论文—铁水预处理技术方案

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1、铁水预处理技术方案•铁水预处理的热力学及动力学原理•铁水脱硫工艺及装置•铁水三脱（脱硅、脱磷、脱硫）工艺及装置匕京科大三泰科技发展有限公司2004-2-13铁水预处理技术方案1.概述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。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AT11、TDS、IRS

2、ID、ISIDD等法;（3）喂丝法近年来开始得到应用。铁水预处理的主要工艺目标是：（1）脱硫；（2）脱磷；（3）脱硅、磷、硫（俗称三脱）；（4）其它。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。还有一些不同的分类方法，但是无论怎样分类，每个企业选择的原则都是一样的，那就是从自己企业近期

3、和长远规划来考虑，结合企业能力、产品目标、市场、经济效益等具体情况选择最适合自己的，最有利的方案。本技术方案从三个方面介绍科大三泰公司向用户推荐并可提供的技术装备：(1)铁水罐顶喷纯化镁脱硫；(2)铁水罐采用镁加钙系脱硫剂分步或复合喷吹脱硫(即所谓混喷)；(3)铁水罐采用镁加钙系或者单纯钙系脱硫剂分步或者复合喷吹三脱(脱硫、脱磷、脱硅)；是较高精度顶吹喷粉法；脱硫剂选用钝化镁粒或镁系的；喷吹工艺形式采用单系统喷吹或分步复合喷吹；为了提高镆的利用率，降低喷粉生产成本，同时迗到目标硫数值，迗到喷粉目的，采用具有较高精

4、度的脱硫剂喷吹量的控制模型(可选择的和可即时调控的)；采用高技术喷射器系统；带气化室的喷枪；采用PLC全程程控和计算机操作等2.铁水预处理的热力学与动力学2.1铁水脱硅1)脱硅反应[5z]+2[(9]=(S/O2)根据热力学原理不难看出，为了脱硅的同时碳不被氧化，脱硅应在低温下进行，最好不超过1500°C。1)硅在渣、钢间的分配由上述脱硅反应可以看出：7s；o,xaSiO2Si(%刪或者〜W[%0]2V以上公式中，〜--铁水中硅的活度系数。可以由下述经验公式计算:380下0.023%c34.5下+0.089)[°

5、圳1873+-^{0.0!l[%P]+0.056[%5]+0.002[%Mz?]-023[%0]}--铁水的硅容量由于氧在铁水中活度较底，约io'—般用氧的浓度代替活度.2.2铁水脱磷目前的铁水脱磷主要是采用氧化脱磷，其基本反应是：卡A)AG0=-75600+61.877'实际过程中，铁水脱磷是在有CaO的情况下完成的，所以脱磷反应应该是：1S12(^O)+[P]+-M=-(3C^P2O5)热力学证明，此时的脱磷反应更容易进行。2.3铁水脱硫铁水预处理脱硫是铁水预处理过程的最重要的环节，其优点在于:1）有利于稳定

6、高炉造渣制度，节约能耗；2）保证炼钢吃精料，有利于钢铁产品的结构改革，提高质量。3）有利于钢铁冶金的整个流程实现最优化。铁水脱硫一般采用如下两种方法：1）用石灰，铁水脱硫的化学反应为CaO、s、+⑷=CaS（s、+[o]AG0=25290-6.667热力学计算表明，单纯用cw是不能脱硫的，但在％存在的条件下，脱硫反应是很容易进行的，CciO^'.）+[+C=CciS+COAG0=25320-26.3372）用钝化金属镁脱硫，这是近几年刚兴起的钢铁冶金新技术，新工艺。其化学反应为[输]+[s]=（响或由于镁的沸点是

7、1170°C,当喷入铁水后，来不及溶入铁水即气化，反应为长期以来，北京科技大学对金属镁粒铁水预处理过程脱硫进行了系统的研究，得到镁在铁水中的物理化学行为及镁脱硫的热力学结果。固态金属镁粒进入铁水后少部分在铁水中溶解，并很快迗饱和溶解；大部分镁粒升华后在铁水中形成镁蒸气气泡，气泡直径与固体镆粒直径及温度T的关系为单位Kg的镁粒产生的2气泡与铁液界面积，和固体镁粒直径A及温度T的关系为A=;与1.01325xl05ptz的气态镁平衡的镁在铁液中的饱和溶解关系式为:lg[%A/g]=6131T+1.64;与铁水中饱和的

8、镁平衡的硫与温度的关系式22427为：lg[%5]=———+8.92;吨铁水脱除同样的硫，高温下镁粒的消耗远高于低温。例如，吨铁水脱除300ppm的硫，铁水温度1600°C时镁粒的理论消耗是1300°C时的1.64倍2.铁水罐顶喷吹纯镁脱硫技术3.1工艺流程及特点3.1.1工艺流程简介上述前三种技术方案都属于喷吹法，工艺流程中一般都包括：供粉系统，供气系统，喷吹系统，喷枪