铁水预处理
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铁水预处理工艺铁水预处理工艺是指在将铸铁液倒入铸型之前,通过一系列的处理工艺将铁水中的杂质和气体去除,从而保证铸铁件质量的稳定性和一致性。
铁水预处理工艺在铸造工艺中扮演着至关重要的角色,在提高铸件的质量、降低生产成本、改善生产环境等方面都有着积极的作用。
铁水预处理工艺一般包括以下几个环节:一、加热铁水在预处理之前,需要将铁水加热至一定温度,使得其中的金属元素完全熔解,方便去除杂质和气体。
一般来说,加热温度为1450℃左右。
二、除杂铁水中常存在铁沙、金属渣、氧化物等杂质,这些杂质对铸铁件的质量和性能有着很大的影响。
除杂工艺一般采用沉淀法、过滤法和离心法等方法去除杂质。
其中,沉淀法是较为常见的方法,通过加入草酸、硫酸等化学药剂使得杂质形成沉淀,然后将沉淀剔除掉即可。
三、脱硫铁水中含有一定量的硫,会影响铁水的流动性、凝固分析等性能。
脱硫工艺主要采用氧气吹炼法,将氧气引入铁水中,使得硫气氧化成SO2并排出,从而达到脱硫的目的。
四、脱碳铸铁中碳含量的多少与铁水中碳含量有着密切的关系,因此脱碳工艺对于决定铸铁件的硬度和韧性有着重要的作用。
脱碳工艺一般采用灌碳剂或者双氧水等方法,将其中的碳元素去除掉。
五、脱气铁水中通常还含有大量的气体,如氢、氧、氮等,这些气体都会在铸造过程中释放出来,导致铸件内部产生气孔、夹杂等缺陷。
因此,脱气工艺也是铁水预处理中不可或缺的一个环节。
脱气一般采用真空除气、加压除气等方法,将其中的气体去除掉。
铁水预处理工艺在现代铸造工业中已经得到广泛应用,能够显著提高铸铁件的质量和性能,减少铸件的废品率和生产成本,对于推动铸造行业的发展和升级有着重要的意义。
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。
铁水预处理公式铁水预处理是指在铁水进入转炉或电炉之前,对铁水进行一系列的处理工艺,以提高铁水的质量和适应后续冶炼工艺的要求。
铁水预处理公式是在铁水预处理过程中所使用的化学反应式或物理公式,用于计算和控制铁水中各种元素的含量和性质。
铁水预处理的目的是去除或减少铁水中的杂质,调整铁水中的成分,提高铁水的温度和液态性能,以及改善铁水的流动性。
常用的铁水预处理方法有脱硫、除磷、脱氧、减氧、去除夹杂物等。
脱硫是指将铁水中的硫元素去除的过程。
硫对铁的冶炼性能有不利影响,会导致铁的脆性增加。
常用的脱硫方法有氧化法、碱法和石灰法。
其中,氧化法是指通过在铁水中加入氧化剂,使硫元素氧化为气态的二氧化硫,从而达到脱硫的目的。
除磷是指将铁水中的磷元素去除的过程。
磷对铁的冶炼性能也有不利影响,会导致铁的冷脆性增加。
常用的除磷方法有氧化法、碱法和酸法。
其中,氧化法是指通过在铁水中加入氧化剂,使磷元素氧化为气态的五氧化二磷,从而达到除磷的目的。
脱氧是指将铁水中的氧元素去除的过程。
氧对铁的冶炼性能同样有不利影响,会影响铁的延展性和可塑性。
常用的脱氧方法有硅脱氧、铝脱氧和钛脱氧等。
其中,硅脱氧是指在铁水中加入硅,使氧元素与硅反应生成二氧化硅,从而达到脱氧的目的。
减氧是指将铁水中的氧化铁还原为金属铁的过程。
减氧的目的是减少铁水中的氧含量,提高铁水的纯度。
常用的减氧方法有碳减氧、铝减氧和硅减氧等。
其中,碳减氧是指在铁水中加入适量的碳,使氧化铁与碳反应生成金属铁和一氧化碳,从而达到减氧的目的。
去除夹杂物是指将铁水中的夹杂物去除的过程。
夹杂物对铁的冶炼性能有很大影响,会导致铁的脆性增加。
常用的去除夹杂物的方法有过滤、离心和气泡法等。
其中,过滤是指通过过滤器将铁水中的夹杂物截留下来,从而达到去除夹杂物的目的。
铁水预处理公式是铁水预处理过程中的重要工具,通过使用各种化学反应式和物理公式,可以计算和控制铁水中各种元素的含量和性质,以达到提高铁水质量的目的。
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。
铁水预处理工艺技术操作规程一、工艺概述铁水预处理是指对生铁进行预处理,将其中的杂质、有害元素等物质去除,以提高铁水的纯净度和适用性,为后续工艺环节提供良好的原料。
铁水预处理工艺技术操作规程主要包括铁水预处理的基本原理、操作流程、操作注意事项等内容。
二、基本原理铁水预处理的基本原理是通过物理、化学等方法对铁水进行处理,去除其中的杂质、有害元素等物质。
常用的预处理方法包括脱硫、脱磷、脱硅等。
1. 脱硫脱硫是指对铁水中的硫元素进行去除。
常用的脱硫方法包括湿法脱硫和干法脱硫两种。
湿法脱硫主要通过在铁水中添加氧化剂,使铁水中的硫化物氧化为硫酸盐,然后与添加的还原剂反应生成硫化氢气体,进而从铁水中挥发出来。
干法脱硫则是在铁水中加入适量的脱硫剂,使其与铁水中的硫发生反应生成易挥发的硫化物,然后通过气体传递将其挥发出来。
2. 脱磷脱磷是指对铁水中的磷元素进行去除。
常用的脱磷方法包括喷吹法、氧化砌块法等。
喷吹法是通过在铁水表面吹入氧气,使铁水中的磷氧化为易挥发的磷酸盐,然后通过熔渣的沉浮作用将其去除。
氧化砌块法是通过在铁水中加入氧化砌块,使铁水中的磷与氧化砌块发生反应生成磷酸盐,然后通过熔渣的沉浮作用将其去除。
3. 脱硅脱硅是指对铁水中的硅元素进行去除。
常用的脱硅方法包括湿法脱硅和干法脱硅两种。
湿法脱硅主要是通过在铁水中加入足够量的碱性矿物,使硅与碱性矿物发生反应生成易挥发的硅酸盐,然后通过熔渣的沉浮作用将其去除。
干法脱硅则是在铁水中加入适量的脱硅剂,使其与铁水中的硅发生反应生成易挥发的硅化物,然后通过气体传递将其挥发出来。
三、操作流程铁水预处理的操作流程按照脱硫、脱磷、脱硅的顺序进行,具体步骤如下:1. 脱硫操作流程(1) 检查脱硫设备及周围环境的安全情况。
(2) 开始对铁水进行脱硫前,要先对铁水进行预热,使其温度达到预定的要求。
(3) 进行湿法脱硫时,在预热后的铁水中加入适当的氧化剂,并根据预定的脱硫时间进行搅拌。
铁水的预处理工艺及设备
xxx班姓名孙雅庆学号 xxx
摘要:
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。
采用铁水预处理的目的在于提高铁水质量和分散转炉的冶炼功能,减轻或取消转炉的脱磷、脱硫负担,从而使转炉的冶炼功能着重于脱碳和升温,提高钢的质量,具有单一化、专门化的特点。
另外,由于减去了转炉的脱磷、脱硫操作,实现了少渣精炼。
缩短冶炼时间,增加了钢产量。
关键词:铁水三脱预处理工艺特点设备
正文:
铁水的预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进行的各种处理。
铁水预处理的主要包括是:(1)脱硫;(2)脱磷;(3)脱硅(俗称三脱)
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。
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。
1.铁水预处理的原理
1.1铁水脱硅
脱硅是氧化反应,且在低温下容易进行。
它是用烧结矿粉中的固态氧或者是气体氧与铁水中硅的氧化反应,即
Si+2FeO=SiO
2
+2Fe
Si+O
2=SiO
2
二氧化硅是稳定的酸性渣。
由于硅比磷容易氧化,脱磷前必须先脱硅。
高炉脱硅后的铁水中含硅量越高,脱磷处理操作也就越困难。
所以,对于铁水脱磷而言,脱硅处理是相当重要的。
一般来讲,脱磷铁水的硅含量应小于0.2%。
1.2铁水脱磷
脱磷也是氧化反应,且在低温下容易进行,即
2P+5FeO=P
2O
5
+5Fe
2P+5/2O
2=P
2
O
5
磷氧化后生成的五氧化二磷不稳定(容易回磷),必须与钙、钠之类的元素结合生成磷酸盐类产物,才能稳定地存在于渣中,所以,脱磷要求渣有一定的碱度,即
P 2O
5
+4CaO=(CaO)
4
P
2
O
5
一般来讲,脱磷的渣碱度应在2.0以上。
渣的碱度在2.0~3.0之间时,随着渣碱度的增加,磷在渣中的分配系数急剧上升;渣的碱度大于3.0后,磷在渣中的分配系数提高缓慢,渣的碱度过高,也会影响渣的流动性。
1.3铁水脱硫
脱硫是还原反应,它不仅要求在高温下进行,而且要求渣具有较高的碱度。
目前,铁水脱硫使用的粉剂主要有石灰(CaO)、苏打灰(Na
2CO
3
)、电石(CaC
2
)、镁粉等,它们的还原能力由弱
到强。
铁水单脱硫时,一般用CaO或CaC
2,再加上少量的萤石(CaF
2
),其主要目的是控制渣的流动性。
2CaO+2S=2CaS+O
2
CaC
2
+S=CaS+2C
当铁水同时脱磷、脱硫时,由于向铁水中喷入大量粉剂,使铁水温度下降。
在这种情况下,可以通过向铁水中喷吹气体氧的方式来提高铁水温度,同时气体氧还可以帮助脱磷。
但气体氧与铁水中的碳也会发生反应,容易引起喷溅这是应该注意的。
2.铁水三脱工艺特点
铁水三脱处理工艺由铁水专用包喷粉处理站
和高炉出铁场脱硅两个主要工序组成。
高炉出铁
后,先在出铁槽进行炉前脱硅,然后送往喷吹处
理站进行喷吹脱硫或脱磷处理。
实践表明,脱磷
时必须先对铁水进行二次脱硅后再脱磷,工艺流
程见图1。
图
1 铁水三脱工艺流程
3.铁水三脱处理站主要设备性能参数
铁水三脱喷粉处理站主要用贮粉、喷吹、除
渣和除尘4部分组成。
其中贮粉、喷吹系统由国外提供部分关键设备,其余设备由国内配套完成。
3.1 贮粉系统
铁水三脱处理所用粉剂由石灰、石灰石、萤石和轧钢铁皮经制粉车间配制而成,再由粉剂运输车运输分别送入脱硫剂粉仓(14m3)、脱硅剂粉仓(8m3)及脱磷剂粉仓(18m3)。
3.2 喷吹系统
作为预处理的主体关键设备,喷粉罐设计为下出粉型差压控制方式,整个喷吹过程采用逻辑柜程序控制,喷粉量由电子秤连续计量,根据铁水初始条件由程序预先设定。
喷粉罐容积4m3,最高工作压力0.7MPa。
3.3 专用处理罐及罐车
专用铁水罐公称容量为70t,脱硫处理时铁水有效装入量为55t/罐,脱硅、脱磷时为50t/罐,罐车为拖线式电动车,专用罐扒渣时由罐车上的机械齿轮倾斜。
3.4 扒渣测温系统
扒渣采用机械扒渣方式,设备为固定台式悬臂液压扒渣机,扒渣力10 000kN,扒杆上下倾角±15°,测温工具为单铂铑消耗性微型电偶,喷粉处理前后铁样均由直读光谱仪快速成分分析。
3.5 除尘系统
预处理过程中产出的烟气,经干式布袋除尘器净化后排空
结论:
(1)通过铁水三脱(Si、P、S)技术工艺操作,完善了对普钢铁水深度预处理的生产工艺。
提高了入炉铁水质量,对实现少渣冶炼、扩大转炉钢种、提高钢质量、增产降耗效果显著。
它已成为改善和提高炼铁、炼钢技术经济指标的一项重要手段。
(2)通过引进国外部分关键设备建成的国内铁水三脱预处理装置,工艺技术和设备运行可靠,为我国进一步扩建铁水预处理能力提供了技术条件。
与此同时,也发现了一些问题,如铁水处理专用罐容积较小、铁水罐车运输过程中降温较大等,这些都需要在实践中开展深入研究。
(如改用混铁车进行喷吹处理)。
总之,通过对铁水实施全量预处理后,使其更能适应太钢发展特殊钢生产的要求。
参考文献:
书籍:1. 曲英,炼钢学原理,北京,冶金工业出版社,1980
2. 张信昭,喷粉冶金基本原理,北京,冶金工业出版社,1988。