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铁水预处理41、什么是铁水预处理？（铁水预处理包含的主要内容是什么？）铁水预处理指铁水进入炼钢炉之前所进行的某种处理，普通铁水预处理有单一脱硫、脱硅、脱磷和同时脱硅、脱磷、脱硫等。
42、铁水预脱硫有哪些方法？机械搅拌法（KR法）、喷吹法43、铁水预处理常用的脱硫剂有哪几种？电石粉（CaC2）、石灰石粉（CaO）、金属镁（Mg）、镁基复合脱硫剂（Mg/CaO、Mg/ CaC2）、苏打粉（Na₂CO₃）44、KR铁水脱硫的工艺特点是什么？（KR铁水脱硫的原理和工艺流程是什么？）将搅拌器浸入铁水罐内旋转搅动铁水，使铁水产生漩涡，同时加入脱硫剂使其卷入铁水内部进行充分反应，从而达到铁水脱硫的目的。
45、铁水采用的喷吹脱硫有哪些优缺点？优点：操作灵活，喷吹时间短，铁水温降小、成本低。
缺点：动力学条件差、脱硫率低。
扒渣不易干净46、KR法搅拌器的材质是什么？搅拌头磨损的原因？搅拌器芯为金属材料铸造而成,工作衬为耐火浇注料整体浇注成型。
搅拌器则需承受高温铁水、熔渣的冲刷、侵蚀与间歇式工作的急冷急热等恶劣的物理与化学作用,强化了搅拌器使用过程中的破损过程。
47、KR铁水脱硫工艺为什么要前扒渣和后扒渣？后扒渣：经过脱硫处理后的铁水，须将浮于铁水表面上的脱硫渣除去，以免炼钢时造成回硫。
前扒渣：渣子过多，后扒渣难以扒净48、铁水预脱硅的目的是什么?处理方法有哪些？（1）减少转炉石灰用量，减少渣量和铁损。
（2）减少脱磷剂用量，提高脱磷脱硫效果。
（1）出铁沟脱硅：喷射脱硅法（2）出铁厂脱硅：自然投入法、顶吹法；（3）铁水罐或混铁车脱硅49、铁水预脱磷的目的是什么？铁水预脱磷的工艺方法有哪些？为了使铁水中的磷有效的去除，降低转炉炼钢生产成本，实现少渣炼钢。
喷吹法、顶加溶剂机械搅拌法（KR）、顶加溶剂吹氮搅拌法50、目前沙钢铁水预处理的基本情况如何？我们所在的宏发炼钢厂有两个车间，而我们组实习的车间有3套180吨铁水包KR脱硫站，另一个车间则有3套180吨铁水包顶喷颗粒镁脱硫站。
冶金学作业（冶金07-3 尤大利）1.炼钢工艺技术发展一、早期冶炼工艺炼铁技术的发展经历了漫长的过程。
人类最早使用的是熟鉄，人们在土坑里将木炭引燃并鼓入空气，在不高的温度下还原铁矿，得到海绵状的熟铁，经锻打可以制造工具。
在世界历史上，中国、印度、埃及是最早用鉄的国家，也是最早掌握冶炼技术的国家，比欧洲要早1900多年。
根据出土历史文物和考古专家的研究，中国殷代时期就有了铁器。
远在2500年以前，中国已采用较大规模的冶铁鼓风炉，发明和掌握了冶铸技术，逐步由青铜时代过渡到铁器时代。
公元前200多年的战国时代，中国已经掌握了生铁脱碳技术，发明了“自然钢”的冶炼法，造出了非常坚韧而锋利的宝剑。
东汉初期，南阳地区已经制造出水力鼓风机，扩大了冶炼生产规模，产量和质量都得到了提高，使炼铁生产向前迈进了一大步。
北宋时期冶鉄技术进一步发展，由皮囊鼓风机改为木风箱鼓风，并广泛以石炭（煤）为炼铁燃料，当时的冶铁规模是空前的。
在大通（山西交城西北）、徐州的利国、兖州的莱芜（山东莱芜南）、扬州的利安（河南安阳附近）设四监，全国设十二冶、十务、三十五场，经营冶铁业。
当时规模最大的冶铁中心——利国监，设有三十六个冶场，工匠约四千人。
元朝初年，意大利人马可波罗到了中国，看到了中国用“黑石”（煤炭）做燃料来冶铁，诧为奇事。
二、底吹空气转炉的发明最早可以熔炼钢水的方法是1740年出现的坩埚法，它是将生铁和废铁装入石墨和黏土制成坩埚，内用火焰加热熔化炉料，之后将熔化的炉料铸成钢锭，但此种方法不能去除钢中的有害杂质。
第一次解决用铁水直接冶炼钢水这一难题的是1856年英国人H.Bessemer发明的底吹酸性空气转炉炼钢法。
将空气吹入铁水，使铁水中锰、硅、碳高速氧化，依靠这些元素放出的热量将液体金属加热到能顺利地进行浇注所需要的温度，从此开创了大规模炼钢的新时代。
由于采用酸性炉衬和酸性渣操作，吹炼过程中不能去除硫、磷，同时为了保证有足够的热量来源要求铁水有较高的含硅量。
第四章铁水预处理工艺本章要点：工艺概况（全貌、历史、现状）基本原理应用（炼钢基本理论）主要工艺过程（关键工艺技术）新技术、发展趋势和存在问题（兴趣点）1、铁水预处理概述铁水预处理是指高炉铁水在进入炼钢炉之前预先脱除某些杂质的预备处理过程。
分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理两大类。
普通铁水预处理包括：铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱P。
特殊铁水预处理一般是针对铁水中含有的特殊元素进行提纯精炼或资源综合利用，如铁水提钒、提铌、脱铬等预处理工艺。
铁水预处理容器的选择根据铁水预处理容器的选择，脱硫工艺可分为：•混铁车喷吹法•铁水罐法•铁水包法发展趋势：采用铁水包作为铁水脱硫预处理的容器铁水脱硫喷吹工艺铁水脱硫喷吹工艺铁水预处理的化学冶金学意义化学冶金学意义：创造最佳的冶金反应环境!钢铁冶金工艺优化：高炉⎯→分离脉石、还原铁矿石铁水预处理⎯→脱硅、脱磷、脱硫转炉⎯→脱碳、升温钢水炉外精炼⎯→去夹杂、合金化铁水预处理(脱硫)的优越性(1) 满足用户对超低硫、磷钢的需求，发展高附加值钢种：如：船板钢、油井管钢：[S]、[P]<0.005 %管线钢、Z向钢、IF钢：[S] ≤0.002~0.004 % (2) 减轻高炉脱硫负担，放宽对硫的限制，提高产量，降低焦比；(3)炼钢采用预处理后的低磷、低硫铁水冶炼，可获得巨大的经济效益。
能提高转炉生产率、降低炼钢成本、节约能耗。
转炉脱磷、脱硫任务减轻，渣量大大降低，造渣料急剧减少，渣中TFe降低，铁损减少，锰回收率急剧增加，锰铁消耗降低，转炉吹炼时间缩短，炉龄延长。
(4) 炉外铁水预处理脱磷、脱硫可保持同炉内一样良好的热力学条件，还可通过采用搅拌措施，大大改善动力学条件，以较少的费用获得很高的脱磷、脱硫效率。
(5) 高炉某些特殊炉况下要造酸性渣如排碱，铁水含硫偏高，炉外要进行补充脱硫。
(6) 铁水深度预处理是目前冶炼纯净钢最经济的、最可靠的技术保障，已成为生产优质低磷、低硫钢必不可少的经济工序。
转炉炼钢脱磷工艺的探讨【摘要】本文从脱磷的热力学分析入手，对冶炼过程中温度、炉渣碱度、渣中（FeO），等对磷含量的影响进行了探讨。
同时探讨了回磷的原因、影响的因素和防止的措施。
【关键词】转炉炼钢；脱磷工艺；探讨磷在钢中是以【Fe3P】或【Fe2P】形式存在，一般以【P】表示。
磷含量高时，会使钢的朔性和韧性降低，即使钢的脆性增加，这种现象低温时更严重，通常把它称为“冷脆”。
且这种影响常常随着氧，氮含量的增加而加剧。
磷在连铸坯中的偏析仅次于硫，同时它在铁固溶体中扩散速度又很小。
不容易均匀化，因而磷的偏析和难消除。
由于炼铁过程为还原性气氛，脱磷能力较差。
因此脱磷是炼钢过程的重要任务之一。
在20世纪90年代中后期，为解决超低磷钢的生产难题，世界上各大钢厂都曾经进行过转炉铁水脱磷实验研究。
1、铁水预处理方法1.1喷吹苏打粉处理日本住友公司鹿岛厂开发的“住友碱精炼法”是成功用于工业生产的苏打精炼法。
工艺流程：从高炉流出的铁水先经脱硅处理，即将高炉铁水注入混铁车内，用氮气输送和喷吹烧结矿粉，喷入量为每吨铁水40公斤，最大供粉速度为每分钟400公斤，最大吹氧量为每分钟50立方米，脱硅量约为0.4%。
脱硅处理后的铁水硅含量可降到0.1%以下。
然后用真空吸渣器吸出脱硅渣，进行脱磷处理，以氮气为载气向铁水中喷入苏打粉，苏打粉用量为每吨18公斤，最大供粉量为每分钟250公斤，最大吹氧量为每分钟50立方米，处理后铁水中【P】≤0.001%，【S】≤0.003%，再用真空吸渣器吸出脱磷渣，并将其送到苏打回收车间，经水浸后可回收约80%的Na2O，最后将处理过的铁水倒入转炉冶炼。
1.2喷吹石灰系熔剂处理由于石灰系熔剂具有成本低，对环境污染小的优点，因此受到重视，并不断对其深入研究，以使其满足精炼铁水的需要。
工艺流程：向高炉铁沟中加入铁磷进行脱硅处理，加入量为每吨铁水27公斤，处理后铁水含硅量由0.5%降到0.15%，氧的利用率为80%-90%。
高炉铁水冶炼超纯铁素体不锈钢脱磷工艺选择杨孝永【摘要】磷是钢中有害杂质之一,含磷钢在常温或更低的温度下使用时易发生脆裂.超纯铁素体不锈钢要求在恶劣环境下长时间工作,因此要严格控制钢中硫、磷等有害元素及夹杂物的含量.采用高炉铁水冶炼超纯铁素体不锈钢时,需对铁水进行深脱磷处理.铁水罐喷吹脱磷工艺能够满足超纯铁素体不锈钢质量要求,能够适应不同不锈钢品种对铁水量的不同需求,具有金属收得率高、设备简单、投资省等优点.高炉铁水冶炼超纯铁素体不锈钢配以铁水罐喷吹脱磷工艺比转炉脱磷工艺具有明显的优势.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】5页(P1-4,10)【关键词】超纯铁素体不锈钢;铁水脱磷;铁水罐喷吹脱磷工艺【作者】杨孝永【作者单位】宝钢工程技术集团有限公司,上海201900【正文语种】中文【中图分类】TF764+.1专家论坛1.1 钢中磷的危害性在钢水凝固过程中,由于磷改变了钢水的流动性,加大了固态和液态两相区,导致晶粒之间产生偏析,从而形成高磷脆性层。
若不锈钢中的磷偏析度高,则容易产生氢致裂纹和应力腐蚀裂纹。
磷含量高降低了不锈钢的塑性和韧性,低温下尤其明显,俗称为“冷脆”,同时不锈钢的焊接性能也受到很大影响。
超纯铁素体不锈钢要求在恶劣环境下长时间工作,因此要严格控制钢中硫、磷等有害元素及夹杂物的含量。
1.2 炉料含磷量的控制采用铁水作为原料冶炼不锈钢,钢中的磷主要来自铁水。
铁矿石中的磷酸盐、氧化磷和氧化铁的热力学稳定性相近,在高炉还原条件下,炉料中的磷几乎全部被还原并溶入铁水中。
若选矿不能除去磷的化合物,脱磷只能在炉外或炼钢炉中进行,所以控制炉料的含磷量是关键。
各元素的氧化顺序遵循物理化学定律,即氧化顺序按元素与氧的亲和力大小来决定。
一般在1 300～1 400 ℃间,元素被氧化的顺序依次为硅(Si)、锰(Mn)、铬(Cr)、碳(C)、铁(Fe)、磷(P)、硫(S)。
铁水预处理脱磷技术 一 铁水预处理脱磷的意义、背景、基本情况 1.1磷是绝大多数钢种中的有害元素，容易在晶界偏析,引起钢的低温脆性和回火脆性。近年来, 随着科学技术的迅速发展, 用户对钢质量的要求不断提高。例如, 对于低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚板用钢,除了要求极低的硫含量以外, 也要求钢中的磷含量< 0.101 %或0.1005 %。
此外, 为了降低氧气转炉钢的生产成本和实行少渣炼钢, 也要求铁水磷含量<0.1015 %。因此, 80 年代以来许多冶金工作者致力于研究铁水的预处理脱磷问题, 开发了各种处理方法。
铁水预脱磷处理可以分为氧化脱磷和还原脱磷,目前,各钢厂普遍采用氧化脱磷工艺。脱磷方法根据脱磷剂不同分为SARP法、铁水罐法、ORP法、转炉法和NRP法等。常用的两类: 一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷车中进行脱磷; 另一种是在转炉内进行铁水脱磷预处理。这两种方法在工业上均得到了实际应用。
1.2在铁水预处理脱磷发展初期，是有许多专家学者持反对意见的。其原因如前所述，转炉具有较好的脱磷条件，铁水脱磷多一个工艺环节没有必要。但是后来实行的结果证明，实行铁水预处理脱磷具有一系列优点。
(1)降低铁水中的磷含量，减轻转炉负担，缩短转炉冶炼周期，提高转炉产量。同时可以减少转炉渣量，节省转炉造渣成本。
(2)可以冶炼低磷钢种，提高钢种规格，提高钢的质量。 (3)可以使高炉原料放宽，特别是可以使用磷含量高的铁矿石。这对于当前优质铁矿石资源越来越紧张、价格越来越高的形势下，更具有实际且重要的意义。
1.3铁水预处理脱磷的粉剂为：CaO42％-Fe2O346%-CaF212%。这一配比使最基本的配比，一般情况下还加入Al2O3，以减少CaF2的用量，此时的配比为：CaO40％-Fe2O344%-Al2O310％-CaF26%。用量大约为吨铁水35公斤。
铁水预处理脱磷在鱼雷罐车或铁水包内进行，用浸入式喷枪喷吹粉剂，载气是空气或富氧空气，脱磷过程中伴随着一定的温降，加上脱硫时的温降使铁水降温的幅度较大，如铁水的温度低于某一温度时，影响转炉的吹炼。这是铁水预处理过程中需要重视的问题。解决的办法之一是缩短吹炼时间、增加氧气的用量，在采用钝化石灰后，使喷吹比较顺利，可以缩短处理时间。
铁水预处理脱磷过程中会形成大量的渣，这些渣进入转炉会影响转炉的造渣和冶炼，所以必须设立扒渣站。 铁水预处理脱硅、脱磷是氧化的过程，脱硅脱磷后铁液中C、Si、Mn含量大幅度降低，特别是铁水中的硅已氧化完。这给转炉冶炼带来一定的困难，因为转炉造渣需要一定量的酸性物质SiO2，才能使加进去的渣料主要是CaO快速溶解。现在经过铁水预处理之后，转炉的功能由原来主要是脱磷脱碳变为主要是脱碳，转炉的功能简化了，吹炼时间缩短了，渣量减少了。这可以提高生产效率，对环保也有利。
二 铁水预处理脱磷过程 2.1脱磷反应热力学分析 （1）铁水脱磷反应式：C参与反应 分子反应式： 2[P]+5（FeO）+3（CaO）=（Ca3P2O8） 离子反应式：2[P]+5（Fe2＋）+8（O2－）=2（PO43－）+5[Fe] （FeO）+[C]=[Fe]+{CO} 特点：①粉剂中必须含有氧化性物质（氧化铁）、碱性物质（氧化钙）、溶剂（氟化钙）；
②碳、硅、锰参与反应消耗氧，溶剂中FeO含量应比较高； ③碳提高磷活度系数； ④产生CO有搅拌作用。 2.2 在鱼雷车或铁水包中进行铁水脱磷预处理 1982 年9 月, 日本新日铁君津厂开发和使用了石灰系熔剂精炼的最佳精炼工艺(ORP) , 其工艺过程简述如下: 在高炉出铁沟加入铁鳞进行脱硅处理后, 铁水流入鱼雷车内并与其中的脱磷渣混合, 在渣与铁分离后进行扒渣, 然后向鱼雷车中喷入石灰系熔剂进行脱磷脱硫处理, 最后铁水加入转炉后进行脱碳升温。采用这种工艺, 处理前铁水温度为1350 ℃, 处理时间为25min。
其他厂家如日本川崎千叶厂和水岛厂、日本钢管京滨厂(在铁水包内) 等也采用了与之类似的方法处理铁水。应该指出, 采用这种方法由于脱磷过程中的温降较大, 通常需要吹氧来补偿温降, 川崎水岛厂经研究,采用了用氧气喷吹脱磷剂的工艺。
国内某厂引进了在鱼雷车中进行脱硅、脱磷、脱硫处理的工艺, 试生产中发现的问题比较多, 主要有温降较大、吹氧补偿温降时喷溅又特别严重、鱼雷车的铁水装入量少、处理时间长而影响生产顺行等, 应用情况不理想。 日本住友金属鹿岛厂开发了“住友碱精炼法” (SARP) , 其工艺过程为: 铁水流入鱼雷车后, 先喷吹烧结矿粉进行脱硅处理,用吸渣法排除渣后, 喷入苏打粉脱磷脱硫,处理后铁水[ P ] ≤0.101 % , [ S ] ≤0.1003 %。这种方法的效率高, 生产低磷钢时精炼成本较低, 但缺点是在处理过程中产生大量烟雾, 钠的损失大且会污染环境, 没有得到大规模推广使用。
2.3 国内外用转炉进行铁水脱磷预处理的工艺 2.3.1由于在鱼雷车和铁水包中脱磷存在一些问题, 许多厂家纷纷研究在转炉内进行脱磷的预处理方法, 最早的是日本神户制钢神户厂采用的H 炉, 随后新日铁、住友、日本钢管也纷纷采用了这一技术。
神户制钢的H 炉铁水预处理，早在1983 年, 该厂的H 炉铁水脱磷、脱硫预处理就已投入使用。因为该厂的产品中, 中、高碳钢的比例较大, 转炉的脱磷负荷大, 采用H 炉进行铁水脱磷、脱硫预处理可减少转炉的负担。
如图1 所示, 处理过程分两步进行: 首先在高炉出铁沟用喷吹法对铁水进行脱硅处理, 产生的脱硅渣用撇渣器去除; 随后, 脱硅的铁水被装入H 炉内进行脱磷、脱硫处理。脱磷时要喷吹石灰系渣料、同时顶吹氧气, 脱磷后再用喷入苏打灰系渣料的办法进行脱硫处理。经预处理的铁水再装入转炉内进行脱碳。
用H 炉进行铁水脱磷、脱硫处理具有 如下特征: (1) 进行铁水预处理时H 炉的形状比混铁车好, 其反应的效率高、反应速度快,可在较短的时间内连续完成脱磷、脱硫处理;
(2) 可以用块状生石灰和转炉渣代替部分脱磷渣; (3) 脱磷过程中添加部分锰矿, 可提高脱磷效率, 而且铁水中的锰含量也提高了。
2.3.2住友金属的SRP ( Simple RefiningProcess) 工艺 为了满足用户对低磷钢日益增大的需求, 降低一般钢冶炼时的成本, 住友金属鹿岛厂于1987 年4 月开始采用SRP 简易精炼工艺来进行铁水预处理。
在这种工艺中, 两台复吹转炉中的一台作为脱磷炉, 另一台作为脱碳炉。脱碳炉产生的炉渣可作为脱磷炉的脱磷剂, 从而减少石灰消耗, 达到稳定而快速的精炼效果。脱碳炉和脱磷炉的操作条件如表1 所示。 SRP 工艺具有如下特点: (1) 复吹的脱磷炉可用廉价的脱磷剂进行快速处理, 在10min 的处理时间内, 可得到磷含量< 0.102 %的低磷铁水;
(2 ) 在底吹气体的流量为0.11 ～0.114Nm3/ t·min 的条件下可溶化7 %的废钢。最近 , 该厂在160t 的脱磷炉上, 将底吹气体的流量从0.114Nm3/ min·t 增加到0.135Nm3/ min·t 。结果随底吹气体流量的增加, 磷的分配比、石灰的溶解度、铁的收得率提高, 渣中( FeO) 含量降低, 从而可进一步提高脱磷速度、减少渣量。
(3) 脱碳炉采用脱磷铁水吹炼时, 由于送氧速度和脱碳速度达到平衡, 少渣吹炼的条件下提高了锰的收得率。即使不用添加焦炭的保温措施, 终点时锰含量也能达到0.17 %～0.18 %;
(4) 与常规工艺相比, 用此工艺冶炼一般钢种时, 石灰的用量可减少一半。 据报道 , 住友金属新建的和歌山厂将于1999 年7 月投产, 也采用SRP 工艺。该厂转炉为210t , 年产钢340 万t 。在铁水包内用KR 装置对铁水进行脱硫, 随后铁水装入脱磷炉内脱磷, 此时铁水的温度低于脱碳炉的温度。脱磷后的铁水再装入脱碳炉中进行脱碳。
新的炼钢车间投产后, 可生产磷含量仅0.1002 %的钢水, 最低硫含量可达到(5～10) ×10 - 4 % (钢水需经RH2PB 喷粉脱硫处理) 。
国内包钢和北京钢铁研究总院合作, 也在1992 年进行过用转炉进行中磷铁水脱磷的工业性试验, 结果化渣情况不太理想, 目前仍在试验研究中。
2.3.3新日铁的LD2ORP 工艺新日铁名古屋厂于1989 年12 月开始在转炉内进行铁水的脱硅、脱磷、脱硫处理,处理铁水的比例达98 %以上。该厂的处理条件见表2 。
处理分两步进行: 脱磷脱硅剂使用Ca2CO3 , 从转炉底部喷入铁水中, 以增强搅拌能力, 促进脱磷。脱磷处理的时间约10min ; 脱硫剂则用NaCO3 复合CaO , 时间约7min , 总体处理时间都在27min 内。耐材方面, 由于喷粉对耐材的破坏较大, 虽然也使用镁碳砖炉衬, 但侵蚀严重。
因此采用了添加尖晶石及SiC 的镁碳砖, 结果侵蚀速度从原先的0.124mm/ 炉次降为0.108mm/ 炉次。据报道, 最早开发应用在鱼雷车内进行铁水脱磷、脱硫预处理的日本新日铁君津厂, 现在已开始进行改造, 将采用在铁水包内脱硫、在转炉内脱磷, 排渣后进行脱碳的工艺。新工艺将于明年5 月正式投产。和原用的铁水预处理工艺相比, 新工艺可提高废钢比、减少渣量和石灰消耗量, 大幅度降低生产成本。
