【本章学习要点】本章学习铁水预处理脱硫的优点，常用脱硫剂种类及其反应特点，脱硫生产指标，KR法脱硫的生产工艺流程和脱硫的基本操作，混铁车喷吹脱硫的工艺特点和工艺操作。 第一节铁水预脱硫的概念和优点 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。 铁水脱硫是二十世纪70年代发展起来的铁水处理工艺技术，它已成为现代钢铁企业优化工艺流程的重要组成部分。铁水脱硫的主要优点如下： 1.铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。 2.铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱致较低的水平。 3.铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。 4.铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。 5.铁水脱硫的费用低，如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫，其费用分别是铁水脱硫的2.6、1 6.9和6.1倍。 6.铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化，比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。 采用铁水脱硫，不仅可以减轻高炉负担，降低焦比，减少渣量和提高生产率，也使转炉也不必为脱硫而采取大渣量高碱度操作，因为在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。因此铁水脱硫已成为现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段，是提高钢质量、扩大品种的主要措施。 早期的铁水脱硫方法有很多种：如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底，靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。也有将脱硫剂加入装有铁水的铁水罐中，然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。之后逐步发展至今天采用的KR搅拌法及喷枪插入铁水中的喷吹法。 第二节常用脱硫剂及脱硫指标 一、常用脱硫剂 经过长期的生产实践，目前选用作为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：电石粉（CaC2）、石灰（CaO）、石灰石（CaCO3）等 Mg系：金属Mg粉 Na系：苏打（Na2CO3） 二、常用脱硫剂反应特点 1.电石粉 碳化钙脱硫反应为 用CaC2脱硫有如下特点：
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…………
KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较面对钢铁市场日趋激烈的竞争，经济高效的铁水预处理脱硫，作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程：“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一，已经被广泛的应用于实际生产。 随着社会经济和钢铁工业的高速发展，社会对钢铁质量的要求越来越高、越来越苛刻，产品的种类也急剧增加，尤其是高品质高附加值钢种的需求不断在增大。面对钢铁市场日趋激烈的竞争，经济高效的铁水预处理脱硫，作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程：“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一，已经被广泛的应用于实际生产。 近30年来铁水脱硫技术迅速发展，现已经有十几种处理方法，其中应用最广且最具代表性的主要是喷吹法和KR机械搅拌法。它们在技术上都已相当成熟，从两种工艺在实际生产中的应用效果来看，二者是互有长短。虽然喷吹法发展迅速，目前在实际生产中应用更广泛，可KR法在这几年中又有了新发展，呈现出强劲的势头。那么，这两种工艺模式各有什么优劣势？哪种更具有应用前景呢？在国内外冶金界始终没有较统一的看法。为此，本文着重就两种工艺模式的发展、应用和运营成本作了比较，尤其是它们对整个流程影响的比较，希望能对技术人员及企业技术的选择提供参考。 KR法与喷吹法的工艺及特点 在进行比较前，先了解两种方法的工艺及特点是很有必要的，不仅有利于理解两种方法的实质，也是深刻理解对两种脱硫模式分析比较的前提。 KR机械搅拌法，是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头，浸入铁水包熔池一定深度，借其旋转产生的漩涡，使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应，达到脱硫目的。其优点是动力学条件优越，有利于采用廉价的脱硫剂如CaO，脱硫效果比较稳定，效率高(脱硫到≤0.005 %) ，脱硫剂消耗少，适应于低硫品种钢要求高、比例大的钢厂采用。不足是，设备复杂，一次投资较大，脱硫铁水温降较大。 喷吹法，是利用惰性气体（N2或Ar）作载体将脱硫粉剂（如CaO，CaC2和Mg）由喷枪喷入铁水中，载气同时起到搅拌铁水的作用，使喷吹气体、脱硫剂和铁水三者之间充分混合进行脱硫。目前，以喷吹镁系脱硫剂为主要发展趋势，其优点是设备费用低，操作灵活，喷吹时间短，铁水温降小。相比KR法而言，一次投资少，适合中小型企业的低成本技术改造。喷吹法最大的缺点是，动力学条件差，有研究表明，在都使用CaO基脱硫剂的情况下，KR法的脱硫率是喷吹法的四倍。 KR法与喷吹法的发展及现状 从前面分析二者的方法和特点可以知道，它们互有长短、各具特色，这也决定了它们的发展历程和现状必然是不同的。进一步了解它们的发展和现状，将更有利于理解各自技术的特点。
注：（1）视脱硫剂理化指标，可将前[S]减少或提高0.010％。 （2）前[S]0.045％时，可将前[S]提高0.004～0.005％。
（3）根据搅拌头状况、铁水带渣量的多少，脱硫剂加入量可适当调整。 2. 扒渣作业： 2.1 将铁水罐在扒渣位准确停位（以行程开关控制停位精度）。 2.2 接通扒渣扒电源选择手动或自动操作方法，确认各信号是否正常及各分功能 紧停开关位置。（一般都手动操作）。 2.3 确认扒渣压力正常，小车前进端极限在零位，后退端极限在十位上。 2.4 调整大臂高度，试扒后再调整适宜高度。（见扒渣机操作说明） 2.5 当罐内渣块600kg（目测）时，原则上不能强行扒渣。 2.6 前渣扒至铁水裸露4/5（目测）,无块砣渣漂浮。后渣扒至铁水裸露3/4（目 测）。 3. 搅拌作业： 3.1 确认画面信号是否正常，确认铁水罐中心线对准搅拌器中心线，正负误差 50mm（以行程开关控制停位精度）。 3.2 测铁水液面的准确高度，（解：搅拌头插入深度：铁水的中上部1/2--1/3，要根据搅拌头的形状、铁水包的大小、液面漩涡情况具体确定），搅拌时间8～12分钟（异常情况调整搅拌时间时，必须在备注栏注明），转速75～110转/分。 3.3 在正常铁水液面方可操作，选择手动或自动及手动自动兼容操作方法，但自 动时各对应功能应选择自动状态。 3.4 加入脱硫剂时转速值应比所需转速设定低～15转，距投料剩余（80～100）kg时均匀增至所需转速并依据火花飞溅及亮度进行增减调节。（加脱硫剂的时间以搅拌头转速起来、电机电流稳定、铁水液面漩涡比较好） 3.5 搅拌结束前2分钟实施必要的均匀减速，但转速不得低于75转/分，搅拌结 束时，将铁水罐车操作指令送至现场或主台。 3.6 每处理完一罐，要对搅拌头进行检查确认，出现严重的槽沟孔眼，凹陷情况 必须进行热修补后方能使用。 3.7 处理后硫未达目标值，在铁水后温1250℃，经调度同意可进行二次脱硫。 4. 铁水罐车走行操作： 4.1 确认信号显示正常，确认方向。 4.2 倾翻车走行时原则上只能由现场操作。 4.3 操作时先点动，再联动，运行中要监视电缆柱运行情况。
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…………
第一节铁水预脱硫的概念和优点 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。 铁水脱硫是二十世纪70年代发展起来的铁水处理工艺技术，它已 成为现代钢铁企业优化工艺流程的重要组成部分。铁水脱硫的主要优 点如下： 1.铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。 2.铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱致较低的水平。 3.铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。 4.铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。 5.铁水脱硫的费用低，如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫，其费用分别是铁水脱硫的2.6、1 6.9和6.1倍。 6.铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化，比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。 采用铁水脱硫，不仅可以减轻高炉负担，降低焦比，减少渣量和 提高生产率，也使转炉也不必为脱硫而采取大渣量高碱度操作，因为 在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。因此铁水脱硫已成为 现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段，是提高钢质量、扩大品种的 主要措施。 早期的铁水脱硫方法有很多种：如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底，靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。也有将脱硫剂加入装有 铁水的铁水罐中，然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。之后逐步发展至今天采用的KR搅拌法及喷枪插入铁水中的喷吹法。 第二节常用脱硫剂及脱硫指标 一、常用脱硫剂 经过长期的生产实践，目前选用作为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：电石粉(Ca C2)、石灰(CaO)、石灰石(CaCO3)等 Mg系：金属Mg粉
铁水脱硫技术的研究进展 摘要：介绍了近几年我国铁水脱硫预处理技术的应用发展情况及达到的效果。对铁水脱硫预处理的不同工艺、不同技术装备作了对比介绍,分析了不同处理工艺和不同装备的特点,提出了脱硫工艺的选择思路。 关键字：铁水;脱硫；扒渣；脱硫剂 Abstract：China's desulphurization pretreatment technology development and achieve results in recent years are Introduced. Hot metal desulphurization pretreatment different process, technology and equipment are compared. Analyzed the different treatment processes and the characteristics of different types of equipment as well as proposed desulfurization process of selection idea. key wods: hot metal; desulphurization;slag skimming; Desulfurizer 硫在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性。对大多数钢种，硫都能使其加工性能和使用性能变坏。一般钢种要求含硫量不得超过0.05%，优质钢种要求含硫量不得超过0.02^0.03，超低硫钢要求含硫量小于0 .005%。 20世纪50~60年代世界上有的钢厂由于铁水含硫高(大于0.08%),而对铁水脱硫进行了研究和应用。70年代由于二次世界石油危机使生产成本大幅提高,世界钢产量1978年突破7亿t后到1982年下降到6.46亿t,这时,汽车工业为减重节能对钢材性能提出了更高要求。因此,70~80年代以降低成本、提高质量和开发品种为主的新工艺、新技术得到广泛研究和迅速应用,连铸和炉外精炼技术发展很快。在西欧60年代后期、日本70年代初期对铁水预处理研究工作的基础上,于70年代后期用于生产,80年代在发达国家获得广泛应用,并成为钢铁生产中必不可少的工序,完善钢铁生产工艺最有效的技术之一〔3〕、生产低硫磷(〔S〕、〔P〕不大于0.015%)和超低硫磷钢(〔S〕、〔P〕不大于0.005%)的必要手段,是实现经济炼钢的必要前提。我国武钢、太钢、宝钢、攀钢和宣钢等非常重视铁水预处理技术,70年代后期就引进了这一技术并进行了研究,80年代陆续投入生产。以后又有十几个钢铁企业做了大量工作,但由于长期以来突出产量,忽视质量品种,直到1998年我国铁水预处理比才达22%左右。我们由钢铁大国向钢铁强国的转变过程中,铁水预处理技术必然会获得应有的地位,取得重大发展。对大多数钢种，硫都能使其加工性能和使用性能变坏。一般钢种要求含硫量不得超过0.05%，优质钢种要求含硫量不得超过0.02%，超低硫钢要求含硫量小于0 .005%。 目前，由于铁矿石和焦炭以及喷吹燃料含硫量高，只靠高炉和转炉冶炼难以达到低硫钢和超低硫钢要求的含硫指标。为了解放高炉，减轻转炉负担，铁水予脱硫具有现实意义。近一、二十年，许多冶金工作者在铁水脱硫剂的研制和铁水脱硫方法的改进方面，做了大量的试验研究工作。本文是在这一基础上，从冶金反应的热力学和动力学角度，进一步对铁水脱硫反应进行了分析讨论。 目前，广泛使用的铁水脱硫方法，一是通过浸人铁水申的喷枪往铁水中喷人脱硫剂的喷射脱硫法，另一种是在铁水巾转动用耐火材料制的搅拌叶轮，将脱硫剂与铁水充分搅拌混合进行脱硫的KR法。在设备费用方面，以构造简单的喷射法比较便宜，但此法一旦喷人的脱硫剂浮到铁水液面上就几乎不再发生反应，以致会残留大最未起反应
铁水预处理工艺及设备 机电一体化专业1班姓名：XX 学号：XXXXX 摘要：铁水预处理工序介于炼铁和炼钢工序之间，对改进转炉操作指标、提高钢的质量有着十分重要的作用，是目前冶金企业大力发展的一项重要技术铁水预处理脱硫作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程的重要环节之一,已被广泛的应用于实际生产。 关键词：铁水预处理；喷吹;三脱。 正文：铁水预处理工艺，设备及操作不仅具有很强的脱硫能力，而且具有很强的脱磷能力，而掀起了铁水预脱磷和同时脱磷从脱硫研究的高潮，以致有人预言“打冶金”或苏（“钠冶金”将会盛行。但是，）由于苏打灰成本高、的重要内容，是节焦增铁、扩大品种、改善质量，降低成本，企业竞争力的有效途径。 铁水预处理可以提高钢的纯度和性能，同时对新品种开发也起到推动作用，如厚船板钢、抗氢致裂纹钢IF钢，转炉冶炼高碳钢，高锰钢、高铬钢、焊条钢，合金钢、不锈钢、航空用钢、无缝钢管用钢、防腐钢及钢轨钢等用铁水预处理后开发了许多新钢种，大大扩大了转炉冶炼钢种的范围。为防止普通钢板坯内裂纹和提高表面质量，规定[S]应小于0.02%；为防止钢的各向异性，要求[S]不大于0.011%。采用铁水预处理工艺，是现代化炼钢厂的重要标志。 铁水脱硫预处理的发展概况西欧、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1 9 7 9 年引进了日本新日铁的机械搅法(ＫＲ)铁水脱硫装置，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。 铁水深度三脱处理：铁水罐或专用转炉分期脱磷(石铁水深度三脱处理：铁水罐或专用转炉分期脱磷石灰系脱磷剂)、脱硫镁系或电石系脱硫剂镁系或电石系脱硫剂)。灰系脱磷剂、脱硫(镁系或电石系脱硫剂。 加料系统操作规程一、备料操作1、采取自动备料方式，以手动备料方式为辅；2、自动备料操作方式：设定称量值，开启自动备料，备料各阀自动关
国内外铁水脱硫预处理技术发展概括 1前言 20世纪50～60年代世界上有的钢厂由于铁水含硫高(大于 0.08%),而对铁水脱硫进行了研究和应用。70年代由于二次世界石油危机使生产成本大幅提高,世界钢产量1978年突破7亿t后到1982年下降到6.46亿t,这时,汽车工业为减重节能对钢材性能提出了更高要求。因此,70～80年代以降低成本、提高质量和开发品种为主的新工艺、新技术得到广泛研究和迅速应用,连铸和炉外精炼技术发展很快。在西欧60年代后期〔1〕、日本70年代初期对铁水预处理研究工作的基础上,于70年代后期用于生产,80年代在发达国家获得广泛应用,并成为钢铁生产中必不可少的工序〔2〕、完善钢铁生产工艺最有效的技术之一〔3〕、生产低硫磷(〔Ｓ〕、〔Ｐ〕不大于0 015%)和超低硫磷钢(〔Ｓ〕、〔Ｐ〕不大于0.005%)的必要手段,是实现经济炼钢的必要前提〔4〕。 我国武钢、太钢、宝钢、攀钢和宣钢〔3〕等非常重视铁水预处理技术,70年代后期就引进了这一技术并进行了研究,80年代陆续投入生产。以后又有十几个钢铁企业做了大量工作,但由于长期以来突出产量,忽视质量品种,直到1998年我国铁水预处理比才达22%左右。我们由钢铁大国向钢铁强国的转变过程中,铁水预处理技术必然会获得应有的地位,取得重大发展。
2铁水脱硫预处理用熔剂的研究和应用现状 脱硫剂主要有石灰(CaO)基脱硫剂、苏打(Na2CO3)脱硫剂、电石(CaC2)基脱硫剂和镁基(Mg)脱硫剂。从其脱硫热力学研究得出,在1350℃时的脱硫反应平衡常数从大到小依次 为:CaC2→Na2O→Mg→CaO。 2.1 CaC2基脱硫剂的特点和应用 CaC2脱硫能力很强,但极易吸收水份而生成乙炔(C2H2),容易爆炸。其运输储存需保护性气氛,使用中必须采取安全措施。动力学研究表明,CaC2脱硫反应速度的限制性环节是CaC2颗粒和铁水界面的铁水一侧界面层硫的扩散速度,因而要加入促进剂。常用促进剂有CaCO3和MgCO3,促进剂在铁水中分解，生成大量CO2气泡,一方面搅动铁水,加快硫的扩散,一方面CO２气泡冲破载气(N2)气泡,释放出携带的大量CaC2粉末,从而提高了CaC2的利用率。试验表明,加入CaCO3可提高CaC2利用率1倍。 但加入CaCO3后,生成的CO2具有氧化性,对脱硫不利,为此加入碳,使CO2还原成CO。实验表明,加入10%碳,可提高CaC2的利用率6.7%,使脱硫命中率达95%左右。法国敦克尔刻索拉克钢铁公司采用该类脱硫剂,用量3kg/t,终〔Ｓ〕小于0.010%,脱硫率ηs大于75%。采用CaC2 60%+CaO 20%+C 5%脱硫剂,用量2.55kg/t,终〔Ｓ〕达0.0069%,脱硫率大于80%,处理时间15～40min。我国攀钢采用CaC2 50%～55%+CaO
炼钢厂工艺流程与设备规格性能一、炼钢厂工艺流程图 二、炼钢厂示意图 1、转炉示意图及工艺参数
工艺参数 转炉炉体 1.1炉体总高（包括炉壳支撑板）：7050mm 1.2炉壳高度：6820mm 1.3炉壳外径：Φ4370mm 1.4高宽比: H/D=1.56 1.5炉壳内径：Φ4290mm 1.6公称容量：50t 1.7有效容积：39.5m3 1.8熔池直径: Φ3160mm 1.9炉口内径：Φ1400mm 1.10出钢口直径：140mm 1.11出钢口倾角(与水平):20° 1.12炉膛内径：Φ3160mm 1.13炉容比:0.79m3 /t.s 1.14熔池深度：1133mm 1.15炉衬厚度：熔池：500mm 炉身：500mm 炉底：465mm 炉帽：550mm 1.16炉壳总重：77.6t 1.17炉衬重量：120t 1.18炉口结构：水冷炉口 1.19炉帽结构：水冷炉帽 1.20挡渣板结构：双层钢板焊接式 1.21托圈结构：箱式结构（水冷耳轴） 倾动装置 型式：四点啮合全悬挂扭力杆式（交流变频器调速） 最大工作倾动力矩：100t*m 最大事故倾动力矩：300t*m 倾动角度：±360° 倾动速度：0.2～1r/min
二、方坯连铸示意图 大包 中包 方坯弧形连铸机铸机基本参数： 机型：全弧形 铸机弧型半径：R6000/12000mm； 机～流：5～5 流间距：1250mm 弯曲：连续弯曲 矫直：连续矫直 铸坯规格：120mm × 120mm； 150mm × 150mm； 100mm × 173mm； 130mm × 173mm； 拉速：120mm × 120mm 3.2～3.76 m/min； 150mm × 150mm 2.0～3.0 m/min； 100mm × 173mm； 2.8～3.4 m/min； 130mm × 173mm； 2.0～3.0 m/min； 冶金长度： 14.69 m（全凝固矫直）；17.27 m（带液芯矫直）
铁水预脱硫喷吹系统的优化设计 翟兴华 摘要根据铁水预脱硫工艺和喷吹技术发展状况,结合实践经验,从铁水预脱硫喷吹系统设计的角度出发,对铁水预脱硫工艺、脱硫剂喷吹方式、操作方式、粉气比大小及喷吹控制方式的优化设计做一些有益的探讨。实践表明,铁水预脱硫喷吹系统的优化设计取得了良好的效果。 关键词脱硫喷吹优化设计 Optimum Design of Injection System for Predesulphurization of Hot Metal Zhai Xinghua (Wuhan Iron & Steel Design Research Institute) Abstract Based on the development status of desulphurizatin process of hot metal and injection technology, putting emphasis on the design of predesulphurization and injection system, this paper gives discussions on some aspects, such as predesulphurization process of hot metal, injection methods of desulphurizing agents ,operation patterns, ratio of powder and gas, and the optimum design of injection control. It is proved by practice that the optimum design has brought good effects. Keywords desulphurization injection optimum design 1 前言 随着喷粉技术的出现,铁水外部脱硫迅速发展;由于喷粉冶金克服了反应表面面积小,即渣—金属界面小的问题,以及硫从渣—金属界面向渣整体界面移动困难的两大难点,以喷粉技术为基础发展起来的现代外部脱硫工艺在将铁水硫含量降至很低水平方面非常有用。 由于我国从平炉改造到转炉炼钢比较晚,铁水炉外脱硫到70年代才逐渐发展起来,脱硫工艺设计存在许多不足之处,基本上都是在原有的基础上加以改进,没有大的突破和创新。80年代初宝钢首次引进新日铁的TDS(顶喷)法,在此基础上,鞍钢、武钢、太钢、攀钢等厂也建立了炉外喷吹脱硫站。TDS法是新日铁于1971年在ATH法基础上改进而成,一般适用于混铁车脱硫,铁水罐脱硫技术还需进一步完善,以适合我国一些钢铁企业进行炼钢工艺改造的需要。 本文根据铁水预脱硫工艺及喷吹技术发展状况及实践经验,从铁水预脱硫喷吹系统设计的角度出发,做一些有益的探讨。
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（Na2CO3） 或复合脱硫剂（由Na2CO3 、CaO、CaCO3、CaF2、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、CaCO3、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。
铁水预脱硫工艺的探讨 摘要：本文重点讨论铁水预处理中脱硫工艺的方法及特点，为国内各个钢厂选择合理有效的工艺，提高铁水质量，增加市场竞争力提供重要的参考信息。 关键词：铁水预处理脱硫剂搅拌法喷吹法扒渣 1 前言 铁水预脱硫工艺是指铁水进入炼钢炉前的脱硫处理，它是铁水预处理中最先发展成熟的工艺。对于优化钢铁冶金工艺、提高钢的质量、发展优质钢种、提高钢铁冶金综合效益起着重要作用，是不可缺少的工序。国内昆钢通过铁水预处理脱硫工艺，铁水中的含硫量从110多个降为15个（含硫量0.001%称为1个硫），使钢材的内在质量得到了提升，明显增加了市场竞争力和经济效益。 2 铁水预脱硫的必要性 钢的很多性能都受含硫量及其在钢中形成的硫化物夹的杂物理和化学影响，硫化物—硫化锰夹杂在热轧温度下很容易变形，成为延伸性夹杂，引起钢性能各向异性。除易切削钢外，硫是影响钢质量和性能主要有害元素，影响钢的加工性能和使用性能。普通钢：特别是连铸坯内部裂纹和表面质量均与[S]有关，要求[S]≤0.02%；低硫钢：结构钢为实现均匀机械性能，减少各相异性，则要求[S]≤0.011%；极低硫钢：石油和天然气输送管线、海上采油平台、厚船板和航空用钢等要求有更好均匀机械性能和更高冲击韧性，而硅钢要求有良好的磁性，薄钢板则要求良好深冲性能等，都要求[S]≤0.005%。 铁水中硫主要来自加入高炉的焦炭、煤粉和矿石等，高炉内脱硫必须通过增加渣量、提高炉渣碱度和炉温来降低铁水硫含量值，高碱度会增加铁水硅含量，消耗额外热量，导致炼钢石灰耗量增加，对炼钢带来一系列问题，同时降低金属收得率。所以，一般情况下高炉采用低碱度操作，可以显著降低焦比，减少渣量，降低铁水温度和硅含量，使高炉产量增加。但产出的铁水含硫较高，如果转炉采用高硫铁水冶炼低硫钢，势必采用造碱度渣，并经多次扒渣、再造渣操作，这样势必带来许多不利影响，严重影响钢的质量，降低炉龄，不能把硫降到较低水平。 所以，只有采用低硫铁水炼钢才能提高钢的质量和各项技术经济指标，降低炼钢成本。而铁水预脱硫处理是获得低硫铁水有效途径，已被公认为脱硫过程的最佳工艺。 3 铁水预脱硫的原理及脱硫剂 3 .1铁水预脱硫的原理 铁水预脱硫基本原理是利用与硫亲和力比铁大的元素化合物（俗称脱硫剂），加入铁水夺取硫化铁中的硫，使之转变更稳定、不溶于铁水而溶于熔渣的硫化物而加以去除。 3 .2脱硫剂
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。
炼钢工艺流程 1炼钢厂简介 炼钢厂主要将铁水冶炼成钢水，再经连铸机浇铸成合格铸坯。现有5座转炉，5台连铸机，年设计生产能力为500万吨，现年生产钢坯400万吨。其中炼钢一分厂年生产能力达到240万吨；炼钢二厂年生产能力为160万吨。 2炼钢的基本任务 钢是以Fe为基体并由C、Si、Mn、P、S等元素以及微量非金属夹杂物共同组成的合金。 炼钢的基本任务包括：脱碳、脱磷、脱硫、脱氧去除有害气体和夹杂，提高温度，调整成分，炼钢过程通过供氧造渣，加合金，搅拌升温等手段完成炼钢基本任务，“四脱两去两调整”。 3氧气转炉吹炼过程 氧气顶吹转炉的吹氧时间仅仅是十分钟，在这短短的时间内要完成造渣，脱碳、脱磷、脱硫、去气，去除非金属夹杂物及升温等基本任务。 由于使用的铁水成分和所炼钢种的不同，吹炼工艺也有所区别。氧气顶吹转炉炼钢的吹炼过程，根据一炉钢吹炼过程中金属成分，炉渣成分，熔池温度的变化规律，吹炼过程大致可以分为以下3个阶段： （1）吹炼前期。（2）吹炼中期。（3）终点控制。 炼好钢必须抓住各阶段的关键，精心操作，才能达到优质、高产、低耗、长寿的目标。 装入制度 装入制度是保证转炉具有一定的金属熔池深度，确定合理的装入数量，合适的铁水废钢比例。
3.1.1装入量的确定 装入量是指转炉冶炼中每炉次装入的金属料总重量，它主要包括铁水和废钢量。目前国内外装入制度大体上有三种方式： （1）定深装入；（2）分阶段定量装入；（3）定量装入 3.2.2装入次序 目前永钢的操作顺序为，钢水倒完后进行溅渣护炉溅渣完后装入废钢，然后兑入铁水。 为了维护炉衬，减少废钢对炉衬的冲击，装料次序也可以先兑铁水，后装废钢。若采用炉渣预热废钢，则先加废钢，再倒渣，然后兑铁水。如果采用炉内留渣操作，则先加部分石灰，再装废钢，最后兑铁水。 供氧制度 制订供氧制度时应考虑喷头结构，供氧压力，供氧强度和氧枪高度控制等因素。 3.2.1氧枪喷头 转炉供氧的射流特征是通过氧枪喷头来实现的，因此，喷头结构的合理选择是转炉供氧的关键。氧枪有单孔，多孔和双流道等多种结构。永钢使用的是4孔拉瓦尔喷头形式喷枪。 3.2.2氧气压力控制 氧气压力控制受炉内介质和流股马赫数的影响。经测定，炉内介质压力一般为—，流股马赫数在—之间。因此目前在转炉上使用的工作压力为—，视各种扎容量而定。一般说来，转炉容量大，使用压力越高。 3.2.3氧气流量和供氧强度 （1）氧气流量：
铁水预处理顺序的选择 1 CaO作“三脱”剂 （1）脱硅－脱硫－脱磷顺序 ——铁水沟处铁鳞脱硅 铁水脱硅是放热反应，铁水温度越低，脱硅的效果越好。考虑到铁水的脱硫温降和运输、等待温降，若将脱硅置于脱硫之后，脱硅时的铁水温度将较铁水沟脱硅更低，铁水预脱硅工序应尽量置于脱硫之后，而不是在脱硫之前。 ——脱硫 反应平衡时 [%S]达10-4数量级，可满足所有钢种的要求；温度的变化对铁水脱硫效果的影响很小，因此脱硫可考虑提至脱硅之前，在确保脱硫效果的同时使脱硅也处于较好的热力学条件下。 ——转炉内脱硅、脱磷 有资料表明：铁水中[%Si]大于0.15时为脱硅期，[%Si]小于0.15时脱磷反应才会开始，脱磷反应是放热反应，较低温度的脱磷炉内脱硅的热力学条件应是最佳的。因此应取消铁水沟处的高温脱硅，将其移至脱硫之后的脱磷转炉内和脱磷一同进行。 （2）脱硫－脱硅、磷顺序 “脱硫—脱硅、脱磷”顺序的情况下，脱硫反应平衡时量[%S]下降了一个数量级。将脱硅任务放在脱硫之后完成，能明显改善CaO粉剂脱硫的热力学条件。 （3）脱硅、脱磷－脱硫顺序 在“脱硅、脱磷—脱硫”顺序的情况下，脱硫反应平衡时 [%S]为10-3数量级，而在“脱硅—脱硫—脱磷”顺序下，[%S]为10-4数量级，在“脱硫—脱硅、脱磷”顺序下，[%S]为10-5数量级。显然“脱硫—脱硅、脱磷”顺序下CaO粉剂脱硫反应的热力学条件更好。 （4）同时“三脱” 机理研究表明：用氮氧复合气体作载气喷吹CaO粉同时进行铁水预处理“三脱”反应时，脱硅、脱磷主要是在喷枪附近的高氧势区进行的瞬时接触反应；脱硫则是还原性渣和铁水之间的持久接触反应。 对铁水预处理脱硅来说，脱磷转炉顶吹氧加CaO粉剂脱硅的热力学条件是最优的。 CaO的脱磷能力受铁水温度的影响很大，在其它操作条件允许的情况下，应该尽量在低温下脱磷。“脱硫－脱硅、脱磷”顺序下，专用脱磷转炉脱磷时铁水的温度较同时“三脱”时低。综合比较认为：Ca O作三脱剂时，脱磷应在脱硫之后，并在专用转炉内进行最佳。 喷吹CaO粉剂同时进行铁水“三脱”的脱硫能力相对最弱。 从热力学角度分析原因：同时“三脱”在同一个容器中既要实现氧化脱磷、脱硅，又要完成还原脱硫，两者都要兼顾，在热力学上存在着矛盾，工艺上也不好实现。而将脱硅、脱磷和脱硫分阶段处理，分别创造氧化和还原的气氛，显然比同时“三脱”的热力学条件更优化。 由以上计算与分析可知，CaO作三脱剂时的最佳预处理顺序为：脱硫－脱硅、脱磷。 2 镁粉作脱硫剂，CaO作脱硅、脱磷剂 从热力学角度看，理论上“脱硅、脱磷－脱硫”顺序下镁粉能将铁水中的[%S]降至10-6～10-7数量级，而“脱硫－脱硅、脱磷”顺序下镁粉只能将铁水中的[%S]降至10-5～10-6数量级。但由图1可知，温度对脱硫的影响较小，但对硅磷却有着很大的影响，高温不利于脱硅磷，1500℃时，硅、磷含量在0.01%以上，不能满足要求，此时硫含量为20ppm，满足要求，因此综合考虑，镁粉作脱硫剂，CaO作脱硅、脱磷剂最佳顺序为：脱硫－脱硅、脱磷。
铁水预处理技术方案 ●铁水预处理的热力学及动力学原理 ●铁水脱硫工艺及装置 ●铁水三脱（脱硅、脱磷、脱硫）工艺及装置 北京科大三泰科技发展有限公司 2004-2-13 铁水预处理技术方案 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）（1）铁水罐顶喷纯化镁脱硫； （2）（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）（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
铁水脱硫剂种类 铁水脱硫剂(desulphurizer for hot metal) ：能与铁水中的硫生成不溶解或低溶解于铁的硫化物，从而降低铁水硫含量的物料。 种类。铁水脱硫剂分为石灰系、碳化钙系、苏打系、镁系等4类。其他一些物质，如稀土元素铈，它与硫有较强的亲和力，但比镁的脱硫能力低，成本高，因此不宜用来处理大量铁水；食盐和碳酸锰矿混合物也可脱硫，但脱硫时挥发出大量褐色烟状盐蒸气和氯气，严重污染环境，故未能广泛应用。 石灰系。是来源广泛、价格低廉的有效脱硫剂。包括石灰，石灰石以及以石灰为主要组分的混合物。石灰的主要化学成分是CaO，优质石灰的CaO含量可高于95％。铁水脱硫所用石灰一般为粉状，称为石灰粉剂。至20世纪80年代末，尚无该粉剂成分、粒度分布和性能的统一技术标准，但从冶金反应和输送角度考虑，一般采用的石灰粉剂CaO>85％，S<0．15％，H2O<0．5％；其他杂质如SiO2 、Fe2O3 、MgO等尽量低，以提高有效CaO含量。石灰粉含水量是个重要参数。含水高的石灰粉易粘在输送管壁或堵塞喷粉罐的喉口，影响输送或脱硫处理的正常进行。作为铁水脱硫用的石灰粉要求粒级0.3～1.0mm的约占80％。以上粒度分布也可根据具体情况适当调整。石灰颗粒过细会影响输送性能，增加喷吹法脱硫时的损耗。颗粒太大则会降低脱硫速度。在使用中希望石灰粉的活性高。由于石灰粉有非常强的吸水性，因此它的加工和贮存都需注意防潮，使用前还需烘烤。为提高石灰粉的脱硫效果，往往在其中加入一些助熔剂如萤石、冰晶石等或和其他脱硫剂配成石灰系脱硫粉剂。若在石灰粉中加入一定量(如石灰粉的2％左右)的强还原性元素如铝、镁等，脱硫速度和脱硫率都有明显的提高。这种由两种或两种以上的物料组成的脱硫剂称为复合脱硫剂(或合成渣)。石灰石的主要化学成分为CaCO3，在声pCO2=0.1MPa时的分解温度约为896℃，分解产物为CaO和CO2，因此可代替石灰作脱硫剂。由于热分解时石灰石的崩裂，加入铁水的石灰石颗粒形成很多细小而活性大的石灰颗粒，具有很好的脱硫能力；同时，放出的CO2起到搅拌熔池的作用，改善传质条件，加快脱硫速度。但CO2为弱氧化性气体，故石灰石用作脱硫剂时一般都配有一定量的炭素，以保证脱硫时的还原气氛。石灰石分解是强烈吸热反应，因此很少单独使用。 用石灰或石灰基(系)粉剂进行铁水脱硫，效果与加入的脱硫剂量与脱硫方法、铁水硫含量以及铁水温度等因素有关。如在120t铁水包中用空气喷吹含80％～85％CaO的石灰粉，吨铁石灰耗量为7.8kg，平均脱硫率为42％～50％，处理后铁水含硫量为0.02％～0.03％；用天然气在165～200t：铁水罐中喷吹石灰粉的消耗量为7.5～10kg／t、硫从0.05％～0.07％降到0.02％；回转炉内石灰粉消耗量为10～20kg／t时，脱硫率可达90％以上；KR法用90％CaO，10％萤石粉可得到92％以上的脱硫率，处理后铁水含硫量≤0.002％，脱硫剂消耗量为8.5kg／t。用石灰粉脱硫，处理前后铁水温降约为25～50℃。 石灰或石灰系(基)粉剂脱硫剂虽有消耗量较高、处理过程中温降较大的缺点，但因它的价格低廉，达到同样的脱硫效果，其所需成本仅为苏打的约1／5(按1990年中国市场价格计算)，因此在中国得到广泛的应用。80年代后期，日本也逐渐用它代替碳化钙和苏打系脱硫剂进行铁水脱硫。 碳化钙系高效脱硫剂。其脱硫能力和速度都高于石灰和苏打系，适用于快速处理大量铁水，且能获得极低含硫量的生铁，是早期的铁水预处理用脱硫剂之一，包括碳化钙和氰氨化钙以及以碳化钙为主要组分的碳化钙系混合物。碳化钙