铁水预处理实用工艺模式地选择

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1、实用标准文案国家十一五规划优化发展冶金工业的要求中明确指出：淘汰落后、鼓励企业跨地区集团化重组、建设钢铁基地等。因此，一些钢铁企业面临重组、改造，沿海地区还有新的大型钢厂要建。殷瑞钰院士指出：钢厂应该朝着紧凑、连续、高效和可持续发展的方向演进。   铁水预处理工艺对现代钢厂尤为重要，已经从最初为满足冶炼低硫或极低硫钢种的需求，发展成为炼铁－炼钢－凝固过程优化不可分割的重要环节，特别是随着专用转炉脱硅、脱磷工艺技术的开发与进展，正在形成一种全量铁水进行“三脱”预处理的先进工艺。新一代钢厂应大胆采用全量铁水三脱预处理工艺，以建立起高效低成本的洁净钢生产工艺平台，增强产品竞争力，加快大型转炉节奏，提

2、高生产效率，以实现紧凑、高效、节能的循环型经济发展模式。铁水预处理的选择需要考虑效果、成本、效率等因素。   铁水预处理顺序的选择   1CaO作“三脱”剂   （1）脱硅－脱硫－脱磷顺序   ——铁水沟处铁鳞脱硅   铁水脱硅是放热反应，铁水温度越低，脱硅的效果越好。考虑到铁水的脱硫温降和运输、等待温降，若将脱硅置于脱硫之后，脱硅时的铁水温度将较铁水沟脱硅更低，铁水预脱硅工序应尽量置于脱硫之后，而不是在脱硫之前。   ——脱硫   反应平衡时[%S]达10-4数量级，可满足所有钢种的要求；温度的变化对铁水脱硫效果的影响很小，因此脱硫可考虑提至脱硅之前，在确保脱硫效果的同时使脱硅也处于较好的热

3、力学条件下。   ——转炉内脱硅、脱磷   精彩文档实用标准文案有资料表明：铁水中[%Si]大于0.15时为脱硅期，[%Si]小于0.15时脱磷反应才会开始，脱磷反应是放热反应，较低温度的脱磷炉内脱硅的热力学条件应是最佳的。因此应取消铁水沟处的高温脱硅，将其移至脱硫之后的脱磷转炉内和脱磷一同进行。   （2）脱硫－脱硅、磷顺序   “脱硫—脱硅、脱磷”顺序的情况下，脱硫反应平衡时量[%S]下降了一个数量级。将脱硅任务放在脱硫之后完成，能明显改善CaO粉剂脱硫的热力学条件。   （3）脱硅、脱磷－脱硫顺序   在“脱硅、脱磷—脱硫”顺序的情况下，脱硫反应平衡时[%S]为10-3数量级，而在“脱硅

4、—脱硫—脱磷”顺序下，[%S]为10-4数量级，在“脱硫—脱硅、脱磷”顺序下，[%S]为10-5数量级。显然“脱硫—脱硅、脱磷”顺序下CaO粉剂脱硫反应的热力学条件更好。   （4）同时“三脱”   机理研究表明：用氮氧复合气体作载气喷吹CaO粉同时进行铁水预处理“三脱”反应时，脱硅、脱磷主要是在喷枪附近的高氧势区进行的瞬时接触反应；脱硫则是还原性渣和铁水之间的持久接触反应。   对铁水预处理脱硅来说，脱磷转炉顶吹氧加CaO粉剂脱硅的热力学条件是最优的。    CaO的脱磷能力受铁水温度的影响很大，在其它操作条件允许的情况下，应该尽量在低温下脱磷。“脱硫－脱硅、脱磷”顺序下，专用脱磷转炉脱磷时

5、铁水的温度较同时“三脱”时低。综合比较认为：CaO作三脱剂时，脱磷应在脱硫之后，并在专用转炉内进行最佳。   喷吹CaO粉剂同时进行铁水“三脱”的脱硫能力相对最弱。   精彩文档实用标准文案从热力学角度分析原因：同时“三脱”在同一个容器中既要实现氧化脱磷、脱硅，又要完成还原脱硫，两者都要兼顾，在热力学上存在着矛盾，工艺上也不好实现。而将脱硅、脱磷和脱硫分阶段处理，分别创造氧化和还原的气氛，显然比同时“三脱”的热力学条件更优化。   由以上计算与分析可知，CaO作三脱剂时的最佳预处理顺序为：脱硫－脱硅、脱磷。   2镁粉作脱硫剂，CaO作脱硅、脱磷剂   从热力学角度看，理论上“脱硅、脱磷－脱硫

6、”顺序下镁粉能将铁水中的[%S]降至10-6～10-7数量级，而“脱硫－脱硅、脱磷”顺序下镁粉只能将铁水中的[%S]降至10-5～10-6数量级。但由图1可知，温度对脱硫的影响较小，但对硅磷却有着很大的影响，高温不利于脱硅磷，1500℃时，硅、磷含量在0.01%以上，不能满足要求，此时硫含量为20ppm，满足要求，因此综合考虑，镁粉作脱硫剂，CaO作脱硅、脱磷剂最佳顺序为：脱硫－脱硅、脱磷。      图1镁粉为脱硫剂时温度对“三脱”效果的影响   3CaC2作脱硫剂，CaO作脱硅、磷剂   CaC2脱硫的反应式为：CaC2+[S]＝CaS(S)+2[C]，计算结果见表1、2。   表1脱硫－

7、脱硅、磷顺序反应平衡时[%S]   T1723K1673K1623K[%S]2.18×10-61.02×10-64.57×10-7   表2脱硅、磷－脱硫顺序反应平衡时[%S]   精彩文档实用标准文案T1673K1623K1573K[%S]1.29×10-65.89×10-72.53×10-7   表3专用转炉脱硅脱磷平衡时[%P]   T1673K1623K1573K[%P]1.35×10-4