铁水预处理与炉外精炼PPT文件格式下载.ppt

1、洁净钢的生产是现代科学技术的发展和现 代工业的需要；提高生产率的需要；满足不同钢种的特殊要求。转炉炼钢、连铸、炉外精炼和超高功率电 弧炉是现代钢铁生产四大关键技术所谓洁净钢,通常指非金属夹杂物（主要是各类氧化物和硫化物）含量少的钢。也有人认为,洁净钢是指钢中S,P,H,O,N 含量极低的钢。一铁水预处理铁水预处理是指铁水进入转炉之前的进行的脱硫、脱硅、脱磷预处理（简称铁水三脱处理）和特殊铁水的提钒、提铌、提钨预处理（简称铁 水三提处理）图P3 随着炼钢工艺的不断完善和材料工艺对钢铁产品质量的严格要求，铁水预处理逐步形成钢铁冶金的重要环节，我国的宝钢、武钢、鞍钢、攀钢、唐钢、首钢等也都采用了铁水

2、与脱硫处理，宝钢和太钢还采用了三脱处理。攀钢、包钢、承钢等共生矿资源综合利用，广泛应用了三提处理，以提取钒、铌、钨为主要目的。传统的转炉生产工艺流程已逐步被现代化钢铁生产工艺流程所替代，既高炉炼铁-铁水预处理-转炉冶炼-炉外精炼-连铸连轧或连铸-铸坯热送直接轧制。这已成为国内外大型钢铁企业技术改造后的普遍模式。铁水预处理目的针对炼钢而言，主要是使其中的硫、磷、硅含量降低到要求范围，以简化炼钢过程提高钢的质量。铁水预处理按需要可以分别在炼铁工序和炼钢工序的设备内，如铁水沟、鱼雷罐、铁水包或专用冶金炉内进行。铁水预处理原理与方法铁水预处理是在原则不外加热源的情况下，利用处理剂活性物质与铁水中待脱除

3、元素进行快速反应，形成稳定的渣相而和铁水分离的过程。铁水预处理脱硫反应为：S+M=（Ms）或 式中：S+Mo=（Ms）+O M指金属脱硫剂中金属元素（如Mg、S+Mc=（Ms）+C Ca、Ca-Si）Mo金属氧化物脱硫剂（如CaO）;Mc金属碳化物脱硫剂（如CaC2）铁水预处理脱硅、脱磷反应为：Si2O（SiO2）4/5P 2O2/5（P2O5）铁水预处理工艺方法有：铁水沟连续处理方法；铁水罐喷吹法；机械搅拌法；专用炉法。预脱硫技术的发展和现状早期预处理工艺方法机械搅拌法，由于喷射冶金技术的发展（喷粉）广泛用于铁水预处理。预处理脱硫剂，早期使用CaO为基本原料，但由于CaO基脱硫剂产生的脱硫渣

4、流动性差，无法正常使用扒渣设备难以适应（现已能生产各种型号的气动和液动扒渣机，预计研制出新设备：真空吸渣及技术与装备）现在预处理脱硫剂广泛采用镁基脱硫剂，特点：减少金属损失，冶金效果好，生产效益高，钢铁厂首选材料。我国铁水预处理技术起步较早，但发展较慢，与主要产钢国家相比，预处理较低，技术不成熟等一系列问题，并在一定程度上影响了洁净钢的生产。CaC2基脱硫剂由于成本高，运输和使用中需要建设复杂的安全系统，正逐渐失去它的地位，镁基脱硫剂已成为主导产品，另外，大型企业中将逐渐改变在鱼雷罐中进行铁水预处理的思路，主要转向铁水包脱硫或专用转炉脱硫。铁水预处理在八十年代以前是进行预脱硫处理，八十年代以后

5、开始发展为三脱（脱硅、脱磷、脱硫）处理。我国目前大型钢厂已广泛开展预脱硫处理。铁水预处理容器的选择铁水预处理容器的选择根据铁水预处理容器的选择，脱硫工艺可分为：混铁车喷吹法 铁水罐法 铁水包法 发展趋势：采用铁水包作为铁水脱硫预处理的容器铁水预处理与纯净钢生产实践n高炉铁水常规（轻）脱硫（S 0.02%）复吹转炉（脱磷、脱碳、升温）钢水精炼（脱氧、去气体、去夹杂）普通钢水，此即常规流程（生产普通钢种）。n高炉铁水深度脱硫（S0.005%）复吹转炉（脱磷、脱碳、升温）钢水精炼（脱硫、去气体、去夹杂）低硫钢水（S0.005%），此即纯净钢流程。n其中生产超低硫钢（S0.002%），铁水则要深脱硫至

6、S0.002%0.003%。铁水预脱硫扒碴设备及工艺流程 1）宝钢混铁车顶喷脱硫设备及工艺流程:见图P4、P5 宝钢混铁车顶喷脱硫设备（TDS）自1985年9月20日投入试生产后，实际情况表明，这种预处理方法具有处理能力大，设备利用率高，能够生产低硫铁水等优点，其主要设备如图P5所示。脱硫作业在鱼雷式铁水罐车内进行，以氮气为载流气体，采用顶喷法将脱硫剂（CaC2，CaO）喷入铁水。脱硫操作室内装有CRT显示装置，能传送及显示有关混铁车铁水脱硫所需的各种信息，例如混铁车车号，高炉炉号，出铁号，估计出铁量、铁水成分（Si、Mn，P、S）和铁水温度，以及收集和管理脱硫作业中的有关数据。为了远距离监视

7、脱硫过程，尚设有工业电视。2）首钢混铁车和铁水包脱硫扒渣设备及工艺流程:首钢第三炼钢厂工艺流程：铁水包喷镁脱硫装置1座，鱼雷罐铁水喷粉脱硫设备1套 主要设备该厂脱硫设备为国产设备，主要包括：供气系统、供料系统、喷枪系统、夹钳装置、喷枪维修设备、电控系统、仪表及检测系统、扒渣机和铁水罐倾翻车等。其中，喷枪系统与除尘烟道和防尘罩集结于一体，可以在水平轨道上移动到喷吹工位及待机工位，设计比较灵活。主要工艺参数铁水包喷镁脱硫设计的主要工艺参数为：（1）储料系统罐体有效容积：5 m罐体工作压力：1 MPa最大装料量：5 000 kg（2）喷吹系统喷吹罐有效容积：06 m喷镁速度的调节精度：-I-03 k

8、gmin喷镁速度（无级可调）：118 kgmin喷吹氮气压力：06 MPa最大装料量：500 kg（3）铁水包容量：80 t净高：400600 mm（4）喷枪系统喷枪气化室最大直径：700 mm喷枪长度：8985 mm 喷枪系统采用组装式气化室喷枪，重约17t，长约89 m，气化室最大直径700 mm，喷枪升降行程为15 mmin，升降力为100 kN，实现了喷枪触底的瞬间驱动装置立即停机并自动升高200 mm，喷吹自动重新开始。工艺流程：装有高炉铁水的260 t铁水鱼雷罐运至第三炼钢厂一90 t铁包一脱硫间一喷镁脱硫一捞渣（原采用气动扒渣机，因铁损大而改为回转式捞渣机）一140 t天车吊一至

9、炉前兑铁。脱硫应用条件和技术参数：若铁水初始硫含量不大于0030，能满足品种质量需要，就不进行脱硫，必要时只进行捞渣处理；当初始硫含量不小于0040时，冶炼低硫钢时就必须进行铁水脱硫；当冶炼纯铁、钢帘线时，需要入炉铁水硫含量不大于0005，则必须进行深脱硫处理。首钢第二炼钢厂采用乌克兰单吹颗粒镁脱硫技术，建有2座铁水脱硫站，其设计能力为年处理铁水330万t，该工艺具有脱硫率高、综合成本低、操作简便和易于过程控制等优点，因此受到越来越多的冶金同行的认可。工艺技术参数第二炼钢厂单吹颗粒镁脱硫工艺技术参数如下：（1）脱硫剂为 0516 mm的球状钝化颗粒镁，其镁含量不小于 92（粒度大于3 mm不规

10、则针状钝化颗粒镁的含量小于8）；（2）喷吹气体为惰性气体N，供氮压力为0610 MPa，流量120140 m h；颗粒镁喷吹强度为614 kgmin；（3）铁水重量为185215 t，温度为1 250 1 400 oC；（4）铁水包净空不小于400 mm；（5）喷枪端部距包底高度为200250 mm。铁水脱硫预处理效果首钢二.炉外精炼 一.炉外精炼的主要目的和任务1）降低钢中氧、硫、氢、氮和非金属夹杂物含量，改变夹杂物形态，以提高钢的纯净度，改善钢的机械性能。2）深脱碳，满足低碳或超低碳钢的要求。在特定条件下，把碳脱到极低的水平。3）微调合金成分，把合金成分控制在很窄的范围内，并使其分布均匀，

11、尽量降低合金的消耗，以提高合金收得率。4）调整钢水温度到浇注所要求的范围内，最大限度地减小包内钢水的温度梯度。二、炉外精炼的手段渣渣洗洗：获得洁净钢并能适当进行脱氧、脱硫的最简便的精炼手段。将事先配好（在专门炼渣炉中赔炼）的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，使钢液与合成渣充分混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂等精炼任务。真真空空：将钢水置于真空室内，由于真空作用使反应向生成气相方向移动，达到脱气、脱氧、脱碳等的目的。是炉外精炼中广泛应用的一种方法。搅搅拌拌：通过搅拌扩大反应界面，加速反应过程，提高反应速度。搅拌方法：吹氩搅拌，电磁搅拌。加加热热：调节钢水温度的一项重要手段，使炼钢与连铸

12、更好地衔接。加热方法：电弧加热，化学热法。喷喷吹吹：将反应剂加入钢液内的一种手段，喷吹的冶金功能取决于精炼剂的种类。它们完成脱碳、脱硫、脱氧、合金化和控制夹杂物形态等精炼任务。过过滤滤：随着技术的进步出现的一种新的精炼手段，如利用陶瓷过滤器将钢中的氧化物夹杂等过滤掉。三、炉外精炼方法的分类三、炉外精炼方法的分类1 1、渣洗法、渣洗法1）合成渣洗法（Perrin法 1933年法国开发）2）同炉渣洗法（电炉上普遍采用）3）混合炼钢2 2、吹氩及真空、吹氩及真空1）钢包吹氩2）CAS法（CAS-OB法）3）真空吹氩（VD）4）真空脱气5）DH法6）RH法3 3、低碳钢液的精炼、低碳钢液的精炼1）VO

13、D法2）AOD法3 RH-OB法 （OB-Oxygen Blowing）4）CLU法（法国的克勒索-卢瓦尔（Crousol-loire）公司与瑞典的乌德霍尔姆（Uddeholms）公司联合研制）4 4、钢包精炼炉、钢包精炼炉1）ASEA-SKF法（瑞典两家研制公司的缩写）2）VAD法（Vacuum Arc Degassing）3）LF（V）法（Ladle Furnace）5 5、固定料的添加方法固定料的添加方法1）喷射冶金 （TN、SL等）2）喂丝法 （Wire Feeding）炉外精炼法示意图 四、炉外精炼主要装置工艺目标和功能炉外精炼方法的选择炉外精炼方法的选择 炉外精炼方法的选择主要取决

14、于生产的钢种。不同产品对炉外精炼的功能有不同的要求，例如各种产品对精炼功能的一般要求：厚板钢：脱氢、脱硫、减少氧化物夹杂；钢轨：脱氢；薄板：脱碳、脱氧；管材：脱硫、减少夹杂物；弹簧钢：减少氧化物夹杂；轴承钢：脱氧、减少氧化物夹杂、脱硫、改变硫化物形态；硅钢：脱碳、脱氢、微调成分；不锈钢：脱碳保铬、脱氢、减少夹杂物、降低成本 主要的精炼工艺主要的精炼工艺wLF（Ladle Furnace process）LF（Ladle Furnace process）；wAOD（Argon-oxygenAOD（Argon-oxygen decaburizition decaburizition process）;process）;wVOD（Vacuum oxygen decrease process）;VOD（Vacuum oxygen de