硫剂 体系与体系与Mg
27、CaO复合脱硫体系的脱氧、脱硫平衡复合脱硫体系的脱氧、脱硫平衡反应是相同的，因此对脱氧、脱硫能力而反应是相同的，因此对脱氧、脱硫能力而言，喷吹这两种复合脱硫剂效果是一样的言，喷吹这两种复合脱硫剂效果是一样的CaC2比比CaO 昂贵且不安全，因此从脱硫成昂贵且不安全，因此从脱硫成本及储运、使用的安全性方面考虑，使用本及储运、使用的安全性方面考虑，使用MgCaO复合脱硫剂更安全、成本更低复合脱硫剂更安全、成本更低苏打粉脱硫苏打粉脱硫其主要成分是其主要成分是Na2CO3，其受热分解，然后与铁水，其受热分解，然后与铁水中的硫反应中的硫反应脱硫反应：脱硫反应：Na2CO3(固固)=Na2O(固固)+CO
28、2NaO2(固固)+FeS+Si(Na2S)+(Na2OSiO2)+FeNa2O(固固)+C+FeS(Na2S)+Fe+CO很早以前，曾经用过苏打粉作脱硫剂，但由于价很早以前，曾经用过苏打粉作脱硫剂，但由于价格贵，污染又严重，未能坚持下来格贵，污染又严重，未能坚持下来脱硫能力比较脱硫能力比较各脱硫剂脱硫能力的大小：各脱硫剂脱硫能力的大小：Mg/CaO（Mg/CaC2）、）、CaC2、Mg、CaO，并且都能满，并且都能满足工业应用中的脱硫要求足工业应用中的脱硫要求如电石粉石灰粉（如攀钢）如电石粉石灰粉（如攀钢）电石粉石灰粉石灰石粉或金属镁石电石粉石灰粉石灰石粉或金属镁石灰粉（如武钢三炼钢、宝钢、
29、本钢）灰粉（如武钢三炼钢、宝钢、本钢）金属镁电石粉（宝钢）金属镁电石粉（宝钢）脱硫剂使用情况脱硫剂使用情况Company Logo炉外脱硫基本操作环节炉外脱硫基本操作环节 加脱硫剂加脱硫剂搅拌搅拌扒渣扒渣取样测温取样测温12343-1-4-2 脱硫方法脱硫方法原理：原理：使用的脱硫剂：有电石、使用的脱硫剂：有电石、CaO为主的复合脱硫为主的复合脱硫剂（活性石灰剂（活性石灰85、萤石、萤石10、活性炭、无碳、活性炭、无碳脱硫剂（脱硫剂（90活性石灰、活性石灰、10萤石）。萤石）。脱硫效果：处理后脱硫效果：处理后0.005，整个脱硫作业周，整个脱硫作业周期期3050min（平均（平均42 min）
30、，过程温降），过程温降45。每次处理重量每次处理重量7585t/罐，一次处理的铁水容罐，一次处理的铁水容量最大可达量最大可达330吨。渣层厚度吨。渣层厚度50 mm。机械搅拌法机械搅拌法铁铁水水搅搅拌拌法法脱脱硫硫装装置置示示意意图图喷吹法喷吹法 原理：是将脱硫剂用载气（原理：是将脱硫剂用载气（N2或惰性气体）或惰性气体）经喷枪吹入铁水深部，使粉剂与铁水充分经喷枪吹入铁水深部，使粉剂与铁水充分接触，在上浮过程中将硫去除。可以在铁接触，在上浮过程中将硫去除。可以在铁水包或混铁车内进行。喷枪垂直插入铁水水包或混铁车内进行。喷枪垂直插入铁水中，由于铁水的搅动，脱硫效果好。如西中，由于铁水的搅动，脱硫
31、效果好。如西德某厂、攀钢提钒炼钢厂德某厂、攀钢提钒炼钢厂脱硫效果：脱硫效果：铁铁水水喷喷吹吹脱脱硫硫设设备备配配置置喷吹罐喷枪喷枪铁水罐扒渣机扒渣机操作室渣盘粉仓粉仓粉仓粉仓布带除尘器布带除尘器喷枪提升装置喷枪提升装置喷枪喷枪罐铁水罐铁水罐铁水罐车铁水罐车渣盘渣盘铁水喷吹脱硫装置示意图铁水喷吹脱硫装置示意图 铁水罐车铁水罐车开到脱硫工位，开到脱硫工位，喷枪下降到喷枪下降到 铁水中，开喷铁水中，开喷吹阀，脱硫剂吹阀，脱硫剂由氮气带入铁由氮气带入铁水中，进行脱水中，进行脱硫硫 喷吹法脱硫装置示意图喷吹法脱硫装置示意图 喷吹脱硫喷吹脱硫3-1-4-2 铁水预脱硅工艺铁水预脱硅工艺 A 铁水脱硅的目的
32、铁水脱硅的目的减少转炉石灰用量，减少渣量和铁损。减少转炉石灰用量，减少渣量和铁损。减少脱磷剂用量，提高脱磷脱硫效率。减少脱磷剂用量，提高脱磷脱硫效率。对于含钒和含铌等特殊铁水，预脱硅可为对于含钒和含铌等特殊铁水，预脱硅可为富集富集V2O5、Nb2O5等创造条件。等创造条件。B 脱硅剂脱硅剂脱硅剂均为氧化剂，主要有轧钢皮、高碱度烧结脱硅剂均为氧化剂，主要有轧钢皮、高碱度烧结矿粉、烧结粉尘、铁矿石粉、铁锰矿、氧气等。矿粉、烧结粉尘、铁矿石粉、铁锰矿、氧气等。有的要加入一定量的熔剂（石灰、萤石），用于有的要加入一定量的熔剂（石灰、萤石），用于改进脱硅渣性能，提高流动性，减少泡沫渣。改进脱硅渣性能，提
33、高流动性，减少泡沫渣。目前使用的材料是以轧钢皮和烧结矿粉为主的脱目前使用的材料是以轧钢皮和烧结矿粉为主的脱硅剂，轧钢皮脱硅率比烧结返矿高。硅剂，轧钢皮脱硅率比烧结返矿高。各厂家使用的脱硅剂的配比也不一样，例如：各厂家使用的脱硅剂的配比也不一样，例如：太钢二钢太钢二钢 轧钢皮轧钢皮90（0.147mm，100目）、目）、10石灰（石灰（0.542mm，30目目）日本钢管福山日本钢管福山 轧钢皮轧钢皮70100、020石灰、石灰、萤石萤石010日本川崎水岛日本川崎水岛 烧结矿粉烧结矿粉75、石灰、石灰25表表1-4 脱硅剂成分及粒度要求脱硅剂成分及粒度要求项项 目目化学成分化学成分w/%TFeCa
34、OSiO2Al2O3MgOO2氧化铁皮氧化铁皮75.860.400.530.220.1424.00烧结矿烧结矿47.5013.356.833.201.3420.00项项 目目粒度粒度/1.0氧化铁皮氧化铁皮38%52%9%1%烧结矿烧结矿68%17%14%1%C 脱硅基本反应脱硅基本反应SiFe2O3(固固)SiO2(固固)Fe（液）（液）SiFe3O4(固固)SiO2(固固)Fe（液）（液）Si2（FeO）SiO2(固固)2Fe（液）（液）SiO2(气气)SiO2(固固)特点：特点：放热反应放热反应固体脱硅剂与气体脱硅剂混合使用固体脱硅剂与气体脱硅剂混合使用出铁场脱硅出铁场脱硅 自然投入法自
35、然投入法-脱硅剂以皮带机或溜槽自然落下加入铁水沟，脱硅剂以皮带机或溜槽自然落下加入铁水沟，随铁水流入铁水罐进行反应；脱硅剂在铁水沟高点加入（落随铁水流入铁水罐进行反应；脱硅剂在铁水沟高点加入（落差脱硅，锰含量有相应下降），过落差点后一段反应距离设差脱硅，锰含量有相应下降），过落差点后一段反应距离设置撇渣器，将脱硅渣分离。置撇渣器，将脱硅渣分离。顶喷法顶喷法-一种为插入铁水的喷枪，喷枪附近的铁水沟改为一种为插入铁水的喷枪，喷枪附近的铁水沟改为圆形反应坑。另一种喷枪在铁水面上以高速气粉流（可用工圆形反应坑。另一种喷枪在铁水面上以高速气粉流（可用工作压力为作压力为0.20.3MPa的空气或氮气作载体
36、）向铁水投射。的空气或氮气作载体）向铁水投射。如图如图16所示所示.脱硅效果按自然投入法、喷吹法递增脱硅效果按自然投入法、喷吹法递增 铁水预脱硅方法铁水预脱硅方法铁水罐或混铁车脱硅铁水罐或混铁车脱硅 优点是脱硅反应氧的利用率较高，工作条件较好，优点是脱硅反应氧的利用率较高，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；缺点是脱硅处理要占用一定的时间和温硅含量稳定；缺点是脱硅处理要占用一定的时间和温度降低较多。度降低较多。“两段式两段式”脱硅法脱硅法 “两段式两段式”脱硅法，为前两种方法的结合，先在铁脱硅法，为前两种方法的结
37、合，先在铁水沟内加脱硅剂脱硅，之后在铁水罐或混铁车中喷吹水沟内加脱硅剂脱硅，之后在铁水罐或混铁车中喷吹脱硅。使用两段脱硅操作可使硅含量降到脱硅。使用两段脱硅操作可使硅含量降到0.15以下。以下。一般一般三脱预处理脱硅能将三脱预处理脱硅能将WSi从从0.301.25降至降至0.100.15。3-1-4-3 铁水预脱磷工艺铁水预脱磷工艺铁矿石中的磷在高炉的还原气氛下将全部进入铁铁矿石中的磷在高炉的还原气氛下将全部进入铁水中，而磷对炼钢来说是有害元素。转炉炼钢脱水中，而磷对炼钢来说是有害元素。转炉炼钢脱磷效率高，但要加入较多的造渣料和熔剂，并且磷效率高，但要加入较多的造渣料和熔剂，并且延长冶炼时间，
38、降低生产率。为了降低转炉炼钢延长冶炼时间，降低生产率。为了降低转炉炼钢生产成本和实现少渣炼钢，也要求铁水磷含量小生产成本和实现少渣炼钢，也要求铁水磷含量小于于0.015 铁水预脱磷与炉内脱磷的原理相同铁水预脱磷与炉内脱磷的原理相同脱磷剂脱磷剂 通常由氧化剂、固定剂和熔剂组成，根通常由氧化剂、固定剂和熔剂组成，根据各地资源情况分别选用据各地资源情况分别选用氧化剂氧化剂 氧气、氧化铁（来源于轧钢皮、铁矿石、氧气、氧化铁（来源于轧钢皮、铁矿石、烧结返矿、锰矿石）以及别的氧化物质（硫酸铁、硫烧结返矿、锰矿石）以及别的氧化物质（硫酸铁、硫酸钙、氧化锰），硫酸铁、硫酸钙、二氧化锰都是比酸钙、氧化锰），硫酸
39、铁、硫酸钙、二氧化锰都是比FeO强的氧化剂，而碳酸钙的氧化能力不及强的氧化剂，而碳酸钙的氧化能力不及FeO。2PO2（气）（气）（P2O5）G0781571582.41T Jmol2P5（FeO）（）（P2O5）FeG0176983320.7T Jmol2P72CaSO4(s)=3CaO.P2O5(S)+1/2CaS(s)+3SO2G063764296.85T JmolP+Fe2(SO4)3 (3FeO.P2O5)+SO2一类为石灰系脱磷剂，它由氧化铁或氧气将磷氧化生成一类为石灰系脱磷剂，它由氧化铁或氧气将磷氧化生成P2O5，再与石灰结合生成磷酸钙留在渣中，再与石灰结合生成磷酸钙留在渣中另一类
40、为苏打（即碳酸钠），它既能氧化磷又能生成磷另一类为苏打（即碳酸钠），它既能氧化磷又能生成磷酸钠留在渣中酸钠留在渣中固定剂固定剂Na2CO3(液液)4P 5（Na2O）2（P2O5）5C 3（Na2O）（）（P2O5）（3Na2O.P2O5）CaO（固）（固）P O2（气）（气）3CaO.P2O5（固）（固）G0 828342 249.90T JmolCaO（固）（固）P O2（气）（气）4CaO.P2O5（固）（固）G0846190 256.58T JmolNa2O（液）（液）PO2（气）（气）3Na2O.P2O5（固）（固）G0 1017734 257.1T Jmol苏打粉脱磷的同时还可以脱
41、硫苏打粉脱磷的同时还可以脱硫 铁水中锰几乎没有损失铁水中锰几乎没有损失 金属损失少金属损失少可以回收铁水中可以回收铁水中V、Ti等贵重金属元素等贵重金属元素处理过程中苏打粉挥发，钠的损失严重，污染处理过程中苏打粉挥发，钠的损失严重，污染环境，产物对耐火材料有侵蚀环境，产物对耐火材料有侵蚀 处理过程铁水温度损失较大处理过程铁水温度损失较大苏打粉价格较贵苏打粉价格较贵 使用石灰系脱磷剂既能达到脱磷效果，价格使用石灰系脱磷剂既能达到脱磷效果，价格又便宜，成本低又便宜，成本低苏打粉脱磷的特点苏打粉脱磷的特点CaCl2（熔点（熔点775）和）和 CaF2（熔点（熔点1418）,他他们都能和们都能和CaO
42、生成低熔点的共晶体。生成低熔点的共晶体。助熔剂助熔剂 脱磷方法脱磷方法机械搅拌法机械搅拌法 把配制好的脱磷剂加入到铁水包中，把配制好的脱磷剂加入到铁水包中，然后利用装有叶片的机械搅拌器使铁水搅拌混匀，也可然后利用装有叶片的机械搅拌器使铁水搅拌混匀，也可在铁水中同时吹入氧气。日本某厂曾用机械搅拌法在在铁水中同时吹入氧气。日本某厂曾用机械搅拌法在50t铁水包中进行炉外脱磷。脱磷率铁水包中进行炉外脱磷。脱磷率6085喷吹法喷吹法 喷吹法是目前应用最多的方法，它是把脱喷吹法是目前应用最多的方法，它是把脱磷剂用载气喷吹到铁水包中，使脱磷剂与铁水混合、反磷剂用载气喷吹到铁水包中，使脱磷剂与铁水混合、反应，
43、达到高效率脱磷。喷吹法在日本新日铁公司应，达到高效率脱磷。喷吹法在日本新日铁公司100t铁铁水包中应用，以氩气作载气，吹入脱磷剂水包中应用，以氩气作载气，吹入脱磷剂45kgt，喷，喷吹处理时间吹处理时间20min，脱磷率达，脱磷率达90左右左右 根据对铁水脱磷和脱硫的根据对铁水脱磷和脱硫的程度要求，当渣系一定时，可程度要求，当渣系一定时，可以通过控制炉渣以通过控制炉渣金属界面的金属界面的氧位氧位Po2来调节来调节Lp和和Ls的大小，的大小，即增大即增大Po2能提高能提高Lp，减小，减小Ls；减小；减小Po2能降低能降低Lp，增大，增大Ls。在采用喷吹冶金技术时，经试在采用喷吹冶金技术时，经试验
44、测定，在喷枪出口处氧位高，验测定，在喷枪出口处氧位高，有利于脱磷；当粉液流股上升有利于脱磷；当粉液流股上升时，其氧位逐渐降低，到包壁时，其氧位逐渐降低，到包壁回流处氧位低，有利于实现脱回流处氧位低，有利于实现脱硫硫 在喷吹冶金时铁水中在喷吹冶金时铁水中Po2的变化的变化 铁水同时脱硫与脱磷铁水同时脱硫与脱磷3-1-4-4铁水预处理提铌铁水预处理提铌 我国包头铁水中含有铌，含铌的铁矿石在高炉冶炼时，其我国包头铁水中含有铌，含铌的铁矿石在高炉冶炼时，其中的中的Fe（NbO3）2、Ca2Nb2O5等被还原等被还原，有，有7080的的铌进入铁水，使铁水铌含量达到铌进入铁水，使铁水铌含量达到0.050.
45、1。铌的氧化。铌的氧化反应为反应为Nb+O2NbO2(固固)G0798307 239.20T JmolNb+O2Nb2O4(s）G0798307 231.58T Jmol铌与钒性质相似，存在提铌保碳问题，为了防止碳的大量铌与钒性质相似，存在提铌保碳问题，为了防止碳的大量氧化，将提铌温度控制在氧化，将提铌温度控制在C、Nb氧化的转化温度氧化的转化温度以下（通常不超过以下（通常不超过1400），吹炼过程中采用生铁块或矿），吹炼过程中采用生铁块或矿石作冷却剂来控制熔池温度石作冷却剂来控制熔池温度返回目录返回目录3-2 辅原料辅原料辅原料辅原料造渣剂造渣剂石灰石灰白云石白云石熔剂熔剂萤石萤石氧化铁皮氧
46、化铁皮冷却剂冷却剂 铁矿石铁矿石石灰石石灰石增碳剂增碳剂 焦焦 炭炭沥青焦沥青焦石油焦石油焦3-2-1造渣剂造渣剂石灰石灰 石灰的主要石灰的主要成分成分CaO，是，是炼钢主要造渣炼钢主要造渣材料，具有脱材料，具有脱P、脱、脱S能力，能力，也是用量最多也是用量最多的造渣材料的造渣材料A 对石灰质量的要求对石灰质量的要求有效有效CaO含量高含量高硫含量低硫含量低残余残余CO2少少 活性度高活性度高 焙焙烧烧特征特征体体积积密度密度/g-3比表面比表面积积/2g-1总总气孔率气孔率/%晶粒直径晶粒直径/软烧软烧1.601780052.2512正常正常1.98580040.9536过烧过烧2.5498
47、023.30晶粒晶粒连连在一在一起起石灰的各种特性石灰的各种特性 项项 目目化学成分化学成分/%活性度活性度/mL块块度度/烧烧减减/%生（生（过过）烧烧率率/%CaOSiO2S指指标标9030.13005409610.0359220.0209510.05087950.05909220.0420830B 石灰的性质石灰的性质 石灰的主要成分是石灰的主要成分是CaO，通常由石灰石，通常由石灰石（晶格常数（晶格常数6.36埃）在竖窑或回转窑内用煤、埃）在竖窑或回转窑内用煤、焦碳、油、煤气煅烧而成焦碳、油、煤气煅烧而成CaCO3=CaOCO2（气）（气）反应的过程包括三步：反应的过程包括三步：（1）
48、CaCO3微粒破坏，在微粒破坏，在CaCO3中生成中生成 CaO过饱和溶体：过饱和溶体：（2）过饱和溶体分解，生成）过饱和溶体分解，生成CaO晶体；晶体；（3）CO2气体解吸，随后向晶体表面扩散气体解吸，随后向晶体表面扩散硬烧石灰（过烧石灰）硬烧石灰（过烧石灰）中烧石灰中烧石灰软烧石灰（轻烧石灰）：熔解速度快，反软烧石灰（轻烧石灰）：熔解速度快，反应能力强应能力强 生烧石灰生烧石灰：影响化渣速度影响化渣速度 石灰的类型石灰的类型温升法：把石灰放入保温瓶中，然后加入水，并不停地温升法：把石灰放入保温瓶中，然后加入水，并不停地搅拌，同时测定达到最高温度的时间搅拌，同时测定达到最高温度的时间 如美国
49、材料试验协会（如美国材料试验协会（ASTM）规定：把）规定：把1kg，6目筛。目筛。取其中取其中76g石灰试样加入石灰试样加入24的的360ml水的保温瓶中，达水的保温瓶中，达到最高温度的时间小于到最高温度的时间小于8min的才是活性石灰的才是活性石灰 （2）盐酸滴定法：利用石灰与水反应后生成的碱性溶盐酸滴定法：利用石灰与水反应后生成的碱性溶液，加入一定浓度的盐酸使其中和，根据一定时间内盐液，加入一定浓度的盐酸使其中和，根据一定时间内盐酸溶液的消耗量作为活性度的计量标准酸溶液的消耗量作为活性度的计量标准 我国石灰活性度的测定采用盐酸滴定法，其标准规定：我国石灰活性度的测定采用盐酸滴定法，其标准
50、规定：lkg石灰块压碎，石灰块压碎，10mm标准筛。取标准筛。取50g石灰试样加入盛石灰试样加入盛有有401的的2000ml水的烧杯中，并滴加水的烧杯中，并滴加1酚酞指示酚酞指示剂剂23ml，开动搅拌器不停地搅拌。用，开动搅拌器不停地搅拌。用4N浓度的盐酸开浓度的盐酸开始滴定，并记录滴定时间。采用始滴定，并记录滴定时间。采用10分钟时间中和碱溶液分钟时间中和碱溶液所消耗的盐酸溶液量作为石灰的活性度。我国标准规定，所消耗的盐酸溶液量作为石灰的活性度。我国标准规定，盐酸溶液消耗量大于盐酸溶液消耗量大于300ml才属活性石灰才属活性石灰石灰活性的测量方法石灰活性的测量方法萤石萤石萤石萤石萤石萤石萤石