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技能认证电炉炼钢工中级考试(习题卷1)第1部分：单项选择题，共38题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]竖式烘烤炉的外形特点是( )。
A)长小于高B)长等于高C)长大于高答案:A解析:2.[单选题]中低碳铬铁断口组织呈( )，有珍珠光泽，不易敲碎。
A)银灰色B)银白色C)天蓝色薄膜答案:B解析:3.[单选题]常用的硅铁其含硅量分别为( )。
A)75%左右，45%左右B)75%左右，65%左右C)95%左右，75%左右答案:A解析:4.[单选题]产生氧枪喷头端部被侵蚀的主要原因是_______。
A)枪位正常但炉内温度高B)氧枪在炉内泡沫渣中吹炼时间长C)喷头端部粘钢，降低喷头熔点答案:C解析:5.[单选题]一般普碳镇静钢常用的脱氧材料为( )。
A)小块硅锰、硅铁、铝块(锭)B)加工锰铁、硅铁C)锰铁、铝块答案:A解析:6.[单选题]铁合金电炉常用的电极是( )。
A)石墨电极B)自焙电极C)炭素电极D)金属电极答案:BD)所有答案:C解析:8.[单选题]一般情况下，钢中硫化物夹杂的成分取决于钢中( )。
A)硫含量B)锰硫比C)氧含量D)碳含量答案:B解析:9.[单选题]目前主要使用( )材料做电极。
A)粘土B)碳质C)粉煤灰D)焦炭粉答案:B解析:10.[单选题]电弧炉的出钢槽是高强度抗氧化，热稳定性好的材质是（ ）。
A)镁碳B)铬镁C)高铝D)刚玉答案:A解析:11.[单选题]点检定修制中消除设备劣化的任务主要是靠（ ） 。
A)日常点检B)专业点检C)检修D)抢修答案:C解析:12.[单选题]石灰石的主要成分( )。
A)CaOB)P2O5C)SiO2D)CaCO3答案:D解析:13.[单选题]钢包烘烤采用的燃烧介质为( )。
14.[单选题]钢水中含（ ）量高，会使炉渣粘度增加，阻碍了脱碳反应的正常进行。
A)铜B)铬C)镍D)硅答案:B解析:15.[单选题]镁碳砖的含碳量一般在( )。
LF炉CaO-SiO2-Al2O3渣系脱S工艺实践发布时间：2023-01-11T06:43:25.611Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷16期作者：蒋勇陈国梁[导读] 由于开发新品种冶炼低碳低硫钢的要求，,LF 炉担负着快速深脱硫的任务,蒋勇陈国梁阳春新钢铁有限责任公司 529600摘要：由于开发新品种冶炼低碳低硫钢的要求，,LF 炉担负着快速深脱硫的任务,需要将进站硫0.020%~0.025%在最短时间内快速脱至0.010%以内,因此,选择一种具有较低熔点、流动性良好、较强脱硫、脱氧、吸附夹杂能力的渣系，并制定合理的造渣工艺是确保LF炉精炼快速脱硫的关键。
关键词：LF炉；脱S；工艺实践；1、120t钢包炉精炼工艺流程转炉出钢→钢水进吹氩站→钢水到LF炉→加渣料、送电、造还原渣→调整钢水成分→测温取样→成分温度合格→喂线→软吹→钢包到 LF 炉起吊位→加保温剂→加盖→连铸机2.、LF脱硫技术的分析从热力学和动力学方面对LF深脱硫工艺的分析来看,大渣量、高碱度、适当高的钢水温度、较低的炉渣氧化性、良好的吹氩搅拌以及钢水钙处理是钢水深脱硫的有利条件。
2.1. 脱硫反应对于铝镇静钢来说,脱硫基本反应为:3(CaO)+2[Al]+3[FeS]=3(CaS)+(Al2O3)+3[Fe]2.2.渣量对脱硫效果的影响适当增加渣量可以增加渣中CaO含量，稀释渣中CaS浓度，可以加快脱硫速率，但渣量过大会使炉渣过厚,影响钢渣界面反应,在实际生产过程中,转炉出钢下渣过多,会使钢中氧含量的过程,从而恶化脱硫条件降低脱硫效果。
在生产实践中转炉出钢下渣小于50mm。
冶炼低碳低硫钢种,转炉出钢硫平均达到0.020%- 0.025%，要求成品硫小于 0.010%，脱硫率大于60%。
渣量与脱硫率的关系如下图1所示。
可以看出脱硫率要达到60%，渣量最少 7.5kg/t2.3碱度的控制炉渣碱度与脱硫的分配比 Ls的关系如图4所示，由图2可见当碱度为2.5~3.5时,炉渣具有最大的脱硫能力,但是炉渣碱度过高会增加粘度而不利于脱硫，因此，本渣系选择碱度为2.6左右。
![炉渣中al2o3含量与脱硫、脱氧关系剖析[资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/55d7cc6e178884868762caaedd3383c4bb4cb4b7.png)
炉渣中Al2O3含量与脱硫、脱氧关系分析
随着炉渣中Al2O3浓度的增加，钢中Al含量也增加，并且随着碱度增加，钢液中有增铝的现象。
Al含量的增加，将导致钢中氧含量的减少，但并不是钢中Al含量越多越好，当钢中Al含量大于0.1%时，随着Al含量的增加，钢中氧含量也增加；随着钢中Al含量的增加，Al2O3夹杂物也相应增加，但是当钢中Al含量增加到0.03%是，随着钢中Al含量的增加，Al2O3夹杂物反而降低了。
所以控制好Al是降低夹杂的一个关键工艺。
研究结果显示，随着渣中Al2O3的值增加，夹杂物中Al2O3的值也是线型增加的。
随着夹杂物Al2O3含量的增加，夹杂物的不变形指数是先较小后增加的，当夹杂物中的Al2O3含量为20%，渣中Al2O3含量为8％时，不变性指数是最低的。
这为夹杂物塑性变形提供了依据。
Al2O3对脱硫效果的影响有两个方面。
一方面，随着Al2O3含量的增加，炉渣粘度降低，促进渣－钢反应，有利于脱硫；而另一方面，Al2O3含量增加会降低CaO的活度，抑制脱硫的进行。
有些研究者认为Al2O3含量在15～40%范围内，能取得较好的脱硫效果，但另外一些文献表明在此范围内，随Al2O3含量的增加，渣的粘度将增加，不利于脱硫。
近年来，CaO－Al2O3系精炼渣在炉外精炼过程中被广泛采用，但渣中Al2O3对脱硫效果的影响仍不十分清楚，尤其关于CaO－Al2O3为基的预熔渣中Al2O3的行为至今未见文献报道。
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。
煤矸石酸浸取提取Al_2O_3和Fe_2O_3技术研究煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物,大量的煤矸石排放堆积,不仅对生态环境造成了严重影响,也引起了资源的巨大损失和浪费。
因此,实现煤矸石的资源化利用对保护环境,利用废弃资源,实现社会的可持续发展具有重要意义。
本实验选用峰峰矿区羊渠河煤矿的煤矸石和霍州矿区三交河煤矿的煤矸石为研究对象,进行煤矸石的矿物组成、岩石学特征和化学成分等基础性质分析,采用酸浸取法进行了煤矸石提铝提铁试验,掌握了煤矸石提铝和提铁的工艺参数,计算了反应过程的动力学参数,并对酸浸产物进行了提纯和产品制备的实验研究,获得了如下主要结论:（1）三交河矿煤矸石和羊渠河矿煤矸石的XRD分析表明,两种煤矸石以石英和高岭石为主,灰成分中SiO<sub>2</sub>、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>等成分的含量较高,其中三交河矿煤矸石中粘土矿类矿物较多、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>的含量较高,岩石学特征分析表明,其粘土矿物含量为51.2%,属于粘土矿类煤矸石。
有机组分中惰质组的含量较高,镜质组含量较低。
（2）主要以1.8g/cm<sup>3</sup>、2.0g/cm<sup>3</sup>、2.5g/cm<sup>3</sup>、2.9g/cm<sup>3</sup>等不同密度的重液进行了三交河矿煤矸石的浮沉试验,并对不同比重段的浮物进行了TG分析,结果表明,随着分选重液的密度增加,浮物比例增加、失重率减小,表明浮物的热值降低;相应的,DTG 曲线向高温方向移动,说明随着重液密度增大,浮物的着火点逐渐升高。
钢铁冶金渣用于烧结机烟气脱硫以钢渣用于燃煤锅炉烟气脱硫为例，介绍了钢渣、高炉渣吸收烟气中二氧化硫技术，进而商讨了钢渣、高炉渣用于烧结烟气脱硫的技术可行性及脱硫产物用做土壤调理剂所遇问题的解决方法。
1前言2022年全国重点统计的钢铁行业中，钢铁行业是我国二氧化硫排放大户之一。
减少二氧化硫排放量是目前钢铁行业最紧迫的环境保护任务之一。
钢铁行业烧结烟气具备烟气量大、二氧化硫浓度变化大、温度变化大、流量变化大、水分含量大且不稳定、含氧量高、含有多种污染成分等特点，这些特点都在一定程度上增加了钢铁烧结烟气二氧化硫治理的难度。
2钢渣、高炉渣脱硫原理及工艺流程目前己投入运转的烧结烟气脱硫装置采用的脱硫工艺主要有循环流化床法、氨一硫铰法、密相干塔法、石灰石一石膏法等，但仍存在腐蚀、脱硫副产物综合利用难、运转费用高、堵塞等问题。
经多年研究，成功开发了以包括高炉渣、钢渣在内的各种“炉渣”为吸收剂的烟气脱硫技术，己开始应用于120万t/a球团回转窑、230m2烧结机烟气脱硫，现在将该技术作一介绍。
2.1钢渣、高炉渣的组成2.1.1炼钢炉渣组成炼钢炉渣化学成分主要是Ca,Mg,Si,Fe等的氧化物，钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有一定的差异。
国内3家炼钢厂的转炉钢渣化学成分如表1所列。
由这些金属和非金属氧化物(CaO,FeO,SiO2,MgO)等构成矿物主要含有:硅酸二钙(2CaO˙SiO2)、硅酸三钙(3CaO˙SiO2)、钙镁橄榄石(CaO˙MgO˙SiO2)、镁蔷薇辉石(3CaO˙MgO˙2SiO2)、钙铝黄长石(2CaO˙Al2O3˙SiO2)及RU相等。
这些矿物组成取决于钢渣的化学成分。
不同碱度转炉钢渣的矿物组成如表2所列。
表1国内炼钢厂的转炉钢渣化学成分%表2不同碱度转炉钢渣的矿物组成%从表2看出，在碱度为2.5以上时，组成转炉钢渣的主要矿物是硅酸三钙(3CaO˙SiO2)、硅酸二钙(2CaO˙SiO2)及RO相。
Cao—SiO2—CaF2—FeO—Na2O渣系铁水脱磷,脱硫预处
理
牛光通;段祥光
【期刊名称】《冶金译丛》
【年(卷),期】1999(000)002
【摘要】本次研究了含２０％，ＣａＦ２，ＣａＯ／ＳｉＯ２＝４的ＣａＯ－Ｓ
ｉＯ２－ＣａＦ２８渣系脱磷和脱硫的能力，同时也确定了该脱硅量。
本研究过程中用ＦｅＯ（４－８％）和Ｎａ２Ｏ（１－６％）来改变铁水的氧化势。
试验是在１０ｋｇ敞口感应电上进行的，炉子为ＡＩ２Ｏ３耐火材料，温度为１３５０－１４００℃。
试验过程中用伽伐尼电池连续测定铁水的氧化势，共范围为１０＾１３。
４ａｔｍ（试验前）至１０＾１２．０ａｔｍ（试验后
【总页数】6页(P50-55)
【作者】牛光通;段祥光
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TF549.9
【相关文献】
1.CaO—SiO2—MnO—CaF2渣系对硅锰合金脱磷的研究 [J], 陈兆平;姜茂发
2.BaO—CaO—Na2O—CaF2—Cr2O3渣系的不锈钢脱磷 [J], 邹兴;韩其勇
3.基于CaO-SiO2-FeO-Na2O-Al2O3渣系的中高磷铁水脱磷试验研究 [J], 轩心
宇;施哲;漆鑫;蔡加武
4.加入Na2O对V,Nb,Mn和Ti在CaO—CaF2—SiO2熔体与碳饱和铁水之间分配的影响 [J], TsuK.,T;吴琼
5.锂云母在铁水预处理中对CaO-FeO-CaF_2渣系脱磷的影响 [J], 李进;王一成;王明林;仇圣桃
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铁水脱硫渣超细微粉基础性能及应用研究张㊀健(中冶宝钢技术服务有限公司ꎬ上海㊀２００９４２)收稿日期:２０１８－０４－２０作者简介:张健(１９６４－)ꎬ男ꎬ上海人ꎬ本科ꎬ高级工程师ꎬ长期从事冶金渣处理及资源化利用研究ꎮ摘㊀要:将铁水脱硫渣微粉化处理后ꎬ进行化学组成㊁细度㊁活性指数㊁易磨性㊁ＸＲＤ和ＳＥＭ等基础性能分析ꎬ根据性能分析结果ꎬ研究作为水泥辅助掺合料㊁特性掺合料和橡胶功能填料等潜在利用方向ꎬ挖掘其应用特性ꎬ开辟铁水脱硫渣固废资源的大宗再生利用以及高附加值利用的新途径ꎬ为解决铁水脱硫尾渣难利用问题提供理论依据ꎮ关键词:铁水脱硫渣ꎻ超细微粉ꎻ活性指数ꎻ掺合料ꎻ功能填料中图分类号:Ｘ７０１文献标志码:Ａ文章编号:１６７２－４０１１(２０１８)１０－００１８－０２ＤＯＩ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １６７２－４０１１ ２０１８ １０ ０１００㊀前㊀言目前ꎬ国内外对于钢渣资源化利用研究主要集中在:从钢渣中回收铁元素㊁钢渣用于制备冶金辅料㊁钢渣用于道路工程㊁钢渣用于生产建材㊁钢渣用于地基回填和软土地基加固㊁钢渣用于生产钢渣肥料和土壤改良剂㊁钢渣用于海洋工程㊁钢渣用于制备微晶玻璃等陶瓷产品㊁钢渣用于处理废水等方面[１－２]ꎮ整体看来ꎬ钢渣资源化利用主要集中在建材㊁返冶炼生产㊁农业等领域[３]ꎮ进一步从国内外技术文献检索情况来看ꎬ利用钢渣微粉化后作为水泥掺合料的相关技术比较多ꎬ但根据炼钢工艺和产出比例ꎬ主要分为铁水脱硫渣㊁转炉渣和电炉渣三种ꎬ虽然同属钢渣ꎬ但性质区别很大[４]ꎮ针对铁水脱硫渣作为水泥掺合料没有进行系统的研究ꎮ长期以来ꎬ由于铁水脱硫渣原渣含有１０％~２０％的铁元素ꎬ一直作为水泥铁质校正料使用ꎮ随着铁水脱硫渣经过深度选铁后ꎬ铁元素资源基本全部返回炼钢生产ꎬ铁水脱硫渣尾渣ＭＦｅ含量不超过１.５％ꎬ难以直接作为水泥铁质校正料ꎮ因此ꎬ有必要开发铁水脱硫渣经过深度选铁后的尾渣利用问题ꎮ１㊀铁水脱硫渣超细微粉的基础性能１.１㊀化学组成分析由表１可以看出ꎬ铁水脱硫渣的主要成分为ＣａＯꎬ次要成分为ＳｉＯ２㊁ＦｅＯ㊁Ｆｅ２Ｏ３㊁ＭｇＯ等ꎬ具有较高的碱度ꎬ也具有潜在水硬活性的基本元素ꎬ可以看出Ｓ的含量较高ꎮ表１铁水脱硫渣的化学组成％ＳｉＯ２Ｆｅ２Ｏ３Ａｌ２Ｏ３ＣａＯＭｇＯＦｅＯＭＦｅＳＰｆ.ＣａＯ烧失量１４.５８３.２４１.３７５８.４９１.６５６.２９３.０２２.７５０.０５１３.３７.１７１.２㊀ＸＲＤ分析从图１可以看出ꎬ铁水脱硫渣的主要矿物组成为:①Ｎａ２Ｔｉ２Ｏ３(Ｓｉ２Ｏ６)ꎬ②Ｍｇ６ＭｎＯ８ꎬ③ＳｉＯ２ꎬ④(ＣａＯ)１２(Ａｌ２Ｏ３)７ꎬ⑤Ｃａ２ＳｉＯ４ꎮ铁水脱硫渣中含有Ｃ３Ｓ㊁Ｃ２Ｓꎬ具有水硬胶凝性ꎬ在熟料水化产物ＣＨ等激发作用下ꎬ自身或与水化产物ＣＨ等结合发生二次水化反应ꎬ能够提高矿物掺合料在水泥内的粘结能力ꎬ适合用于水泥生产的掺合料ꎮ另外ꎬ铁水脱硫渣成分以氧化硅含量㊁氧化钙含量为主ꎬＳｉＯ２含量相对较高ꎬ适用于橡胶填料ꎮ１.３㊀ＳＥＭ分析(见表２)表２ＳＥＭ分析元素ＯＭｇＡｌＳｉＣａＦｅ合计重量/％５２.０４２.７７０.９０４.４３２６.７３１３.１４１００.００㊀㊀从扫描电镜以及能谱分析结果来看ꎬ铁水脱硫渣粉的微观形貌呈多棱角状ꎬ有一定的表面孔隙ꎬ作为重金属污染土壤的固化剂具有良好的优势ꎮ主要以Ｏ㊁Ｃａ㊁Ｆｅ㊁Ｓｉ元素为主ꎬ用于橡胶制品没有有害元素ꎮ图２为铁水脱硫渣的ＳＥＭ＋ＥＤＳ分析ꎮ图１㊀铁水脱硫渣２θ/(ʎ)的ＸＲＤ分析㊀㊀图２㊀铁水脱硫渣的ＳＥＭ＋ＥＤＳ分析１.４㊀活性指数(见表３)表３铁水脱硫渣的活性指数需水量比/％７ｄ活性(５０％)２８ｄ活性(５０％)１０３５６６５㊀㊀为铁水脱硫渣超细微粉５０％替代标准砂量胶砂活性指数ꎮ从表２可以看出ꎬ铁水脱硫渣胶砂活性指数为６５％ꎮ而需水量比指标与水泥基本持平ꎮ１.５㊀激光粒度分布图３结果表明ꎬ通过合适的试验参数ꎬ可以将铁水脱硫渣粉磨至６００目ꎬ其平均粒径为１０μｍ左右ꎬ且具有较好的正态分布趋势ꎮ８１图３㊀铁水脱硫渣的激光粒度分布２㊀铁水脱硫渣超细微粉的潜在利用方向２.１㊀铁水脱硫渣用于水泥辅助掺合料的技术研究表４为铁水脱硫渣胶凝材试验表ꎮ由表４中的１０组数据可以看出ꎬ铁水脱硫渣粉与矿粉㊁石膏㊁水泥复配ꎬ强度指标均可达到４２５普通水泥强度标准ꎬ２８ｄ抗压强度最高达到４４.９ＭＰａꎬ铁水脱硫渣粉掺量在２５％~３５％ꎮ其中ꎬ最优配比为铁水脱硫渣粉ʒ矿粉ʒ石膏ʒ水泥＝３５ʒ４８ʒ６ʒ１１ꎮ表４铁水脱硫渣胶凝材试验编号铁水脱硫渣矿粉石膏Ｐ.Ｉ水泥３ｄ抗折强度/ＭＰａ７ｄ抗折强度/ＭＰａ２８ｄ抗折强度/ＭＰａ３ｄ抗压强度/ＭＰａ７ｄ抗压强度/ＭＰａ２８ｄ抗压强度/ＭＰａＡ０３０６４６０３.９６.４９.８１６.４２４.７３６Ａ１２５６４６５４.１６.５１０.２１７.８２８.４３９.９Ａ２２５６１６８４.３７１０.７１６.２２９.６４３.７Ａ３２５５８６１１４.６７.７１０.２１９.７３２.７４１.１Ａ４３０５９６５３.８６.２１０.１１４.１２５.７４０.４Ａ５３０５６６８４７.７１０.７１５.８３０.１４４Ａ６３０５３６１１４.２７１１.１１６.８２９.６４４.４Ａ７３５５４６５３.２６.３１０.０１２.９２７.６４０.６Ａ８３５５１６８３.８６.５９.９１４.２２５.６４２.４Ａ９３５４８６１１４６.８９.２１７.１３１.３４４.９㊀㊀注:水灰比０.５５ꎬ流动度１８５ꎮ２.２㊀铁水脱硫渣粉用作环保型无机橡胶填料的物理性能表５为铁水脱硫渣粉作为化工填料的基本性能表ꎮ表５铁水脱硫渣粉作为化工填料的基本性能检测项目技术指标铁水脱硫渣粉４５ｕｍ筛余物含量/％ɤ１０.１０密度/(ｇ ｃｍ－３)ȡ３.０３.２８吸油量/(ｇ/１００ｇ)ɤ３０１５水溶物的质量分数/％ɤ５３.２１０５ħ挥发物质量分数/％ɤ１０.６０水悬浮液ｐＨ值１１.４㊀㊀从表５来看ꎬ铁水脱硫渣粉用作橡胶填料的４５ｕｍ筛余物含量㊁密度㊁吸油量㊁水溶物质量分数㊁１０５ħ挥发物质量分数符合标准要求ꎬ水悬浮液ｐＨ值为碱性ꎬ适宜橡胶加工过程ꎮ将非金属无机材料用于化工有机材料中ꎬ可能需要进行改性表面处理ꎬ以增加结合力ꎮ２.３㊀铁水脱硫渣粉作为重金属污染土壤修复固化剂的效果分析(见表６)表６铁水脱硫渣粉作为重金属污染土壤修复固化剂的效果分析种类ＰｂＺｎ原始浓度/(ｍｇ ｋｇ－ｌ)３６９.１２１６５.３１处理后浸出浓度/(ｍｇ Ｌ－ｌ)１３.６７６.４２㊀㊀将适量的铁水脱硫渣粉加入到重金属污染土壤中ꎬ加少量水充分搅拌均匀ꎬ待２ｈ后ꎬ测量浸出重金属浓度ꎬ从表６来看ꎬ铁水脱硫渣粉用作重金属污染土壤修复固化剂具有明显的效果ꎬ重金属的固化率均达到了９６％以上ꎮ３㊀结㊀论１)铁水脱硫渣成分以氧化硅含量㊁氧化钙含量为主ꎬＳｉＯ２含量相对较高ꎬ适用于橡胶填料ꎬ铁水脱硫渣粉的微观形貌呈多棱角状ꎬ有一定的表面孔隙ꎬ作为重金属污染土壤的固化剂具有良好的优势ꎮ２)铁水脱硫渣超细微粉可以作为水泥辅助掺合料使用ꎬ可达到４２５普通水泥强度标准ꎬ２８ｄ抗压强度最高达到４４.９ＭＰａꎬ铁水脱硫渣粉掺量在２５％~３５％ꎮ其中ꎬ最优配比为铁水脱硫渣粉ʒ矿粉ʒ石膏ʒ水泥＝３５ʒ４８ʒ６ʒ１１ꎮ３)铁水脱硫渣超细微粉在重金属污染土壤固化剂以及橡胶功能填料等方面均有可行性ꎬ是潜在的利用方向ꎮ[ＩＤ:００６６９４]参考文献:[１]㊀张朝晖ꎬ廖杰龙ꎬ巨建涛ꎬ等.钢渣处理工艺与国内外钢渣利用技术[Ｊ].钢铁研究学报ꎬ２０１３ꎬ３３(７):１－４.[２]㊀张长波ꎬ罗启仕ꎬ付融冰ꎬ等.污染土壤的固化/稳定化处理技术研究进展[Ｊ].土壤ꎬ２００９ꎬ４１(１):８－１５.[３]㊀ＪＩＮＱｉａｎｇꎬＨＥＨｏｎｇｚｈｕꎬＹＡＮＧＧａｎｇｅｔｃ.ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＢａｏｓｔｅｅｌｓｌａｇａｓｃｏｎｃｒｅｔｅｍａｔｅｒｉａｌ[Ｊ].ＢａｏｓｔｅｅｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２００９:９－１３[４]㊀ＮａｔａｌｉｙａＶ.ＭａｌｙｓｈｋｉｎａꎬＦｒｅｄＬ.Ｍａｎｎｅｒｉｎｇ.Ｍａｒｋｏｖｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｕｌｔｉｎｏｍｉａｌｌｏｇｉｔｍｏｄｅｌ:Ａｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏａｃｃｉｄｅｎｔ－ｉｎｊｕｒｙｓｅｖｅｒｉｔｉｅｓ[Ｊ].ＡｃｃｉｄｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎꎬ２００９(４):５４－５９.９１。
作者简介:吴 明(1964-),男(汉族),安徽黄山人,马鞍山钢铁集团公司第一钢轧总厂,高级工程师。
SiO 22Al 2O 32Fe 2O 3渣在铁水脱硫处理中的应用吴 明(马鞍山钢铁集团公司第一钢轧总厂,安徽马鞍山243000)摘 要:为了改善铁水脱硫扒渣操作的效果,进行了在铁水喷镁脱硫结束时,将SiO 22Al 2O 32Fe 2O 3系合成渣作为凝渣剂加入铁水脱硫罐内的半工业试验。
结果表明,这种凝渣剂具有成渣速度快、铺展性好、吸附脱硫产物能力强的特性,有利于干净扒渣、缩短扒渣时间、降低铁损、减少温降和转炉回硫。
关键词:铁水脱硫;扒渣;凝渣剂中图分类号:TF 702.2 文献标识码:B 文章编号:100221043(2007)0320018203Application of SiO 22Al 2O 32Fe 2O 3slag in the process of hot metal desulphurizationWU Ming(No.1Steelworks of Ma ’anshan Iron &Steel co.,Lt d ,Ma ’anshan 243000,China )Abstract :In order to improve t he effect of slagging out operation in t he hot metal desul 2p hurzation ,semi 2indust rial experiment s have been conducted in which t he composite slag SiO 22Al 2O 32Fe 2O 3series was fed into t he hot metal desulp hurizing ladle as t he slag condenser upon t he completion of t he hot metal desulp hurization by injectio n of Mg powder.Result s indicates t hat t his type of slag condenser is feat ured of fast slag 2form 2ing ,excellent slag distribution and very strong capability of absorbing t he desulp huri 2zing p roduct s and is of great benefit to clearly slagging out and reduction of slagging out time ,iron loss ,temperat ure drop and resulp hurization in t he converter.K ey w ords :hot metal desulp hurization ;slagging out ;slag condenser 马鞍山钢铁集团公司(以下简称马钢)第一钢轧总厂于2004年6月建成1座单喷颗粒镁脱硫技术的铁水预处理站,经生产实践证明其脱硫效果很好,马钢高炉铁水硫质量分数一般波动在0.020%～0.080%之间,经鱼雷罐倒入130t 容量铁水罐吊至铁水预处理站,每吨铁水喷入0.25～0.85kg 颗粒镁进行脱硫后,能将铁水中硫质量分数降至0.005%乃至0.002%以下,转炉出钢w (S )=(15～90)×10-6,满足了CSP 钢水对硫含量控制的要求,但在2005年转炉组织试验开发硅钢、汽车板用钢等清洁钢时,要求转炉出钢硫质量分数控制在0.008%以下,则73.6%以上的炉次达不到此目标要求,迫使转炉冶炼时,采用多加石灰的大渣量高温操作法,多次倒炉来脱硫,导致消耗增加,炉衬侵蚀严重,吹损加大,钢水过氧化严重,质量难以保证,也直接影响了转炉生产节奏,后虽采取了提高散状料质量,使用低硫石灰,不加生铁,前一炉不溅渣,铁水脱硫要求w (S )<0.002%等措施,但效果仍不理想,钢水出钢达不到w (S )<0.008%的要求.通过分析认为,关键问题出在脱硫扒渣工序中,原因是单喷颗粒镁脱硫后,渣量少而且稀薄,扒渣不干净,也很难扒除干净,造成MgS 高富集的渣子兑入转炉,使硫又回到钢中,其后对脱硫扒渣提出了更加严格的要求,结果虽有好转,但不稳定同时又带来如下一些问题:(1)铁损迅速增加,扒渣量高达5～6t ;(2)扒渣时间延长5～15min ,影响到转炉生产;(3)铁水温度损失增加4～12℃;(4)扒渣器消耗上升。
为此,2005年4月开始试验将SiO 22Al 2O 32Fe 2O 3合成渣系作为・81・ 2007年 6月 第23卷第3期炼 钢Steelmaking J un.2007Vol.23 No.3凝渣剂使用,试验结果表明,效果很好,工艺上简单可行并有显著的经济效益1 试验条件1.1 SiO22Al2O32Fe2O3渣系的理化指标SiO22Al2O32Fe2O3渣的理化指标见表1。
其中8%～10%的SiO2小于10μm,粉渣要求充分混均,按5kg/包用防潮袋进行包装。
表1 SiO22Al2O32Fe2O3渣系的理化指标w B/%SiO2Al2O3Fe2O3S 粒度/ mm60～8010～15≤5.0≤0.010≤1.01.2 铁水镁脱硫原理和工艺要求1.2.1 铁水镁脱硫原理铁水镁脱硫分两步进行:第一步金属镁溶于铁水中,Mg(固)→Mg(液)→Mg(气)→[Mg];第二步高温下镁和[S]有很强的亲和力,铁水中的Mg和气态Mg都能与铁水中的S迅速反应生成固态硫化镁(MgS),反应生成的硫化镁在铁水温度下呈固态进入渣中。
1.2.2 镁脱硫工艺要求(1)铁水渣量大时,应先扒除高炉渣,再进行喷吹;(2)可在喷吹过程中,加一部分(30kg左右)凝渣剂;(3)喷吹结束后,根据需要可分2～3批加入凝渣剂,要求散开,每批20～40kg,总量控制在每吨铁水加入1kg左右。
2 钢中硫的来源分析按铁水脱硫扒渣后仍残留渣量800kg,并对铁水、废钢、散状料所带入的硫量进行计算,表明脱硫后铁水渣中硫量占转炉中总硫量30%以上,扒渣越不彻底,渣中含硫量越高,说明铁水脱硫扒渣后的残留渣是钢中硫的主要来源,见表2。
表2 钢水中硫的来源 项目质量/kg w(S)/%硫质量/kg所占比例/%铁水脱硫渣8000.9007.2031.51废钢300000.0206.0026.26铁水1050000.0055.2522.97石灰64200.0251.617.02白云石29850.0250.753.26镁球20270.0400.813.55溅渣料及炉衬侵蚀20000.0621.245.43总计14943222.86100 铁水喷镁脱硫后渣中含大量MgS,若不彻底扒除干净,带入转炉,在吹氧冶炼时,发生如下反应:(MgS)+[O]=(MgO)+[S],硫又重新回到钢中。
另外,由于在单喷颗粒镁脱硫中,渣量少而稀,富集的高硫氧化镁渣子,不容易扒除干净,使很少量渣子带入转炉,也会对出钢硫有很大影响,所以,在喷吹过程和扒渣时加入SiO22Al2O32 Fe2O3渣系,更显必要,在喷吹过程中加入,主要是从动力学角度考虑,增加[Mg]或(Mg)与[S]之间的接触反应机率,更有效地吸附脱硫产物。
脱硫后渣的成分见表3。
表3 脱硫后渣各组分的质量分数% SiO2CaO MgO P2O5Al2O3MnO T.Fe S 24.308.731.460.449.341.7036.181.1 3 试验结果试验时要求转炉装入铁水105t,废钢30t (不加生铁),正常溅渣操作,铁水脱硫目标要全部达到w(S)≤0.005%。
试验结果见表4,转炉终点硫质量分数的分布情况见表5。
表4 加入凝渣剂对脱硫工艺参数的影响方式炉数目标w(S)/%转炉终点w(S)/%回硫率/%铁损/t渣中w(Fe)/%温降/℃扒渣时间/min不加凝渣剂178≤0.0050.006～0.0150.01116.7～66.754.52.9～4.83.831～584312～29198.40～20.5016.39加凝渣剂144≤0.0050.003～0.0100.0070～50.028.52.4～4.13.223～473311～24156.52～16.4412.27注:表内横线上的数据为范围值,横线下的数据为平均值。
・91・第3期吴 明:SiO22Al2O32Fe2O3渣在铁水脱硫处理中的应用 表5 转炉终点硫质量分数分布频率w(S)/ 10-6炉数占比例/%不加凝渣剂加凝渣剂不加凝渣剂加凝渣剂30～609485.133.3 60～80388621.859.7 80～100571032.07.0 100～12049027.50 120～15025014.104 凝渣剂使用效果及分析4.1 成渣速度快吸附能力强在现场观察到,在脱硫后铁水表面加入SiO22 Al2O32Fe2O3渣,能很快熔化铺开,并且渣子很快有变稠和结块现象,扒渣器很容易将渣子与铁水分开,扒到渣罐里,在同等条件下,使用了凝渣剂的炉次,转炉终点w(S)下降0.004%,回硫率减少了26%,冶炼低硫钢(w(S)≤0.008%)出钢合格率从26.4%提高到93%以上。
SiO22Al2O32Fe2O3渣系是属于铁矾土系列,主要以Al2O3・SiO2形式结合的矿物存在,在950℃左右受热分解成γ2Al2O3和SiO2以及其它物质,γ2Al2O3是一种表面疏松,多细孔结构的比表面大的活性氧化铝。
SiO2具有一定的化渣作用,Fe2O3也具有很强化渣造渣能力。
SiO22 Al2O32Fe2O3渣系的特点是:(1)熔点低,即w(SiO2)=70%、w(Al2O3)=15%、w(Fe2O3)= 5%,熔点在1250℃左右;(2)吸附能力大;(3)硫容范围宽[1]。
特别是渣系中SiO2微粉(要求颗粒尺寸在10μm以下者约占8%),按表面现象理论,这种硅微粉随着粒径变小,表面积增加幅度很大,活性度高,存在表面能,SiO2微粉的表面物理和化学吸附能力增大,使得SiO2微粉相互作用形成凝聚[2],同时渣子中Fe2O3对炉渣中CaO的熔点降低幅度很大,最低可降至1155～1205℃,具有成渣速度快,铺展性能好的特点[2]。
脱硫后含固态MgS的铁水渣很快被这种凝渣剂所凝聚,容易彻底扒除渣。
4.2 降低铁损扒渣效果好据国内外资料介绍,铁水预处理各工序操作,除扒渣外都能实现自动化控制,唯独扒渣工序完全依赖人工操作,说明扒渣操作非常重要,扒渣操作不好,将影响脱硫最终效果,还增加铁损和温降。
