铁水预处理工艺方法及原理
铁水预处理脱硫工艺流程
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铁水预处理工艺
摘要本设计的的题目：铁水脱硫预处理技术的发展及其应用。
内容：讲述铁水脱硫预处理技术的发展状况及趋势。
分析几种脱硫剂和喷吹方式的特点，脱硫剂效率及脱硫剂的反应率和影响铁水脱硫效果效率的因素等。
介绍炼钢铁水脱硫工艺及助理效果，并提出铁水脱硫预处理生产中存在的问题和改进意见。
关键词；铁水预处理；脱硫；喷吹；效率；反应率。
目录第一章绪论………………………………………1.1 铁水预处理概念………………………1.2铁水预处理的发展基础………………1.3铁水脱硫预处理的发展概况………..1.4铁水脱硫预处理的经济指标…………….1.4.1脱硫效率……………………..1.4.2脱硫剂效率…………………1.4.3脱硫剂的反应率……………….1.4.4 脱硫分配比………………..第二章铁水脱硫的热力学……………………….2.1 脱硫剂的种类…………………….2.2 脱硫剂的反应特点……………………..2.3 如何选择脱硫剂………………………….2.5 影响铁水脱硫效果的因素……………第三章脱硫的喷吹方式…………………………3.1脱硫预处理喷吹方式的选择…………3.2脱硫预处理方法………………………第四章铁水脱硫预处理工艺在炼钢的应用….4.1 工艺流程…………………………..4.2 主要设备及工艺参数………………..4.2.1 脱硫前铁水条件……………….4.2.2 脱硫剂配比…………………4.2.3脱硫剂的喷吹速度………………..4.2.4 氮气的工作压力…………………4.2.5 铁水脱硫作业周期时间…………4.3 脱硫处理能力及脱硫处理比…………第一章绪论1.1 铁水预处理概念铁水预处理，炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理。
广义的铁水预处理是指包括对铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱处理，另外还有特殊铁水的预处理，如含V铁水的提V等。
1.2铁水预处理的发展基础近年来由于考虑到高炉的原料情况和提高生产效率，并且为适应转炉提高质量的要求，在装料前，普遍对铁水进行预处理。
常用铁水预处理技术
常用铁水预处理技术常用铁水预处理技术铁水预处理基础知识1、什么是铁水预处理？★铁水预处理指铁水兑人炼钢炉之前，为除去某些有害成份或回收某些有益成分的处理过程。
针对炼钢而言，主要是使铁水中硅、磷、硫含量降低到所要求的范围，以简化炼钢过程，提高钢的质量。
铁水预处理具体分为铁水炉外脱硅、脱磷和脱硫，有时脱磷和脱硫同时进行。
对于铁水含有特殊元素提纯精炼或资源综合利用而进行的提钒、提铌、提钨等预处理技术则称为特殊预处理。
2、什么是铁水“三脱”技术？★指铁水兑人炼钢炉之前，进行脱硫、脱硅、脱磷的预处理工艺过程。
3、铁水脱硫的目的是什么？★提高钢质、扩大品种和改善炼钢操作，提高钢的机械、工艺性能。
4、铁水脱硅的目的是什么？⑴减少转炉炼钢渣量、改善操作和提高炼钢经济指标。
硅是氧气转炉炼钢发热的元素，所以为了提高炼钢熔池温度和早化渣，往往希望铁水含硅高一些，但实践证明铁水含硅高时，为了保证转炉渣有较高的碱度，势必增加石灰消耗量，使渣量增多，冶炼时间延长，耗氧量增加，喷溅加剧，铁损增加，并给操作带来困难，从而降低炼钢生产率和增加生产成本。
铁水含硅量一般应控制在0.4％以下的水平。
(2)铁水预脱磷的需要脱硅是铁水预脱磷的先决条件。
铁水预脱磷要求脱磷反应区的氧位高，当加入氧化剂提高氧位时，硅首先就与氧作用而降低铁水中的氧位。
为此，脱磷首先要脱硅，脱磷前控制硅含量一般要求在0.15％以下。
5．铁水脱磷的目的是什么?(1)生产低磷钢、超低磷钢和不锈钢等工艺需要。
磷在钢中对性能的影响，除少数钢种为提高强度或耐大气腐蚀性，要求有一定含磷外，对大多数钢种是有害的，它降低钢的冲击韧性，尤其是低温冲击韧性；磷的枝晶偏析使板材产生带状组织，造成钢板各向异性。
随着新技术材料的发展，对某些品种钢要求磷含量≤0.01％(低磷钢) 或≤0．005％(超低磷钢) 。
用转炉工艺脱磷，虽然有较好的脱磷效果，但达到这种低磷的水平是难以完成的，如采取多次造渣操作，有可能达到，但都存在渣料消耗大，冶炼时间长，热损失大，金属收得率低等问题。
铁水预脱硅
铁水预脱硅铁水预脱硅(desiliconization of hot metal)铁水进入炼钢炉前的降硅处理。
它是发展较早的一种铁水预处理工艺，是分步精炼工艺的发展。
能改善炼钢炉的技术经济指标，降低炼钢费用，也可作为预处理脱磷、脱硫的前处理，可降低脱磷处理剂消耗，进一步生产纯净优质钢。
简史铁水预处理脱硅开始较早，1897年曾有人用平炉进行了脱硅脱磷的预备精炼工业试验，20世纪初进行了混铁炉脱硅，到40年代试验了高炉出铁时的脱硅，中国于50年代曾在鞍山钢铁公司实施过预备精炼炉脱硅和高炉铁水沟脱硅，这些都对改善平炉炼钢的冶炼技术经济指标和提高生产率起了良好的作用。
到了90年代，基于对优质钢材的需求，以及钢铁生产工艺本身节省资源和能量、减少渣量等公害的需要，日本发展了以脱硅、脱磷为目的的铁水预处理。
此后发展成两类预脱硅工艺，一类是作为铁水同时脱磷、脱硫的前工序，以提高其效率，这种铁水进入转炉只需完成脱碳和提高温度，炉渣减少到微量保护渣层的程度，主要生产高纯钢种；另一类是作为降低转炉渣量的措施。
1985年前后日本各大厂曾广泛采用，主要在高炉炉前进行。
后来，由于高炉冶炼低硅铁技术的发展，这类预脱硅方法已较少使用。
原理硅是易氧化元素。
脱硅反应可表示如下：按硅在渣相和金属相问的分配比可表示为式(2)：式中L si为硅在渣铁间分配率；C si为硅容量(K si／γ(sio2 ) )；a [O]为氧在铁水中活度；f [si]为硅在铁水中活度系数；γ(sio2 )为氧化硅在渣相中的活度系数；K’ Si为反应式(1)的平衡常数。
在碳饱和铁水中硅的活度系数根据各元素相互作用系数按下式计算：按一般炼钢生铁计算，f Si约在7～8之间。
硅容量C si，表示了渣相的溶硅能力。
它与渣中二氧化硅的活度系数，γ(sio2)成反比。
硅容量和渣成分有密切关系。
图1给出了FeO--SiO2--CaO--CaF2渣系的硅容量。
从以上热力学性质可以看出：(1)在一定温度和生铁成分条件下，脱硅能力决定于渣相的硅容量和供氧强度。
铁水预处理脱硫分析
铁水预处理脱硫分析【摘要】铁水预处理是现代化炼钢厂的重要工序之一，其目的主要是降低铁水中的某些有害元素含量，为炼钢提供合格的铁水，而脱硫技术更是重中之重。
，采用铁水脱硫技术已成为钢铁企业质量水平的一个标志。
本文对铁水预处理脱硫技术及方法进行了阐述。
【关键词】铁水预处理脱硫剂的比较喷吹法1、铁水预处理发展概况西欧、日本早在20世纪60～70年代就在铁水脱硫预处理理论研究的基础上在工业上进行了应用。
国内武钢二炼钢1979年引进了日本新日铁的机械搅拌法(ＫＲ)铁水脱硫装置，北台，天钢，宣钢，冷水江，攀钢，酒钢等企业先后由国内自主开发了喷吹石灰、萤石的脱硫方法。
1985年宝钢一炼钢引进日本鱼雷罐车内喷吹石灰、萤石的脱硫装置。
武钢一炼钢开发的镁基混合喷吹工艺，1998年宝钢，鞍钢，包钢引进美国EMSⅡ公司镁基复合喷吹技术，本钢引进了霍戈文镁基复合喷吹法脱硫技术。
近几年我国铁水预处理有了强劲发展，随着钢产量从1996年1亿t发展到2004年的2.725亿t，近5年来全国共计建设了约80多套铁水脱硫预处理装置，处理能力近7000万t。
新建设的铁水脱硫预处理生产线使用的脱硫工艺主要有ＫＲ法和喷吹法，处理容器基本上为转炉铁水罐。
近几年来铁水脱硫预处理的发展还有以下特点：铁水脱硫每罐铁水容量从50ｔ(石钢等)到300ｔ(宝钢)不等。
脱硫剂主要为石灰和金属镁，既有以单独一种粉剂作脱硫剂的(如武钢一炼钢，邯钢三炼钢等)，也有以一种粉剂为基础的复合粉剂作脱硫剂的(如包钢，梅钢等)。
以金属镁作脱硫剂得到了大力发展，使用镁及镁基脱硫剂的生产线占到了80以上)。
大部分为引进国外先进的脱硫预处理工艺。
如日本的KR法，北美、西欧的镁基复合喷吹技术，乌克兰的单吹颗粒镁喷吹技术。
在工艺相似的情况下，引进技术来自不同的技术供应商。
如复合喷吹法既有美国ＥＳＭⅡ、加拿大DAN1ELICORUS(原霍戈文)、还有日本DIAMOND公司等。
我国在早期引进国外先进技术的基础上改进的自主知识产权开发技术也在发挥着作用。
铁水预处理技术
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Northeastern University
各国铁水预处理技术的情况
先进国家铁水预处理已成为钢铁生产的必备工序 ，有的厂铁水实现了100%的预处理。平均约80% 的铁水经过脱硫；日本50%左右的铁水经过脱硅， 40%以上的铁水经过脱磷处理。
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Northeastern University
我国铁水预处理技术发展过程
50年代初：开始用苏打铺撒法处理高炉铁水 70年代：开始自行开发铁水预处理技术 70年代：武钢二炼钢厂从新日铁引进KR法 1985年：宝钢一炼钢从新日铁引进TDS法投产 1988 年：太钢从国外引进部分关键设备，国内配套建成 了首座铁水三脱预处理站 1998 年：本钢从北美引进铁水包喷吹 CaO+Mg 粒铁水预 脱硫技术 1998年：宝钢从北美引进铁水包喷吹 CaC2+Mg粒铁水预 脱硫技术 近几年：全国有许多钢厂已经或正在建设铁水预处理设备， 但大多以引进为主
[Si] + Fe3O4(s) = SiO2(s) + Fe(l) ΔG3=-275860+156.49T J· mol-1 （3）
吹氧脱硅
[Si] + O2(g) = SiO2 (s) ΔG4=-821780+221.16T J· mol-1
（4）
由ΔG与温度的关系可知，在通常的高炉铁水温度 （1300~1400℃）范围内，ΔG4<ΔG2<ΔG1<ΔG3<0，硅的 氧化反应均为放热反应，且气体脱硅剂比固体脱硅剂的 反应更容易进行。
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Northeas耗量的关系
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Northeastern University
铁水预脱硅基本原理
铁水预处理工艺
高效铁水预处理工艺开发新日铁公司君津制铁所采用将运送铁水的鱼雷罐车(TPC)作为精炼容器的ORP铁水预处理工艺，为大量生产高纯净钢奠定了基础。
然而，因从高炉出铁至转炉出钢的时间长，铁水处理中产生大量泡沫等问题限制了操作。
为此，该所一炼车间于1999投产了由KR（机械搅拌式脱S设备）和转炉型铁水P处理工艺（LD-ORP）组成的新工艺。
与原TPC型ORP工艺按在高炉出铁场脱Si、排除脱Si渣、喷粉脱P脱S的多段式分开处理不同，新工艺是在高炉出铁后到铁水包里采用KR工艺脱S，再用转炉的LD-O RP工艺脱Si脱P的2段式处理工艺，从而集中了处理场所并改善了炼钢物流。
而且，从热力学的观点重新配置了各种预处理反应，还分别采用了各种专用精炼容器的强搅拌（机械和全体搅拌）处理从而提高了精炼速度和效率。
整个工艺流程的产能为220t/炉次。
其中，KR的搅拌叶转速为100~120r?p?m（转/分），处理时间为9~11分钟；LD-ORP的顶吹氧最大为150Nm3;/小时?t，底吹CO2流量8 Nm3;/小时?t，处理时间8分钟。
较之原工艺，新流程缩短了各精炼工序时间，从而将从出铁~出钢的全程时间从原300~450分钟减少到240~350分钟，缩短了25%；还大幅度降低了铁水在运送中的温度，提高了设备周转率，降低了生产费用。
采用转炉渣对铁水脱P神户制钢?加古川制铁所从1999年开始，在铁水全量脱P处理中大量配用转炉炼钢熔渣，从而提高了脱P效率，缩短了脱P时间。
该厂的铁水预处理工艺流程为首先在高炉出铁场脱Si并除渣后，将铁水送往预处理站进行用转炉渣+生石灰（CaO）+铁矿石（FeO）的脱P处理，再用生石灰和碳化钙（CaC2）脱S。
转炉渣配合率与脱P处理后渣中游离CaO（即freeCaO简称f-CaO）密切相关，既提高转炉渣配合率将大大减少渣中f-CaO，当转炉渣配合率由0%提高到50%时，f-CaO由25%减少到5%左右。
铁水预处理脱磷的工艺流程
铁水预处理脱磷的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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铁水预处理技术浅析
铁水预处理技术浅析韩孝永(宝钢集团梅钢公司) 摘 要 铁水预处理已经成为现代化炼钢厂的重要工序之一,其目的主要是降低铁水中的某些有害元素含量,为炼钢提供合格的铁水。
本文对铁水预处理的原理、工艺及铁水预脱硫、铁水预脱硅、铁水预脱磷等进行了阐述,并对搅拌法脱硫和喷吹法脱硫进行了比较。
关键词 铁水预处理 搅拌法脱硫 喷吹法脱硫A na lysis on L iqu id Iron P retrea t m en t TechnologyHan Xiaoy ong(BaosteelMeishan Ir on and Steel Co .L td )Abstract L iquid ir on p retreat m ent has become one of the i m portant p r oducti on p r ocedures in modern steel m aking p lants .Its main pur pose is t o reduce the har mful element concentrati on in liquid steel and p r ovide qualitied liquid ir on .The article describes the p rinci p le and p r ocess of liquid ir on p retreat m ent,p re -desulfurizati on,p re -desili 2conizati on and p re -dephos phorizati on of liquid ir on ,and makes comparis on bet w een desulfurizati on by stirring method and injecting method .Keywords L iquid ir on p retreat m ent,Desulfurizati on by stirring method,Desulfurizati on by injecting method1 概述铁水预处理工艺最初用于铁水炉外脱硫,1877年伊顿等人用以处理不合格生铁,到了1897年,英国赛尔等人用一座平炉进行铁水预脱硅、预脱磷,然后再用另一座平炉炼钢,大大提高了生产效率。
铁水预处理技术
铁水预处理技术1．概述铁水预处理技术从上个世纪六、七十年代发展起来到现在已经广泛地应用于各国，用于提高铁水质量，其技术也已经得到迅速的发展，目前可以用于铁水预处理的技术不下二、三十种。
铁水预处理工艺方法主要有：（1）机械搅拌法，有代表性的是日本开发的KR法；（2）吹气搅拌法，包括顶吹喷粉法和底吹法，目前顶吹喷粉法得到最广泛的应用，如ATH、TDS、IRSID、ISIDD等法；（3）喂丝法近年来开始得到应用。
铁水预处理的主要工艺目标是：（1）脱硫；（2）脱磷；（3）脱硅、磷、硫（俗称三脱）；（4）其它。
从处理熔剂的选择来看有：主要是石灰系、碳化钙系、镁系三类脱硫剂，可以单独使用，可以复合应用，往往可以取得更好的冶金效果。
顶吹喷粉法近年发展了更多的工艺形成：产生了混合喷吹法和复合喷吹法以及分步喷吹法等。
从控制模型方面看：近年来更加重视建立较高精度的预处理粉剂喷吹量的控制模型。
还有一些不同的分类方法，但是无论怎样分类，每个企业选择的原则都是一样的，那就是从自己企业近期和长远规划来考虑，结合企业能力、产品目标、市场、经济效益等具体情况选择最适合自己的，最有利的方案。
本技术方案——从三个方面介绍科大三泰公司向用户推荐并可提供的技术装备：（1）铁水罐顶喷纯化镁脱硫；（2） 铁水罐采用镁加钙系脱硫剂分步或复合喷吹脱硫（即所谓混喷）；（3） 铁水罐采用镁加钙系或者单纯钙系脱硫剂分步或者复合喷吹三脱（脱硫、脱磷、脱硅）；是较高精度顶吹喷粉法；脱硫剂选用钝化镁粒或镁系的；喷吹工艺形式采用单系统喷吹或分步复合喷吹；为了提高镁的利用率，降低喷粉生产成本，同时达到目标硫数值，达到喷粉目的，采用具有较高精度的脱硫剂喷吹量的控制模型（可选择的和可即时调控的）；采用高技术喷射器系统；带气化室的喷枪；采用PLC 全程程控和计算机操作等。
2．铁水预处理的热力学与动力学2．1 铁水脱硅1）脱硅反应[][]()22S i O S i O +=根据热力学原理不难看出，为了脱硅的同时碳不被氧化，脱硅应在低温下进行，最好不超过1500℃。
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铁水预处理工艺方法及原理
铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉前对其进行脱除杂质元素的一种处理工艺。
常用的工艺方法有：铁沟散料法、铁水罐内喷吹法、铁水罐内机械搅拌法等。
（1）铁沟散料法：高炉出铁时，在铁沟内的铁水上散入工业纯碱
（Na z CQ）
或复合脱硫剂（由Na z CQ、CaO、CaCQ、CaF?、C粉等配合而成），
利用铁水流动时的冲击湍流运动使铁水与脱硫剂搅拌混合，促进脱硫
反应，达到脱硫目的—
该法简便易行，但脱硫效率波动大（约为20 60% ）、环境污染大、恢
硫多。
已基本不用。
（2）铁水罐内喷吹
法：如右图所示：在送去
转炉的铁路线上设立喷吹
脱硫站，喷枪的铁管外复
合有耐火材料浇注料，
可插入铁水内一定深度，
以空气为载体，喷入粉状脱硫剂，进行脱硫，而后耙除脱硫渣，防止恢硫（脱硫渣如果不去掉，在后续过程中，脱硫渣中的硫又会返回铁水中，造成恢硫）。
由于该法使脱硫剂与铁水接触良好，脱硫效率较高，还可脱除部分硅和碳。
常用的脱硫剂：
a、钝化石灰粉（不含钝化剂的石灰，存放时间稍长，吸水到一定程度，
就会堵塞喷吹系统）。
优点：成本较低、脱硫效率较高。
缺点：环保较差、铁水温降较
大。
b、复合脱硫剂（由Na2CO3 、CaO 、CaCO 3 、CaF2 、C 粉等配合而
成）。
优点：成本较低、脱硫效率较高、比钝化石灰粉较易耙
渣。
缺点：环保较差、铁水温降较大。
c、钝化镁粒（金属镁粒需钝化，否则存放时易氧化，同时载体需改为氮气）。
金属镁粒喷入铁水后，会迅速气化，与铁水接触条件更好，脱硫率很
高。
优点：脱硫率很高、喷吹设备和操作很简单、环保较好、铁水温降很
小、脱硫渣量很小。
缺点：成本高。
d、钝化镁粒与钝化石灰混喷（结合了金属镁粒脱硫率很高和钝化石灰成
本低的优点，还可根据铁水含硫量和所炼钢种，来调节钝化镁粒（0—100%）与钝化石灰的配比，从而达到最佳成本与脱硫率的配合。
优点：脱硫率很高且可调、环保较好、铁水温降较小、脱硫渣量较小、
成本较低且可调。
缺点：喷吹设备投资较大、操作较复杂。
应用厂家：唐钢一钢轧采用是单喷颗粒镁工艺进行铁水脱硫。
（3）铁水罐内机械搅拌法：
（具有代表是KR法，如右示意图）在
送去转炉的铁路线上设立机械搅拌脱硫
站，机械搅拌器插入铁水内一定深度进
行铁水搅拌，从而把粒状或粉状脱硫剂卷
入铁水内部，进行脱硫，而后耙除脱硫
渣，防止恢硫。
由于该法使脱硫剂与铁水
接触良好，脱硫效率较高，此法不能脱除硅和碳。
常用的脱硫剂：
a、粒状石灰（1—6mm或5—3 0mm）。
优点：成本较低、脱硫效率较高、环保较好。
缺点：铁水温降较大。
b、复合脱硫剂（由Na2CO3、CaO、CaCO?、CaF?、C粉等配合而成）。
优点：成本较低、环保较好、脱硫效率更高一些、比石灰粒较易耙渣。
缺点：铁水温降较大。
应用厂家：首钢首迁200吨3台、曹妃甸京唐钢铁300吨3台，采用KR法脱硫。
工艺流程为：。