铁水预处理公式

铁水预处理的目的以及预处理工艺法

铁水预处理的目的

铁水预处理是指铁水在进入转炉炼钢之前，为了去除某些有害成分或回收有益成分的处理过程。针对炼钢而言，主要是使铁水中的硅、硫、磷含量降低到所要求的范围，以简化炼钢过程，提高钢材的质量。

在铁和钢的生产过程中，硫之所以成为主要脱除或控制的元素之一，是因为它对钢的性能有着多方面的影响。

(1)热脆：硫在铁液中以FeS形式存在，1600℃硫在铁液巾能无限溶解，但其溶解度随温度的降低而减小，在固态铁中的溶解度很小。在钢液凝固过程中，低熔点(1193℃)的FeS将浓聚于液相中，并将与Fe形成低熔点共晶(988℃)，最后凝固时形成网状组够分布于铁晶粒周界上。当钢在热加工的加热过程中，温度超过1100℃左右时，富集于晶界的低熔点硫化物将使晶界成脆性或熔融状态，在轧制或锻造时，即出现裂纹，这种现象称为“热脆”。

(2)疲劳断裂：钢材的疲劳断裂是由于使用过程中钢材内部显微裂纹不断扩展的结果。当硫含量偏高时产生晶界裂纹，这就是由于硫高而导致疲劳断裂的原因。

(3)力学性能：硫化物夹杂对钢材力学性能的影响，主要是由于硫化物夹杂在钢材加工中易变成长条状和片状，因此使钢材横向抗拉强度及塑性大大下降，同时冲击韧性也下降。

(4)抗蚀、焊接和切削性能：钢中硫化物夹杂还会引起坑蚀现象。在钢的焊接过程中，钢中的硫化锰夹杂能引起热撕裂。硫对钢还有一种很好的影响，即它能改善钢的切削性能。

铁水预处理工艺方法

铁水预处理是对炼钢用铁水进行脱硅、脱磷和脱硫处理(简称为“三脱”)，主要在出铁沟、鱼雷式混铁车、铁水包和混铁炉中进行。

铁水预处理工艺方法有：铁水沟连续处理法(铺撒法)、铁水罐喷吹法、机械搅拌法、专用炉法、摇包法、转鼓法、钟罩法以及喷雾法等。

铁水沟连续处理法：此法是一种最简易的铁水预处理方法，可分为上置法和喷吹法两种。前者只需将预处理剂铺撒在铁水沟适当的位置，预处理剂即随铁水流下，靠铁流的搅动和冲击使预处理剂和铁水发生反应而脱出有关杂质元素;而后者则需在铁水沟上设置喷吹搅拌枪或喷粉枪，使预处理剂经喷吹搅拌强化与铁水的接触。

1.供氧强度

答案：供氧强度是单位时间内每吨金属料由喷枪供给的氧气量（单位m3/t·min）。

2.活性石灰

答案：通常把在1150~1250℃温度下，在回转窑或新型竖炉内培烧的石灰，具有反应能力强，体积密度小，气孔率高比表面积大的特点。

3.溅渣层的分熔现象

答案：溅渣层的矿物组成不均匀，当温度升高时，溅渣层中低熔点物质首先熔化，与高熔点相相分离，并慢慢地从溅渣层流淌下来，而残留在炉衬表面的溅渣层为高熔点矿物，这样反而提高了溅渣层的耐高温性能。也称选择熔化或异相分流。

4.热脆

答案：钢中硫主要以硫化亚铁的形式存在，Fe与FeS形成共晶体即Fe-FeS，这种共晶体的熔点只有985℃，Fe-FeS呈网状分布于晶界处，钢的热加工温度在1150~1200℃在此晶界处共晶体已溶化，当钢受压后造成晶界的破裂的现象。

5.铁水预处理

答案：铁水预处理就是在铁水进入转炉前，为去除某些有害成分（如硫 磷 硅等）或回收某些有益成分（如钒 铌等）而对铁水的处理过程。

6.复合脱氧

答案：同时使用两种或两种以上脱氧元素脱氧，其浓度比恰能生成低熔点液态复杂化合物，从而使所用脱氧元素的脱氧能力大大增强的方法。

7.非金属夹杂物

答案：在冶炼、浇注过程中产生或混入钢中经加工或热处理后不能消除而分散于钢材中的非金属相，一般称之为非金属夹杂物，简称夹杂物。

答案：

8.炉渣的氧化能力

答案：炉渣的氧化能力是指炉渣向金属熔池传氧的能力，它表示在单位时间内自炉渣向金属供氧的数量。

9.冷却剂的冷却效应

答案：是指为加热1kg冷却剂到一定的熔池温度所消耗的物理热和冷却剂发生化学反应应消耗的化学热之和。

10.终点

答案：转炉兑入铁水后，通过供氧，造渣操作，经过一系列的物理化学反应，钢水达到了所炼钢种成分和温度要求的时刻。

11.什么是溅渣护炉？

答案：在转炉出钢之后，调整余留终点渣成分，利用MgO含量达到饱和或过饱和的终点渣，通过高压氮气的吹溅，在炉衬表面形成一层与炉衬很好烧结附着的高熔点溅渣层，这个溅渣层耐蚀性较好，并可减轻炼钢过程对炉衬的机械冲刷，从而保护了炉衬砖，减缓其损坏程度，使得炉衬寿命得以提高。

铁水预脱硅

铁水预脱硅 (desiliconization of hot metal)

铁水进入炼钢炉前的降硅处理。它是发展较早的一种铁水预处理工艺，是分步精炼工艺的发展。能改善炼钢炉的技术经济指标，降低炼钢费用，也可作为预处理脱磷、脱硫的前处理，可降低脱磷处理剂消耗，进一步生产纯净优质钢。

简史 铁水预处理脱硅开始较早，1897年曾有人用平炉进行了脱硅脱磷的预备精炼工业试验，20世纪初进行了混铁炉脱硅，到40年代试验了高炉出铁时的脱硅，中国于50年代曾在鞍山钢铁公司实施过预备精炼炉脱硅和高炉铁水沟脱硅，这些都对改善平炉炼钢的冶炼技术经济指标和提高生产率起了良好的作用。到了90年代，基于对优质钢材的需求，以及钢铁生产工艺本身节省资源和能量、减少渣量等公害的需要，日本发展了以脱硅、脱磷为目的的铁水预处理。此后发展成两类预脱硅工艺，一类是作为铁水同时脱磷、脱硫的前工序，以提高其效率，这种铁水进入转炉只需完成脱碳和提高温度，炉渣减少到微量保护渣层的程度，主要生产高纯钢种；另一类是作为降低转炉渣量的措施。1985年前后日本各大厂曾广泛采用，主要在高炉炉前进行。后来，由于高炉冶炼低硅铁技术的发展，这类预脱硅方法已较少使用。

原理 硅是易氧化元素。脱硅反应可表示如下：

按硅在渣相和金属相问的分配比可表示为式(2)：

式中Lsi为硅在渣铁间分配率；Csi为硅容量(Ksi／γ(sio2 ) )；a [O] 为氧在铁水中活度；f [si]

为硅在铁水中活度系数；γ(sio2 )为氧化硅在渣相中的活度系数；K’ Si为反应式(1)的平衡常数。在碳饱和铁水中硅的活度系数根据各元素相互作用系数按下式计算：

按一般炼钢生铁计算，f Si约在7～8之间。硅容量Csi ， 表示了渣相的溶硅能力。它与渣中二氧化硅的活度系数，γ(sio2 )成反比。硅容量和渣成分有密切关系。图1给出了

FeO--SiO2--CaO--CaF2渣系的硅容量。从以上热力学性质可以看出：(1)在一定温度和生铁成分条件下，脱硅能力决定于渣相的硅容量和供氧强度。(2)脱硅过程中随着生铁成分的变化(硅锰等含量下降)f Si下降。

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。 我国在早期引进国外先进技术的基础上改进的自主知识产权开发技术也在发挥着作用。如国内开发的纯镁喷吹技术也得到广泛应用(如马钢等)。有很多生产线是对落后处理工艺的改造和替代。如武钢一炼钢2001年以纯镁喷吹替代原有镁、石灰混合喷吹工艺；太钢改造原三脱设施。还有在原生产线基础上的增建。如宝钢，鞍钢2003年再次引进EMSⅡ镁基复合喷吹技术；本钢2004年引进DanieliCorus镁基复合喷吹技术；武钢二炼钢增建1套ＫＲ法脱硫装置。