第4章-铁水预处理.ppt

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第四章铁水预处理
武汉科技大学冶金工程系
周进东
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4 .1 铁水预处理简介
铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前对其进行脱除杂质元素或从铁水中回收有价值元素的一种铁水处理工艺。
分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理两大类。
普通铁水预处理包括:铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱磷。(即“三脱”)。
特殊铁水预处理一般是针对铁水中含有特殊元素进行提纯精炼或资源综合利用而进行的处理过程,如铁水提钒、提铌、提钨、提铬等预处理过程。
实际生产过程中,铁水预处理分为深脱和浅脱。
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为了提高钢的质量,改善高炉和转炉的生产条件,铁水炉外预处理技术已在世界各国广泛应用。
铁水预处理优点:
1)铁水炉外脱硫能给高炉减轻负荷,可降低焦比,减少渣量和提高生产率;
2)铁水炉外脱磷、脱硫,可使转炉炼钢渣量减少,做到无渣或少渣炼钢,并可缩短冶炼时间,提高生产能力;
3)同时,磷硫的去除对于提高转炉钢的质量是极为有利的。
4 .1 铁水预处理简介
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4 .1 铁水预处理简介
铁水预处理原理
铁水预处理是在原则上不外加热源的情况下,利用处理剂中活性物质与铁水中待脱除元素进行快速反应,形成稳定的渣相而和铁水分离的过程。
脱硫:
[S]+M=(MS) 或[S]+MO=(MS)+[O] 或[S]+MC=(MS)+[C]
脱硅、脱磷:
[Si]+2[O]=(SiO2)
4/5[P]+2[O]=2/5(P2O5)
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铁水预处理脱硫
硫是由生铁及燃料带入钢中的杂质。在固态下,硫在铁中的溶解度极小,以FeS的形态存在于钢中。由于FeS的塑性差,使含硫较多的钢脆性较大。更严重的是,FeS与Fe可形成低熔点(985℃)的共晶体,分布在奥氏体的晶界上。当钢加热到约1200℃进行热压力加工时,晶界上的共晶体已溶化,晶粒间结合被破坏,使钢材在加工过程中沿晶界开裂,这种现象称为热脆性。
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铁水预处理脱硫
铁水预处理脱硫的意义
铁水炉外脱硫工艺之所以在经济上和技术上是合理可行的,主要基于以下原因:
1)铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性好的元素,因此在使用不同类型的脱硫剂,特别是强脱硫剂如钙、镁、稀土等金属及其合金时,不会发生大量的烧损,以致影响脱硫反应的进行;
2)铁水中碳和硅等能够大大提高硫在铁水中的活度系数,使硫很容易就能脱到很低水平;
3)铁水中氧含量较低,硫的分配系数相应有所提高,有利于脱硫;
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铁水预处理脱硫
4)铁水炉外脱硫可以在鱼雷车、铁水罐中进行,也可以在出铁槽中进行,这样可以减少处理投资;
5)铁水处理温度较低,对处理装置的寿命有益;
6)在铁水炉外脱硫的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的影响小。
项目
最小值
最大值
条件
高炉脱硫
25
30
低硫焦(S:%)增加焦比进行低S铁水操作
铁水预处理脱硫
6
13
%%S,%%
转炉脱硫
43
311
%%S废钢,%%S废钢
脱硫费用($/kg)
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铁水预处理脱硫
铁水脱硫剂的种类很多,在实际生产中,用作铁水脱硫剂的主要是Ca、Mg、Na等元素的单质或化合物。
常用的脱硫剂主要有:
Ca系脱硫剂:包括电石粉(CaC2)、石灰(CaO)、石灰
石(CaCO3)等;
Mg系脱硫剂:包括金属Mg粉、镁焦、镁合金等;
Na系脱硫剂:主要是苏打粉(Na2CO3)。
铁水预处理脱硫的原理
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1)碳化钙(CaC2)
CaC2脱硫的反应式如下:
(CaC2)(s) + [S] =(CaS)(s) + 2[