铁水预处理技术的现状及发展程常桂(武钢金属回收公司)案例分析.ppt

内 容 提 要 概述 铁水预处理的发展概况 铁水预处理的冶金原理 铁水预处理的方法及设备 典型铁水预处理工艺 1 概述 1.1 基本定义 铁水预处理是指铁水进入炼钢炉之前，为脱硫、脱硅、脱磷而进行的处理过程。除上述普通铁水预处理外，还有特殊铁水预处理，如脱铬、脱锰以及针对铁水含有特殊元素提纯精炼或资源综合利用而进行的提钒、提铌、提钨、提铬等预处理过程。 铁水预处理技术其基本目标就是必须将进入转炉的铁水[S] 、[P]含量脱至成品钢种水平，达到转炉冶炼后获得低磷、低硫钢水，然后通过炉外精炼获得超纯净度的钢液，也只有这样才能发挥出铁水预处理技术的作用和经济效益。 实际生产过程中，铁水预处理分为深脱和浅脱。 一般来说，炼钢用的铁水在预处理前， [S] ：0.02％～0.07%; [P] ：0.08%～0.20％; [Si] : 0.30％～1.25%。 对脱硫而言： 浅脱硫后为：[S]≤0.010％。 深脱后的硫含量为：[S]≤0.005％，最好时可达[S]≤0.002％。 对脱磷而言， 深脱后的磷含量为：[P] ≤0.01％; 浅脱后的磷含量一般为[P] ≤0.05％。 脱硅主要是满足脱磷的要求。 铁水预处理之后，硅的含量为：0.10～0.15％。 一般钢种采用浅脱，优质钢则采用深脱的处理方式。 铁水预处理对改进转炉操作指标及提高钢的质量有着十分重要的作用。 经过近几十年的发展，铁水预处理工艺已成为完善和优化整个钢铁生产、工艺流程、确保节能降耗、达到优质高效目标的不可缺少的工艺环节； 是大批量生产高纯度钢、降低普碳钢生产成本，实现转炉少渣吹炼的关键性技术。已成为生产低磷、低硫优质钢、纯净钢必不可少的经济工序。 随着对钢材的超纯度、高强度、长寿命、良好的低温韧性、冷成型性和焊接性能的更高要求，钢材的纯度、均匀度和晶粒细化度进一步提高，铁水预处理已向深度脱硫、深度脱磷方向发展。 目前，国外钢厂一般均采用100 %铁水脱硫预处理，先进的产钢国家，如日本，铁水“三脱”(脱Si 、P、S) 预处理比已超过90 %。 2002年我国铁水预处理比为26.3%。为进一步提高钢材质量，我国十一五规划要求铁水脱硫比≥60％。 1.2 铁水预脱硫的意义及技术优势 1.2.1 脱硫的意义 除易切削钢外，硫作为有害元素必须在冶炼过程中去除。 为了避免连铸板坯产生内部裂纹和得到良好的表面质量，要求普通钢中的含硫量小于0.02％； 为了使结构钢具有均匀的机械性能（即减少各向异性），要求钢中的硫含量小于0.01%； 为了使石油和天然气输送管道、石油精炼设备用钢、海上采油平台用钢、低温用钢、厚船板钢和航空用钢等具有抗氧致裂纹性能、更均匀的机械性能和更高的冲击韧性，硅钢具有良好的导磁性，薄板钢具有优良的深冲击性能等，要求钢中的硫含量小于0.005％（甚至小于0.002% ～0.001％）。 靠传统的高炉、转炉脱硫己难以满足用户对钢的含硫量日趋严格的要求。转炉炼钢过程是个氧化过程，转炉由于炉内冶炼过程热力学条件的制约，脱硫率低，一般仅为30％左右。 要求以低硫含量钢水为条件的连铸技术的迅速发展，使得目前大多数钢种都要求平均含硫量在0.015％以下，对某些超纯净钢硫的含量要求降到0.001％。传统的高炉－转炉工艺难以满足连铸工艺发展的需要。 高炉脱硫比转炉脱硫容易，但高炉脱硫必须提高渣碱度，从而增加焦比，同时因低硫原料的日益匮乏及价格的不利变化，使得高炉脱硫在经济上的优势己荡然无存。 为适当放宽高炉生产的铁水含硫量和转炉的少渣吹炼，能给高炉减轻负担，降低焦比，较少渣量，提高生产能力、降低钢铁生产的综合成本。 由于已有的低硫原料和燃料的来源会逐渐减少，铁水中的硫含量可能要相应的提高，为此，铁水预脱硫处理就显得格外重要，这也使炉外脱硫工艺得到迅速发展。 1.2.2 铁水预脱硫的技术优势 为保证钢的质量，必须在炉外对铁水进行脱硫预处理。铁水炉外脱硫工艺在经济上和技术上是合理的和可行的，主要原因在于以下几方面： （1）铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性好的元素，因此在使用不同类型的脱硫剂，特别是强脱硫剂，如钙，镁，稀土等金属及其合金时，不会发生大量的烧损，以致影响脱硫反应进行。 （2）铁水中的碳和硅等能大大提高硫在铁水中的活度系数，致使硫较容易脱到低水平。铁水中的氧含量较低，硫的分配系数相应有所提高，有利于脱硫。铁水处理温度较低，对处理装置的寿命有益。 （3）铁水炉外脱硫可以在鱼雷车、铁水罐中进行，也可以在铁槽中进行，这样可减少处理投资。 （4）在铁水预脱硫的过程中铁水成分的变化，比炼钢和钢水处理中钢水成分的变化对最终钢种影响小。 （5）铁水硫含量可以降低到超