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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。
铁水预处理工艺技术操作规程范本一、目的和范围本操作规程适用于铁水预处理工艺技术操作，旨在确保预处理操作的安全性、规范性和高效性。
二、术语和定义1. 铁水：指氧化铁、炉渣、非金属夹杂物等组成的熔融金属。
2. 铁水预处理：指对铁水进行除渣、脱硫、脱磷等处理过程。
3. 除渣：指将铁水中的氧化铁和炉渣等非金属夹杂物进行分离。
4. 脱硫：指将铁水中的硫化物等硫含量较高的夹杂物进行去除。
5. 脱磷：指将铁水中的磷酸盐等磷含量较高的夹杂物进行去除。
三、操作流程1. 安全措施：(1) 操作人员必须戴好安全帽、防护眼镜、防护口罩等个人防护用品。
(2) 制定好应急预案，明确各操作环节的紧急处理措施。
(3) 定期进行安全培训，保证操作人员了解安全操作规程。
2. 准备工作：(1) 检查设备，确保设备正常工作。
(2) 铁水预处理所需材料和试剂应按规定配制并储存好。
(3) 根据预处理任务，准备好所需工具和器材。
3. 操作步骤：(1) 确保铁水温度符合处理要求，一般要求在1300℃以上。
(2) 打开铁水除渣设备的冷却水，确保冷却水通畅。
(3) 打开铁水预处理设备的进水阀门，将铁水缓慢地注入预处理设备中。
(4) 调整预处理设备的操作参数，如搅拌速度、气体流量等。
(5) 根据预处理任务需要，加入相应的脱硫剂、脱磷剂等试剂。
(6) 在预处理过程中，定期对设备进行检查和维护，保证设备正常工作。
(7) 根据预处理任务确定的处理时间，将预处理设备中的铁水分离出除渣、脱硫、脱磷后的铁水。
四、操作注意事项1. 操作人员必须熟悉设备的结构和工作原理，严格按照操作规程进行操作。
2. 操作过程中要注意设备的温度和压力变化情况，及时调整操作参数。
3. 在加入试剂时，要注意试剂的安全使用和防护措施，避免对人体和设备产生危害。
4. 注意设备的清洁和维护，定期进行设备的检查和保养，确保设备的正常运行。
五、操作记录每次进行铁水预处理操作时，必须详细记录以下内容：1. 操作人员、日期和班次。
铁水预处理安全操作规程铁水预处理是指在炉冶生产中，对由冶炼炉出来的铁水进行处理，以去除其中的杂质、夹杂物和炉渣等，从而获得纯净的铁水。
这个过程需要严格遵守安全操作规程，以防止事故发生。
下面就是铁水预处理的安全操作规程，详细说明了操作时需要注意的内容。
一、铁水预处理的基本要求1.在进行铁水预处理之前，必须了解本规程，掌握铁水预处理全过程的安全要求，规定的操作方法，设备的性能和特点。
2.操作时必须认真遵守操作规程，保证铁水预处理工作的安全和高效进行。
3.使用设备前，必须进行检查和维护，确保设备完好无损，操作安全可靠。
4.如果操作人员在进行铁水预处理时，出现了不安全的情况，必须立即停止操作，并向主管人员报告。
5.在处理过程中要注意防止环境污染，设备松散或气体泄漏等问题。
6.操作完成后必须及时清理设备，妥善存放工具和材料，确保生产现场的整洁和干净。
二、铁水预处理时的安全操作规程1.操作人员必须戴好手套和鞋子，穿戴工作服，工作时必须注意个人安全。
2.设备接通电源之前，必须检查电缆、插座、开关和保险丝等设备是否完好。
3.进入操作场地之前，必须了解设备运行的方向和操作步骤，确保安全并确保自己的行动不会对他人造成危害。
4.处理铁水时，必须保证操作范围、进料口及排渣口的清洁以及周围环境的整洁。
5.在未打开铁水处理设备前，必须先检查铁水是否注满设备，避免空气进入设备。
6.处理过程中要注意排放的尾气是否超标，以及设备是否连续运行。
7.当发生故障或事故时，必须立即停机，按照相关程序进行处理，确保安全生产。
8.清理过程中，必须避免清理剂或泥浆流入生产设备或配电室中，避免污染环境和设备。
9.操作人员必须严格按照操作流程进行操作，以避免不必要的风险。
三、铁水预处理时注意的事项1.铁水预处理时，必须保证处理设备干燥，并保持设备及操作区域的清洁。
2.处理设备的操作功率必须符合规定的范围内，严禁自行修改设备的操作参数。
3.预处理过程中要注意铁水温度，保持温度控制在规定范围内，避免因温度过高而导致的事故。
铁水预处理技术操作规程1、原料要求1.1 铁水条件铁水温度：T≥1250℃铁水硫含量：[S]≤0.140%处理铁水量：与转炉铁水装入量相符1.2 脱硫剂采用CaO系脱硫剂1.3 脱硫剂加入量范围处理前铁水s含量目标S 脱硫剂加入量（Kg/t铁）≤40 ≤20 4～4.5 ≤10 6.5-7.041～50 ≤40 3.0-3.5 ≤20 4.0～5.0 ≤10 6.0～6.551～60 ≤40 3.5-4.0 ≤20 6.0～6.5 ≤10 6.0～8.561～70 ≤40 3.5-4.5 ≤20 6.0～8.0 ≤10 7.5～9.071～80 ≤40 4.5-7.5≤20 7.5～9.0 ≤10 9.0～10.581～90 ≤40 5.5-7.0≤20 9.0～10.5 ≤10 10.0～12.591～100 ≤40 6.5-8.0≤20 10.5～11.5 ≤10 12.0～13.5101～110 ≤40 8.0-9.5≤20 11.5～12.5 ≤10 12.5～14.5＞110 ≤40 ≥9.5≤20 13.0～14.5 ≤10 14.5～16.5注：（1）视脱硫剂理化指标上升、下降，可将前[S]减少或提高0.020%。
（2）前[S]≤0.045%时，可将前[S]提高0.005～0.010%。
（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。
（4）特殊情况（如：设备故障、生产节奏紧、前硫未及时分析出来等）脱硫剂加入量可按照上限硫含量进行处理。
2、扒渣作业2.1 启动液压电机，将罐倾翻至扒渣角度（以铁水不能溢出为准）。
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。
2.3 确认压缩空气入口压力≥0.4Mpa，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。
2.5 当罐内渣块≥600kg（目测）时，原则上不能强行扒渣，应将铁水返回混铁炉。
铁水预处理工艺技术操作规程铁水预处理是指在铁水离合器和连铸机结合的连续铸造系统中，对铁水进行处理和净化的工艺过程。
铁水预处理的目的是提高铁水的质量和连铸机的稳定性，同时减少钢坯的次级缺陷和浪费。
铁水预处理工艺技术的操作规程分为以下几个主要步骤：1. 接收铁水：接收到来自高炉的铁水后，首先要进行样品的采集和检测，以确认铁水的成分和温度是否符合要求。
然后，根据铁水的质量情况和连铸机的工艺要求，决定是否需要进行预处理。
2. 铁水过量处理：如果铁水的成分不合格或者超过了连铸机的要求，需要进行过量处理。
通常使用的方法有加入石灰、石油焦等添加剂来减少硫、磷等有害元素的含量。
3. 温度控制：连铸机对铁水的温度要求比较严格，因此需要对铁水进行冷却或加热处理，以使温度控制在合适的范围内。
一般使用的方法有喷淋冷却、电磁感应加热等。
4. 净化处理：铁水中含有固体杂质、气体和液体杂质，对质量和连铸过程稳定性均有不良影响。
因此，需要进行净化处理，常见的方法有脱硫、脱氧、脱气等。
5. 过滤处理：通过过滤处理可以进一步减少铁水中的固体杂质，避免它们对连铸机的阻塞和钢坯质量的影响。
过滤器的选择和使用需要根据铁水的成分和允许的杂质含量来确定。
6. 加样控制：加样是指向铁水中添加其它合金元素或化学剂的过程。
加样的目的是调整铁水的成分和温度，以满足连铸机的工艺要求。
加样的方法有固态加样和液态加样两种。
需要注意的是加样的量要准确、均匀，并且加样前要进行预热处理。
7. 铁水储存和运输：铁水预处理后，需要储存和运输到连铸机的喷包中。
为了保证铁水的质量不受污染和温度不受影响，储存和运输过程中需要采取相应的保护措施，如密封储存、隔热保温等。
8. 预处理设备的维护：铁水预处理设备是保证预处理工艺顺利进行的关键。
因此，需要定期对设备进行检查、维护和保养，保证设备的正常运转和使用寿命。
以上是铁水预处理工艺技术操作规程的主要内容。
在实际操作中，还需要根据具体的工艺要求和设备情况进行适当的调整和改进。
第四章铁水预处理武汉科技大学冶金工程系张保平4 .1 铁水预处理的基本概念4.1 铁水预处理的基本概念•铁水预处理是指铁水进入炼钢炉之前，为脱硫、脱硅、脱磷而进行的处理过程。
•除上述普通铁水预处理外，还有特殊铁水预处理，如脱铬、脱锰以及针对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、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。
4.2 铁水预处理的冶金原理4.2.1 铁水预脱硫的冶金原理4.2.1.1 铁水脱硫剂的种类•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)。
•CaC2脱硫的反应式如下：CaC2(s) ＋[S] =CaS(s) ＋2[C]•石灰脱硫反应式：☐铁水硅含量高（>0.05%）时，反应式为：2CaO(s)+[S]＋l/2[Si] = CaS (s)＋1/2（Ca2SiO4）(s) ☐硅含量低时，反应式为：CaO（s）＋[S]＋[C] = （CaS）(s)＋CO（g）•铁水中加入苏打灰后，与铁水中的硫发生以下3个化学反应：Na2CO3(l) ＋[S] + 2[C] = Na2S(l) + 3{CO}Na2CO3(l) ＋[S] + [Si] = Na2S(l) + SiO2(s) + 3{CO}Na2O + [S] = Na2S(l) + [O]•镁通过喷枪喷入铁水后，在高温下发生液化、气化并溶于铁水：Mg(S) →Mg(l) →{Mg} →[Mg]•在高温下，镁和硫有很强的亲和力，溶入铁水中的[Mg]和{Mg}都能与铁水中的[S]迅速反应生成固态的MgS，上浮进入渣中。
镁与硫的相互反应存在两种情况：•第一种情况：{Mg} + [S] = MgS(s)•第二种情况：{{Mg} →[Mg][Mg] + [S] =MgS(S)4.2.2 铁水脱磷的冶金原理4.2.2 铁水脱磷的冶金原理4.2.2.1 铁水脱磷的基本冶金条件•铁水在氧化性渣下的脱磷反应式表示如下：2[P]＋5(FeO) ＋4(CaO) ＝(4CaO·P2O5) + 5Fe4.2.2.1 铁水脱磷的基本冶金条件•由此可得出脱磷反应的热力学基本条件：•（1）铁水中氧含量要高。
铁水脱磷需要提供氧，实际生产中经常采用加入铁氧化物或辅助吹氧的方式来提供氧。
铁氧化物是脱磷剂的主要组成，主要有铁矿、烧结矿、氧化铁皮，转炉烟尘以及转炉炉渣，一般(FeO)≮20％。
•（2）渣中起固定脱磷产物的碱性氧化物含量要高。
（碱度R＝2～3），脱磷的初级产物(3FeO·P2O5)不稳定，通过加入碱性氧化物，让磷在高碱度炉渣中形成稳定的4CaO·P2O5或3Na2O·P2O5。
4.2.2.1 铁水脱磷的基本冶金条件•（3）铁水温度要低。
铁水氧化脱磷反应为放热反应，铁水温度低，Kp、Lp值就大，因此温度低有利于铁水脱磷。
温度为1250℃～1400℃对脱磷有利。
•（4）铁水初始硅含量要低。
在高炉铁水条件下，铁水中还含有0.4％～0.6％左右的[Si]，[Si]与氧的亲和力远大于[P]。
硅酸钠与硅酸钙的稳定性比磷酸钠和磷酸钙好，因此必须对铁水预脱硅，才能用石灰或苏打渣系进行有效脱磷。
因此，为保证有效的脱磷必须先将[Si]降低到＜0.1％～0.15％。
4.2.2.2 脱磷剂的组成4.2.2.2 脱磷剂的组成•氧化剂、固定剂和助熔剂是铁水脱磷的三大要素。
•实践证明Fe2(SO4)3、MnO2、CaSO4、Fe2O3、FeO、MnO等都是很好的脱磷氧化剂，CaCO3次之。
•固定剂：CaO等。
•助熔剂：CaCl2、CaF2等。
4.2.2.3 不同脱磷剂的脱磷反应4.2.2.3 不同脱磷剂的脱磷反应（1）石灰系脱磷剂•石灰系脱磷剂常用的组成范围为(％)，固定剂:氧化剂:助熔剂＝30～70：20～45：0～40。
（2）苏打系脱磷剂•固体Na2CO3在852℃熔化为液体，在铁水处理温度下是流动性很好的液体，可按下式分解为：Na2CO3(L) = Na2O(L) + CO2故脱磷反应为：4.2.3 脱硅反应的冶金原理4.2.3 脱硅反应的冶金原理•脱硅剂是以提供氧源的材料为主剂，氧化剂有固体氧化剂和气体氧化剂。
•固体氧化剂主要有：铁矿石、球团矿、烧结矿、轧钢铁皮、铁矿砂、锰矿粉等，其主要成分是氧化铁、氧化锰。
气体氧化剂主要是氧气。
•除主剂外还加入少量副剂。
常用的副剂主要是石灰、萤石、CaCl2、NaCl、CaO 十CaF2、CaO十CaF2十Na2CO3以及转炉钢渣等。
一般将炉渣碱度((CaO十CaF2)/SiO2)调整为0.9～1.2。
4.3 铁水预处理的方法及设备4.3 铁水预处理的方法及设备•随着铁水预处理技术的发展，铁水预处理方法很多。
•用于铁水预脱硫的方法有：铺撒法、摇包法、机械搅拌法、喷粉法、喂线法、气泡搅拌法、气泡泵法、钟罩加入法等。
•用于铁水预脱磷的方法，按照处理设备可分为炉外法、炉内法；按照加料方式可分为喷吹法、搅拌法；按照工艺特点可分为：专用炉法、SARP法、ORP法、NPP法。
4.3 铁水预处理的方法及设备•用于铁水预脱硅的方法，按处理场所不同，可分为在高炉出铁过程中向炉前铁水沟加固体氧化剂连续脱硅法，向铁水罐或混铁车内喷射脱硅剂脱硅和吹氧法脱硅。
•按加入脱硅剂方法不同，有自然投入法、喷枪在铁水面上的液面喷吹法和喷枪插入铁水内的喷吹法等。
•按搅拌方法不同，有吹气搅拌、铁水落下流搅拌、喷吹的气粉流搅拌和叶轮搅拌方法等。
4.3.1 铺撒法(投入法)4.3.1 铺撒法(投入法)•铺撒法是一种简易的铁水预处理法，处理过程中只需将处理剂铺撒在铁水沟适当位置，预处理剂随铁流而下，或将处理剂撒在铁水罐底部，靠铁流的冲击使预处理剂和铁水发生反应而脱除有关杂质元素或提取有用元素。
•该工艺对生产条件有较强的适应性，无明显工艺缺陷。
进行脱硫预处理时，铁水温降7～8℃。
且脱硫渣没有回硫倾向。
无铁损及喷枪烧损。
•缺点也不少。
4.3.2 摇动法4.3.2 摇动法•摇动法，也称为铁水容器搅拌处理法。
可以分为：☐回转炉法。
即在回转炉的铁水面上加入熔剂，并进行搅拌；☐摇包法。
在偏心回转包的铁水中加入熔剂。
包的转速为40～50转/分；DM摇包法，摇包能正逆向进行，铁水和熔剂混合良好，转速为43转/分，正逆换向周期14秒，中间停止三秒。
•该法容器转动笨重，动力消耗高，包衬寿命低，使用较少。
4.3.3 机械搅拌法4.3.3 机械搅拌法•机械搅拌法是铁水预处理技术的重要进展, 它放弃了转动的容器运动方式, 通过机械搅动来使液体金属与熔剂混合接触达到脱硫、脱硅、脱磷的目的。
•机械搅拌法可以分为以下几种：DO法、莱茵法（RS法）、KR搅拌法、赫歇法、NP法。
几种方法中，KR法应用比较广泛。
4.3.3.1 莱茵法4.3.3.1 莱茵法•这种方法也称为RS法（Rhein Stahl），是德国莱茵河钢铁厂的克雷默（F.Kraemer）等人于1969年研制成功的，后来在曼内斯曼（Mannesmann）公司引进了200t的RS装置。
欧洲各国也采用此法，是一种用于铁水预脱硫的方法。
4.3.3.1 莱茵法•莱茵法的搅拌器是采用铁芯加强的耐火材料制成的倒T型搅拌器，处理时转速为60～70转/分。
•其特点是：莱茵搅拌器只是部分插入铁水内部，通过搅拌使罐上部的铁水和熔剂形成涡流搅动，混合接触，并通过循环流动使整个包内铁水都达到上层脱硫区来实现预处理的目的。
•采用RS法脱硫时，用熔剂CaC2 5～8 kg/t，处理时间10min，脱硫率70～80％。
4.3.3.2 KR搅拌法4.3.3.2 KR搅拌法•KR法（Kambara Reactor）是日本新日铁钢铁厂于1963年开始研制，1965年投入工业生产。
以后被日本钢管和住友金属公司等厂家采用，铁水罐容量可达200t以上，该法主要用于脱硫。
•我国最早的KR系统是武钢二炼钢1979年由新日铁引进的KR专利和设备。
•KR法的主体设备包括：升降装置、机械搅拌装置、搅拌桨更换车、熔剂输送装置、扒渣系统等。
4.3.3.2 KR搅拌法4.3.3.2 KR搅拌法•KR搅拌法就是将耐火材料制成的并经过烘烤的十字形搅拌头插入铁水罐液面下一定深处, 并使之旋转。
•当搅拌器旋转时, 铁水液面形成“V” 形旋涡( 中心低, 四周高), 此时加入脱硫剂、脱磷剂后, 熔剂微粒在浆叶端部区域内由于湍动而分散, 并沿着半径方向“吐出”, 然后悬浮, 绕轴心旋转和上浮于铁水中, 也就是说, 借这种机械搅拌作用使熔剂卷入铁水中并与接触, 混合、搅动, 从而进行脱硫脱磷反应。
•当搅拌器开动时, 在液面上看不到熔剂, 停止搅拌后, 所生成的干稠状渣浮到铁水面上, 扒渣后即达到脱硫、脱磷的目的。
4.3.3.2 KR搅拌法•对于KR搅拌法，由于熔剂在叶片上端打散，使这个部容易受到磨损，所以选择四个叶片的搅拌头最为合适。
搅拌头使用4个叶片，可以使其旋转时铁水面不易产生波浪, 铁水飞溅较少, 叶片的磨损情况也小, 可以减少搅拌的更换次数, 提高使用寿命, 降低耐火材料消耗等，处理效果明显好于两个叶片。
•十字型搅拌头的形状如图所示，搅动头为高铝质耐火材料，寿命为90～100次，每使用3～4次后需要用耐火材料进行修补。
4.3.3.2 KR搅拌法4.3.3.2 KR搅拌法•与莱茵法相比，两种方法的最大区别是：搅拌器插入铁水深度不同，KR 法是将搅拌器沉浸到铁水内部, 而不是在铁水和熔剂之间的界面上。
通过搅拌形成铁水运动旋涡使熔剂撒开并混入铁水内部, 加速预处理过程，其铁水流动情况如图所示。
4.3.4 吹气搅拌法•吹气搅拌法主要有顶吹法、底吹法(PDS或CLDS)和气泡泵法三种。
顶吹法和底吹法预先将熔剂加到铁水表面，然后通过顶枪或罐底的透气砖往铁水中喷吹气体进行搅拌。
这两种方法设备费用低，操作简便，但处理效果不如机械搅拌法好。
•CLDS法是改进了的PDS法，一般能连续处理4罐铁水，这样可以提高处理效率，省去了除渣何减少铁损失，但是需要倒包处理。
4.3.4 吹气搅拌法•气泡泵法也称气泡泵环流搅拌法，简称GMR法。
它是应用气泡泵的扬水原理研制成功的，如图所示。
•在新型装置上气泡泵本身旋转，可以进一步提高处理效率，缩短处理时间。
4.3.5 喷射法•喷射法也称喷粉法或喷吹法，主要有ATH法、TDS法、铁水罐喷射法。
•ATH法是1970年原西德蒂森公司研究成功并投入应用的一种方法，它将一支外衬耐火材料的喷枪与水平方向成一定角度（如600或700）斜插入鱼雷罐内，用载气向熔池内喷射固体粉末熔剂进行脱硫、脱磷处理。
