铁水预处理理论与工艺.ppt

现代化钢铁生产主要模式：高炉——铁水预处理——复吹转炉——炉外精炼——连铸
80年代前铁水预脱硫处理，80年代之后开展了三脱处理。
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意义：
稳定和简化转炉操作，减轻精炼任务，提高生产率。
提高产品质量，扩大品种范围。
实现少渣炼钢。
缩短冶炼时间，减少氧气消耗。
降低生产成本。
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铁水脱硫迅速发展的原因
铁水中C、Si含量高，提高硫的反应能力。
铁水中氧含量低，提高渣铁间硫分配比。
动力学条件好，脱硫剂利用率高，脱硫速度快。
费用低
提高炼铁、炼钢的生产能力，节约工序能耗。
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1）苏打（Na2CO3）
反应原理：
分解（Na2CO3）液=（Na2O）液+{CO2}
3/2 （Na2O）液+[S]+1/2[ Si]=(Na2S)液+1/2(Na2SiO3)液
（Na2O）液+[S]+[ C]=(Na2S)液+{CO}
苏打是使用最早的脱硫剂，具有较强的脱硫能力，但其价格较贵，污染环境，现使用不多。
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2）石灰
%以上时，脱硫反应；
2(CaO)+[S]+1/2[Si]=(CaS)+1/2(Ca2SiO4)
铁水含硅很低时，脱硫反应：
(CaO)+[S]+[C]=(CaS)+{CO}
喷吹石灰粉时，可加入10%的碳酸钙或碳酸镁等反应促进剂，在石灰中加入木炭粉和适量的铝粉。
特点：成本较低，对环境污染小，脱硫效率低，成渣量较大，造成温降和铁损大，易受潮。
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3）碳化钙
(CaC2)+(S)=(CaS)+2[C]
喷粉时，可加入适量的碳酸钙和碳粉。
70年代曾广泛使用的一种脱硫剂，反应速度较快，脱硫效率较高，但易潮解，形成易爆气体运输过程中需要密封，价格相对较高。
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脱硫剂单耗大（每吨铁水约4kg）
铁损高10—12kg/t
铁水温降大过程温降8—14℃
脱硫效率低（80%）效果不稳定
脱硫处理环保和安全费用大
处理时间10min
Mg可溶于铁水中，与硫的亲和力大，化学
活性高，熔点（922K）和汽化点（1363K）
低，比重小。
非镁基脱硫剂存在的问题
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4）金属镁
反应机理：
Mg(气)+[S]=MgS(固) （1）
Mg(气)=[Mg]， [Mg]+[S]=MgS(固) （2）
反应应力求实现第二种机理的反应，保证反应不仅仅局限在镁剂导入区或喷枪区域内进行，而是在整个铁水包范围内进行。
粉剂在喷枪口处为固态，然后上浮、熔化、汽化，若铁水包浅，会造成镁粉剂不及汽化。
脱硫喷枪改为出口处带汽化室，从喉口到端头粉剂汽化，热源为铁水辐射热，可增大脱硫反应区。
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金属镁脱硫剂的特点
镁脱硫是气—液间反应，动力学条件好，反应速度快。
镁脱硫过程可防止回硫。
脱硫过程无大量烟尘产生。
脱硫产生的渣量少。
脱硫效率高（>95%），可实现深度脱硫。
铁损少()、温降低(8 ℃ ）、综合成本低（<15元)。
处理时间短5—8min
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5）金属镁与非金属镁质混合脱硫剂
针对金属镁易燃易爆和成本高的问题，开发了金属镁与非金属镁质混合脱硫剂。非金属镁质脱硫剂为CaO、CaC2 、Na2CO3等。
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