铁水预处理发展概述 毕业论文

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1、铁水预处理发展概述摘要:铁水预处理是现代化炼钢厂的重要工序之一，其主要目的是降低铁水中的有害元素(硫、硅和磷)含量，为炼钢炉提供合格的铁水。介绍了铁水预处理的原理、工艺及国外铁水预处理工艺技术的发展历程。分析了国内外铁水预脱硫、预脱硅和预脱磷等先进工艺技术，并对机械搅拌法脱硫和喷吹法脱硫进行了比较，机械搅拌法动力学条件好，可以采用低成本脱硫剂(CaO)实现深脱硫。关键词:铁水预处理;脱硫前言随着产品市场竞争的不断加剧，钢铁企业生产成本的压力日益增大，特别是近年来钢铁产能迅速扩大，为了在高产量下保持高效率、高品质、低成本，铁水预处理技术得到了迅速发展。铁水预处理是

2、指铁水兑入炼钢炉之前进行的一些处理，可分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理两种。普通铁水预处理有单一脱硫、脱硅、脱磷和同时脱硫、脱硅、脱磷等;特殊铁水预处理有脱铬、提钒、提铌和提钨等。本文主要讨论铁水脱硫预处理。1国内外发展概况在国外，铁水预处理的发展可分为三个时期，见表1［2，3］。在我国，1976年武钢引进日本新日铁的KR法［4］，1985年宝钢引进日本新日铁的TDS法。同期鞍钢、天钢、宣钢、攀钢、酒钢和冷水江等钢厂先后建成我国自行设计的铁水脱硫站。1988年，太钢引进铁水三脱技术，建成铁水预处理站。1998年，宝钢一炼钢又从美国引进CaO加Mg粉复合喷吹脱硫

3、技术，宝钢二炼钢厂从日本川崎制铁引进铁水三脱技术，进行混铁车喷吹铁水预处理。同年，本钢引进加拿大霍戈文厂工艺和美国罗斯波格喷粉设备，建成石灰加镁粉复合喷吹脱硫站。1999年，鞍钢二炼钢也从美国引进石灰加镁粉复合喷粉设备。随后，包钢从美国引进了石灰加镁粉复合喷吹技术，并建成铁水脱硫站。目前，中国的铁水预处理水平各厂不均衡，宝钢和武钢已接近国际先进水平［5］。宝钢已实现了全量铁水脱硫和部分铁水三脱预处理。武钢二炼钢引进的KR法脱硫工艺改进后，粉剂消耗、搅拌头寿命、处理过程温降和处理成本等指标均已优于国外同类工艺钢厂［6］。2铁水预脱硫通过铁水预脱硫，可以放宽对高炉铁

4、水硫含量的限制，减轻高炉脱硫负担，降低焦比，提高产量。采用低硫铁水炼钢，可减少渣量和提高金属收得率。铁水预处理脱硫与炼钢炉和二次精炼脱硫相结合，可以实现深脱硫，为冶炼超低硫钢创造条件，满足用户对钢材品质不断提高的要求，有效提高钢铁生产流程的综合经济效益。2.1处理容器目前，脱硫预处理容器多用混铁车和铁水包［7］。混铁车预脱硫处理具有动力学缺陷，受工艺制约，物流匹配难度大，在铁水运输、存放、兑铁过程，回硫在0．001%～0．003%。为保证混铁车的脱硫效果，必须对混铁车脱硫前后进行扒渣，不仅影响了混铁车的周转和调配，而且降低了金属收得率。混铁车顶喷法罐内流场极不均

5、匀，漩涡横向发展，造成的死角多，尤其是鱼雷罐两头和底部的铁水流动性较差，很大程度上恶化了脱硫的动力学条件;由于喷吹搅拌对上述区域的铁水影响较小，粉剂不易到达，加之粉剂很快上浮。所以，混铁车铁水脱硫的效果较差。铁水包脱硫处理时间短、粉剂消耗低、可以深脱硫、综合处理成本最低。铁水包脱硫有喷吹法和搅拌法(KR法)两种。铁水包喷吹法脱硫如图1所示，铁水包KR法脱硫如图2所示。喷吹法脱硫的基本原理是靠一定压力和流量的载气，把脱硫剂喷入到铁水中。脱硫剂在上浮的过程中与铁水中的硫发生化学反应，同时载气和脱硫剂的冲击与上浮能够搅拌铁水，但其上浮造成的铁水对流运动很弱，只有部分脱

6、硫剂与硫反应，脱硫剂耗量比KR法大，脱硫效率较低。搅拌脱硫法(KR法)将一个外衬耐火材料的搅拌器插入铁水罐内，搅拌器旋转搅动铁水，产生漩涡，经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面，并被漩涡卷入铁水中，与高温铁水混合、反应，达到脱硫的目的。该脱硫方法大大改善了脱硫的动力学条件，具有脱硫效率高、脱硫剂消耗少、作业时间短、金属收得率高、耐火材料消耗低等特点。KR法脱硫剂一般以石灰为主，成本低，脱硫效果好。武钢的KR法生产实践表明，搅拌5min就可使脱硫剂得到充分的利用，脱硫速度快、效果好，铁水原始的硫质量分数为0．03%时，处理终点硫的质量分数可达0．001%以下。综

7、合比较，铁水包KR法脱硫的动力学条件优越。2.2处理方法铁水预脱硫的方法很多，主要有投掷法(将脱硫剂投入铁水中)、喷吹法(将脱硫剂喷入铁水中)和搅拌法(KR法)，投掷法、喷吹法和KR法三种铁水预脱硫方法指标比较见表2［8］。由表2可见，因投掷法脱硫率低、铁耗高、温降大、处理效果和可控性差、污染环境较严重等问题而被逐渐淘汰。机械搅拌法(KR法)和喷吹法是工业应用较稳定且有发展前景的两种方法。表3列出了国内典型铁水脱硫预处理工艺方法及冶金效果［9－14］2.3脱硫剂的选择为了比较各种脱硫剂的脱硫能力和脱硫限度，根据ΔGφi与温度T的关系及其他相关计算得到常用脱硫剂在

8、1350℃下反应平衡常数