《转炉炼钢操作》课件项目3

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/9/8,#,项目三,铁水预处理,转炉炼铁操作,项目导入,铁水预处理是指铁水进入转炉之前所进行的某种处理，可分为普通铁水的脱硫、,脱磷,和脱硅预处理（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）。随着现代工业的发展和科学技术的进步，用户对钢材的质量和实用性能,要求,越来越高。为了满足用户及市场需求，世界各国钢铁工业都在不遗余力地通过,降低钢种,夹杂特别是硫、磷含量途径来提高钢材质量，而铁水预处理则主要是使铁水中硫,、磷,、硅含量降低到所要求范围，简化炼钢过程，改善铁水质量，优化转炉技术经济指标,的重要,措施，因此我们下面主要讨论铁水三脱预处理。,目录,CONTENTS,任务一 铁水预脱硫,1,任务二 铁水预脱磷,2,任务三 铁水预脱硅,3,任务一,1.,铁水预处理的含义,2.,铁水预脱硫的目的,3.,铁水预脱硫,的方法,4.,常见脱硫剂及特点,铁水预脱硫,学习目标,任务描述,学习目标,掌握现在铁水预脱硫常用的方法、脱硫剂和工艺步骤，了解铁水预脱硫在现代,钢铁,冶炼中的重要作用。,熟悉,铁水预脱硫的操作步骤，能对铁水正确进行预脱硫处理。,任务描述,通过,此次任务主要了解铁水预处理的含义，铁水预脱硫的目的和方法，熟悉,KR,搅拌,法脱硫操作工艺及常用脱硫剂的特点。,一、铁水预处理的,含义,所谓铁水预处理是指高炉铁水在入炼钢转炉以前，为提高入炉铁水质量而进行的,脱硫,、脱磷,、脱硅及提取铁水中有价元素,（如提钒）等一系列冶金处理，称为铁水预处理。,相关知识,二、铁水预脱硫的,目的,（,1,）用户对钢的品种和质量要求提高，连铸技术的发展也要求钢中硫含量低（硫含量,高容易,使连铸坯产生裂纹）。,铁水脱硫可满足冶炼低硫钢和超低硫钢种的要求。,（,2,）转炉炼钢整个过程是氧化气氛，脱硫效率仅为,30%,40%;,而铁水中的碳、硅等,元素,含量高，氧含量低，提高了铁水中硫的活度系数，故,铁水脱硫效率高,;,铁水预脱硫的,脱硫,费用,低,于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。,（,3,）减轻高炉脱硫负担后，能实现低碱度、小渣量操作，,有利于冶炼低硅生铁,，使高炉,稳定,、顺行，可保证向炼钢供应精料。,（,4,）有效地提高钢铁企业铁、钢、材的,综合经济效益,。,相关知识,三、铁水预脱硫的,方法,1,.,喷粉法,喷粉法,亦称喷射冶金或称喷吹。用氮气、氩气、天然气或压缩空气做载体把脱硫剂,通过直接,插入铁水内的专用喷枪喷入铁水深处进行脱硫，用吹入的气体搅拌铁水，使粉剂与,铁水充分,接触，在上浮过程中将硫去除,。操作,过程要求如下,:,喷粉罐喷出的气流均匀稳定、喷枪出口不发生堵塞。,脱硫剂粉粒有足够的速度进入铁水、在反应过程中不发生喷溅。,喷粉法,优点,:,设备简单、操作灵活、易于控制、脱硫率高、几乎不受容量限制，铁水包或,混铁,车均可采用。,相关知识,三、铁水预脱硫的,方法,1,.,喷粉法,（,1,）采用鱼雷罐运输工艺装置的特点,优点,:,铁水预处理批量大、运送过程温降小。,缺点,:,由于鱼雷罐的形状、铁水进口直径以及深度的不足等条件的限制，致使,铁水处理,过程鱼雷罐内留有死角，脱硫率下降，并且脱硫后扒渣困难，工艺设备的复杂也加大,了维修,难度与成本。,相关知识,1贮料仓,;,2,，3喷粉罐,;,4,管道;,5,喷枪,;,6,集尘器,;7,鱼雷罐,三、铁水预脱硫的,方法,1,.,喷粉法,（,2,）采用铁水包运输工艺装置的特点,优点,:,设备简单，铁水预处理不受设备形状、铁水包直径及铁水深度条件限制，,脱硫率,高，最重要的是脱硫后扒渣容易、彻底，减少了下步冶炼工艺过程中的回硫。,缺点,:,铁水在运输过程中温降大，增加了因减小温降而采取保温措施所带来的成本。,相关知识,三、铁水预脱硫的,方法,2. KR,搅拌,法,这种,脱硫方法是以一,种外,衬耐火材料的搅拌器浸入铁水罐内，利用搅拌器在铁水中,旋转搅动,铁水，使铁水产生漩涡，在铁液面中央部分产生一个漩涡,下流,坑，同时加入脱硫剂使其在下陷坑中被卷入铁水内部进行,脱硫反应,（如,图所,示），从而得到脱硫的,目的,。,相关知识,1叶轮;2脱硫剂;3铁水,三、铁水预脱硫的,方法,2. KR,搅拌,法,KR,法铁水预处理脱硫具体操作要求如下,:,（,1,）在处理之前，必须将铁水包内的渣子充分扒除，否则会,严重,影响脱硫效果。,（,2,）处理过程中设置搅拌器的转数一般为,90,120r/min,，,在搅动,1,1.5min,后开始加入脱硫剂，搅动时间约,13min,左右。,（,3,）处理完毕后，还需仔细地扒除脱硫渣。,KR,搅拌法的优点,:,脱硫效率高、脱硫剂消耗少、金属,损耗,低。,KR,搅拌法的缺点,:,温降大，处理,10,15min,过程温降约,50 ,，搅拌过程,为了铁水,液面波动，液面至包口距离应不小于,629mm,。,相关知识,四、常见脱硫剂及,特点,1.,苏打灰,其,主要成分为,Na,2,CO,3,，,铁水中加入苏打灰后，与硫作用发生以下,3,个化学反应,:,相关知识,用苏打灰脱硫，工艺和设备简单，其缺点是脱硫过程中产生的渣会腐蚀处理罐的内,衬,，,产生,的烟尘污染环境，对人有害。目前很少使用。,四、常见脱硫剂及,特点,2.,石灰,粉,其,主要成分为,CaO,，用石灰粉脱硫的反应式如下,:,相关知识,石灰价格便宜、使用安全，但在石灰粉颗粒表面易形成,2CaOSiO,2,致密层,，限制了,脱硫,反应进行，因此，石灰耗用量大，致使生成的渣量大和铁损大，铁水温降也较多。另外，,石灰,还有易吸潮变质的缺点。,四、常见脱硫剂及,特点,3.,电石,粉,其主要成分为,CaC,2,，电石,粉脱硫的反应式如下,:,相关知识,用电石粉脱硫，铁水温度高时脱硫效率高，铁水温度低于,1300,时脱硫效率很低。,另外,，处理后的渣量大，且渣中含有未反应尽的电石颗粒，遇水易产生乙炔（,C,2,H,2,）,气体，故,对脱硫,渣的处理要求严格。在脱硫过程中也容易析出石墨碳污染环境。电石粉易吸潮生成,乙炔,（乙炔是可燃气体且易发生爆炸），故电石粉需要以惰性气体密封保存和运输。,四、常见脱硫剂及,特点,4,.,金属,镁,镁在铁水的温度下与硫有极强的亲和力，特别是在低温下镁脱硫效率极高，脱硫过程,可预测,，硫含量可控制在,0.001%,的精度。这是其他脱硫剂所不能比拟,的。属,镁活性很高，极易氧化，是易燃易爆品，镁粒必须经表面钝化处理后才能安全地,运输,、储存和使用。钝化处理后，使其镁粒表面形成一层非活性的保护膜,。用,镁脱硫，铁水的温降小，渣量及铁损均少且不损坏处理罐的内衬，也不影响环境。,因而,铁水包喷镁脱硫工艺获得了迅猛的发展。镁的价格较高，保存时须防止吸潮。,相关知识,四、常见脱硫剂及,特点,5.,复合,脱硫剂,复合脱硫剂是两种以上脱硫剂或脱硫和助熔剂按一定的比例配置而成，可以单独使用,，也,可混合使用，,例如下表所,示各种镁基复合脱硫剂脱硫效果。,相关知识,（,1,）系统检查，确定设备无损，运行正常。,（,2,）备料，可自动计算由初始硫含量脱至目标硫含量所需加料值。,（,3,）待,处理铁水,包进入,KR,脱硫预处理工位，然后分别降下烟罩和电动溜槽。,（,4,）搅拌器参数设定,:,分别设定搅拌头高度,3m,，搅拌时间,10min,，搅拌速度,85r/min,至,90r/min,，投料门槛值,55r/min,左右。,（,5,）下降搅拌头至铁水液面，点击开始按钮，进行搅拌，调节,搅拌头速度,，是搅拌头,充分发挥,作用，当搅拌头速度超过门槛值时，开始加入脱硫剂，下料结束时，应提高转速,1,5,转,。投,完料后，提起电动溜槽。,（,6,）搅拌结束后，升起搅拌头，提起烟罩。,（,7,）将铁水包倾翻后开始进行扒渣，铁水表面基本没有灰色物质扒渣结束，铁水包,复位进行,测温取样。,任务实施,铁水预脱硫方法除了上述的几种外还有一些简单预处理方法，如铁流搅拌法、摇包法和,搅拌,脱硫法,。,铁流,搅拌法,是将脱硫剂加入高炉出铁钩或铁水包内，靠铁水流的冲击与脱硫剂,混合,搅拌进行脱硫。设备简单，容易操作，但是脱硫率低,;,摇包法,是用机械驱动铁水包，使它,围绕垂直,中心线作偏心回转，促进脱硫剂与铁水混合搅拌，此法适合小容量铁水包,;,机械,搅拌法,除了,KR,法外，还有非卷入型机械搅拌法，脱硫率高且稳定，能得到低硫或超低硫铁水。,知识拓展,任务二,1.,铁水预脱磷的目的,2.,铁水预脱磷的方法,铁水预脱磷,学习目标,任务描述,学习目标,掌握铁水喷粉脱磷预处理法的操作工艺和特点，以及常用于预处理的脱磷剂，,了解,铁水脱磷预处理对于改善铁水质量和减轻转炉冶炼负担的重要作用。,能,对铁水熟练进行预脱磷，并能解决预脱磷出现的问题。,任务描述,磷是钢中危害最大的元素之一，要求知道铁水预脱磷的目的、方法及特点的,基础上,，熟悉铁水预脱磷的脱磷剂类型、特点，预脱磷的处理过程和要求。,一、铁水预脱磷的,目的,铁水预脱磷处理是铁水进入转炉前预处理的工艺，是适应对低磷钢种的需求，改进,炼钢工艺,技术和利用含磷较高的铁矿资源而得到发展的。铁水预脱磷处理带来的好处如下,:,（,1,）减少了转炉冶炼总的渣料消耗，同时减少了铁损，降低了综合冶炼成本。,（,2,）改善了铁水质量，提高了转炉生产率和终点命中率。,（,3,）降低了出钢过程下渣量由,6,10kg/t,降,至,3kg/t,以下。,相关知识,二、铁水预脱磷的,方法,铁水预脱磷处理的方法有许多种，最常用的主要是喷粉法，此外还有专用转炉脱磷法,、机械,搅拌法以及,SARP,等,。下面,主要介绍喷粉脱磷预处理的工艺和特点。,相关知识,喷吹法是用载气将脱磷剂喷吹到铁水包或鱼雷罐内，与铁水产生脱磷反应。采用铁水包处理铁水具有较好的动力学条件，而且容易排渣，为了防止喷溅，铁水包可加防溅罩，其工艺装置如图所示。,铁水,包脱磷装置,系统,1贮料仓;2提升罐;3喷吹罐;4CaO;5CaF 2 ;6轧钢皮; 7斗式提升机; 8运输机;9集尘罩;10衬;11氮枪;12氧枪;13铁水罐,二、铁水预脱磷的,方法,目前，钢厂普遍采用氧化脱磷工艺，即向铁水包或鱼雷罐内吹入氧气与磷产生,化学反应,，反应机理如下,:,相关知识,但是,P,2,O,5,在,渣中并不能稳定存在，因此吹入氧气的同时会利用载气通过喷粉枪加入,脱磷,剂，其与,P,2,O,5,反应,结合成磷酸盐留在脱磷渣中以达到脱磷的效果。目前工业上应用,的脱磷,剂主要有,苏打系脱磷剂,和,石灰系脱磷剂,两类，其各自反应原理和优缺点如下:,二、铁水预脱磷的,方法,1,.,苏打（,Na,2,CO,3,）,系脱磷,剂,苏打系脱磷剂是,以,Na,2,CO,3,为主,，氧化铁水中的磷使之生成磷酸钠进入炉渣将磷,脱除,，,其,反应如下,:,相关知识,在另不加氧化剂时（不吹入氧气）苏打可直接供氧和造渣，其反应如下,:,苏打脱磷的优点:具有较高的脱磷能力，从脱磷渣和炉尘中能回收大约70%的苏打。,苏打,脱磷的缺点:铁水温降大、包衬侵蚀严重、苏打价格贵、利用率低、处理成本高。,二、铁水预脱磷的,方法,2.,石灰（,CaO,）系脱磷,剂,石灰系脱磷剂以,CaO,为主，配加适当的氧化剂和助熔剂。工业上已获得应用的,氧化剂有,轧钢皮、连铸铁皮、铁矿石、烧结返矿、锰矿石等固体氧化剂和氧气。脱磷时利用,氧化铁或,氧气将铁水中的磷氧化,成,P,2,O,5,，,在,与石灰中的,CaO,结合生成磷酸钙留在渣中，其反应,具体,如下,:,相关知识,石灰系脱磷剂的优点:石灰系脱磷剂来源广，价格便宜，脱磷率很高。,（,1,）确定设备运行正常无误。,（,2,）将待处理的铁水包车开至铁水脱磷预处理工位，降下烟罩，下降氧枪吹氧，氧枪,枪位,遵循低,高,低的原则进行阶段性调整，供氧流量和强度视情况不同而异。,（,3,）吹氧的同时降下喷粉枪向铁水包内喷入石灰系脱磷剂，有的情况下可能会加入,氧化,铁皮球或氧化铁皮进行调温。,（,4,）处理时间到后提起烟罩，并且提起氧枪、喷粉枪。,（,5,）将铁水包倾翻后进行扒渣，扒渣完毕铁水包复位，测温取样。,任务实施,专用转炉脱磷处理是在炼钢车间专门用一座转炉对铁水进行脱磷预处理。专用转炉,脱磷,预处理的操作方式是顶吹氧气，同时用氮气做载气喷吹石灰系脱磷剂，脱磷后铁水移至,转炉,内炼钢,。下图是,日本住友开发的专用转炉预脱磷工艺，称为两级转炉串联,操作,SRP,（,Simple Refining Process,）,工艺。,知识拓展,任务三,1.,铁水预脱硅处理的意义,2.,铁水预脱硅处理原理及常用的脱硅剂,3.,预脱硅的方法,铁水预脱硅,学习目标,任务描述,学习目标,通过对铁水预脱硅处理的,学习，掌握,铁水预脱硅常用的处理方法和脱硅剂种类,，并且,认识铁水预脱硅在铁水预处理中的重要意义。,熟悉,铁水预处理的顺序，能正确完成铁水预脱硅操作。,任务描述,铁水预脱硅与预脱磷关系密切，要求知道铁水脱硅预处理的意义、原理，了解,铁水预,脱硅的方法和脱硅剂，学习铁水预脱硅的操作过程。,一、铁水预脱硅处理的,意义,（,1,）减少脱磷剂用量，提高脱磷、脱硅效率。,（,2,）减少石灰用量，减少喷溅，提高金属收得率，降低综合冶炼成本。,相关知识,二,、铁水预脱硅处理原理及常用的脱硅,剂,常使用的脱硅剂以提供氧源的氧化剂材料为主剂，以调整炉渣碱度和改善流动性的,溶剂,为副剂。氧化剂有固体氧化剂和气体氧化剂两种，固体氧化剂主要是氧化物（如连铸和,轧钢,的氧化铁皮（铁鳞）、精矿粉、烧结矿粉、氧化铁烟尘等）或锰矿粉,;,气体氧化剂主要是,氧气,，,其,具体的化学反应机理如下,:,相关知识,三、预脱硅的,方法,目前铁水预脱硅方法按处理场所不同，可分为在,高炉出铁过程中向炉前铁水沟加,固体氧化剂,连续脱硅法,，,向铁水包或鱼雷罐内喷射脱硅剂,和,吹氧法脱硅,。高炉出铁场是主要,的炉,外脱硅场所，一般后两种方法只是作为在出铁场脱硅达不到目标的补充手段。铁水,脱硅方式,的选择主要是根据铁水含硅量、要求处理后的含硅量和已有的设备场地限制等条件,来确定,。,相关知识,三、预脱硅的,方法,相关知识,脱硅剂自然落入,铁沟,1,料仓;2脱硅剂;3主铁沟;4高炉渣;,5,脱硅渣;6渣罐;7铁水;8鱼雷罐车,铁沟内喷吹脱硅,1,料仓;2给料机;3皮带机;4料仓;,5,定量给料器;6输送装置;7载气;,8,喷枪;9主沟;10摆动溜槽; 11铁水罐,三、预脱硅的,方法,1.,高炉铁水沟脱硅处理的优点,脱硅,不需要增加脱硅时间工序、处理能力大，热损失少，铁水温降不大，处理后温度较铁 水罐脱硅高,100,左右，渣铁分离方便。,2,.,高炉铁水沟脱硅处理的缺点,用于,脱硅反应的氧化剂利用率低，工作条件差，铁水罐装入量减少,10%,30%,，出铁,中的,硅含量，铁流大小和温度较难控制，影响了脱硅的稳定性。,相关知识,一、原料,准备,（,1,）,氧化铁皮,（连铸氧化铁皮或轧钢氧化铁皮） 成分,:TFe70%,，粒度,3mm,，数量,1t;,烧结,矿粉,:,品位,55%,，粒度,3mm,，数量,1.5t,。,（,2,）,石灰,CaO90%,，粒度,3mm,，活性度,300,，数量,500kg,。,（,3,）,萤石,CaF,2,85%,，粒度,3mm,，数量,100kg,。,（,4,）,铁水包测温枪（长柄）和取样工具,。,（,5,）,铁水包预,热，实验之前将铁水包预热至,700,以上,。氧,化铁皮脱硅剂配比,:,氧化铁皮,1000kg,，石灰,200kg,，萤石,50kg,，并且事先混匀。,任务实施,二、出铁进行预,脱硅,（,1,）出铁前将出铁平台清理干净。,（,2,）将混匀的氧化铁皮预脱硅剂准备在投入铁水沟位置，开铁口出铁。,（,3,）当铁水流过脱硅剂投入位置时，开始陆续投入氧化铁皮脱硅剂，脱硅剂加入速度,与出铁,速度相对应，速度不要太快，在铁水出完之前加完全部脱硫剂。,（,4,）铁水包进入扒渣工位进行扒渣处理，并测温、取样。,任务实施,铁水,预脱硅处理方法从搅拌方式不同还可分为,吹气搅拌,、,铁水落下流搅拌,、,喷吹的气,粉流,搅拌,和,叶轮搅拌,。从改善处理剂和铁水反应动力学条件看，后两种较好，但需有相应的,设备,，铁水落下流搅拌最简单，吹气搅拌次之。,知识拓展,本项目主要讲述了铁水预脱硫、脱磷和脱硅的几种基本工艺方法和其相应的工艺,装置,，,要求,重点掌握铁水预脱硫、磷、硅的主流工艺方法和作用，并且要清楚认识铁水三脱,预处理操作,工艺。学习过程要对铁水三脱过程中各种反应机理有清楚的认识，并要对其相关,知识,有所了解。,项目小结,THANKS!,