《冶金概论-_铁水预处理转炉炼钢页-BD》课件.ppt

2006.10.13 武科大《冶金概论》讲义—Zhchy 铁水预处理工艺 铁水预处理是指铁水进入炼钢炉之前对其进行脱除杂质元素或从铁水中回收有价值元素的一种工艺。 铁水预处理可分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理，前者有脱硫、脱硅、脱磷或同时脱磷脱硫；后者有铁水提钒、提铌等。 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) 炼钢采用低硫铁水冶炼，可获得巨大的经济效益。 铁水预脱硫方法 依据采用脱硫剂的种类及其搅拌方法，目前生产中采用的炉外脱硫方法可分为四类：铁流搅拌法、机械搅拌法、气体搅拌法和插入法。用得较多的为机械搅拌法(KR法)和气体搅拌法(顶部喷吹法) 。 KR法:用实心旋转器搅拌铁水，脱硫剂为CaC2和石灰粉加Na2CO3。 顶部喷吹法:以载气（N2）将脱硫剂经顶部喷嘴喷入鱼雷型混铁车和铁水包的铁水中，脱硫剂为CaC2、Na2CO3。 铁水预脱硫方法 KR法 1－脱硫剂；2－搅拌器； 3－至除尘 铁水预脱硫工艺 铁水预脱硫扒渣工艺 [Si]+2(FeO)=(SiO2)+2[Fe] —原理 脱硅剂主剂主要成分是氧化剂，有氧气、铁矿石、烧结矿、轧钢皮等。 还加少量的副剂，主要有石灰、萤石等。用于调节炉渣的碱度、改善炉渣流动性等。 固定剂 炼钢（steelmaking） 主要内容 3.1 炼钢的基本任务 3.2 炼钢炉渣(slag) 3.3 炼钢过程的基本原理 3.4 炼钢用原材料(raw materials) 3.5 转炉炼钢 3.1 炼钢的基本任务 四脱：C、S、P、O； 二去：气体、夹杂； 二调整：温度、成分。 3.2 炼钢炉渣 3.2.1 炼钢炉渣的作用 3.2.2 炼钢炉渣的来源及其组成 3.2.3 炼钢炉渣的主要性质 3.2.1 炼钢炉渣的作用 作用： 通过对炉渣成分、性能及数量的调整，可以控制金属中各元素的氧化和还原过程； 向钢中输送氧以氧化各种杂质； 吸收钢液中的非金属夹杂物，并防止钢液吸气（H、N）。 副作用：侵蚀炉衬；降低金属收得率。 3.2.2 炼钢炉渣的来源及其组成 炼钢炉渣的来源： 加入的各种造渣材料及被侵蚀炉衬； 炼钢中化学反应的产物：氧化物和硫化物； 废钢带入得泥沙和铁锈；氧化物或冷却剂带入的脉石。 炉渣的组成以各种金属氧化物为主，并含有少量硫化物和氟化物。 炼钢炉渣的基本体系是CaO-SiO2-FeO。 3.2.3 炼钢炉渣的主要性质 碱度(basicity)： R＝1.3～1.5，低碱度渣； R＝1.8～2.0，中碱度渣； R≥2.5， 高碱度渣； 氧化性——炉渣向金属熔池传氧的能力，一般以渣中氧化铁（ ％∑ FeO）含量来表示。 炉渣的氧化能力是个综合的概念，其传氧能力还受炉渣粘度、熔池搅拌强度、供氧速度等因素的影响。 3.3 炼钢过程的基本原理 3.3.1 炼钢熔池中氧的来源及铁液中元素的氧化方式 3.3.2 炼钢熔池中元素的氧化次序 3.3.3 脱碳反应(decabonization) 3.3.4 硅的氧化 3.3.5 锰的氧化与还原 3.3.6 脱磷反应(dephosphorization) 3.3.7 脱硫反应(desulphurization) 3.3.8 钢的脱氧(de-oxidation) 3.3.9 脱气(degassing) 3.3.10 去除钢中夹杂物 3.3.1 炼钢熔池中氧的来源及铁液中元素的氧化方式 氧的来源： 直接向熔池中吹入工业纯氧（98％）； 向熔池中加入富铁矿； 炉气中的氧传入熔池。 铁液中元素的氧化方式有两种：直接氧化(direct oxidation)和间接氧化(indirect oxidation)。 直接氧化方式 直接氧化是指氧气直接与铁液中的元素产生氧化反应。 当向铁液中吹入氧气时，如果在铁液与气相界面有被溶解的元素如[Si]﹑[Mn]﹑[C],虽有大量的铁原子存在，但根据元素的氧化次序[Si]﹑[Mn]﹑[C]将优先于铁而被氧化。 反应可写为：[C]+1／2｛O｝=｛CO｝　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 [Si]+｛O2}=（SiO2）