頂?shù)讖痛倒に嚰拌F水預處理簡介-課件

第一講

頂?shù)讖痛倒に嚰拌F水預處理簡介1ppt課件

1側(cè)吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法

1952年，唐山鋼廠用堿性側(cè)吹空氣轉(zhuǎn)爐吹煉中磷鐵水(ω[P]%=0.2～O.6)獲得成功。它是通過搖爐，調(diào)節(jié)熔池面與風眼的相對位置和吹煉深度，控制造渣，進行鋼水脫碳和脫磷。1958年普遍推廣。但空氣側(cè)吹風眼侵蝕嚴重，吹損大，熱量不充裕等缺點。

1973年，沈陽第一煉鋼廠和東北工學院提出了轉(zhuǎn)爐側(cè)吹全氧煉鋼法，并在3噸側(cè)吹轉(zhuǎn)爐上進行試驗獲得成功。2ppt課件1-1氧氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐爐型3ppt課件

1.1全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法冶金過程

吹煉過程的基本控制和工藝國內(nèi)3～8t全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐，基本上保持空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐搖爐控制制度，可通過控制裝入角度和合理搖爐，實行對造渣和冶金過程的靈活控制。全氧側(cè)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程中熔池成分的變化規(guī)律基本上與堿性氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和平爐相似，可以進行前期脫磷。圖1—2為轉(zhuǎn)爐三種吹氧煉鋼典型的熔池成分變化規(guī)律。4ppt課件

圖1-2熔池成分變化規(guī)律5ppt課件1.3氧氣底吹轉(zhuǎn)爐與頂吹轉(zhuǎn)爐的比較

6ppt課件2頂?shù)讖秃洗禑掁D(zhuǎn)爐煉鋼法

1978年4月，法國鋼鐵研究院(IRSID)在頂吹轉(zhuǎn)爐上進行了底吹惰性氣體攪拌的實驗并獲得成功;

1979年4月,日本住友發(fā)表了轉(zhuǎn)爐復合吹煉的報告。到1981年底，全世界采用復吹轉(zhuǎn)爐達81座。

我國首鋼、鞍鋼分別在1980年和1981年開始進行復吹的實驗研究，并于1983年分別在首鋼30噸轉(zhuǎn)爐和鞍鋼180噸轉(zhuǎn)爐上推廣使用。7ppt課件圖1-3頂?shù)讖秃洗禑掁D(zhuǎn)爐示意圖8ppt課件頂?shù)讖秃洗禑挿ǖ囊苯鹛攸c

(1)由于增加了底部供氣，加強了熔池的攪拌力①使熔池內(nèi)成分和溫度的不均勻性得到了改善。②改善了渣-金屬間的平衡條件，減少了鋼和渣的過氧化現(xiàn)象，③提高了鋼液中的殘錳含量，④降低了鋼液中的磷含量，減少了噴濺。⑤金屬中的碳氧更接近于平衡，對降低鋼中的溶解氧有明顯效果。這對冶煉低碳鋼十分有利。(2)通過改變頂槍槍位和頂?shù)状抵贫?，可以控制化渣，有利于充分發(fā)揮爐渣的作用。9ppt課件圖1-3轉(zhuǎn)爐碳氧關系圖10ppt課件底部供氣強度和熔池混合時間的關系11ppt課件

圖30為各種復吹方法底部供氣強度和熔池混合時間的關系。由圖可看出，底部僅吹惰性氣體或中性及弱氧化性氣體攪拌時，供氣強度一般小于或等于0.5m3／t·min；而使用氧氣時其底吹強度較高。

由圖30還可看出，采用底吹法時熔池混合時間約10秒左右；而頂吹法則需要100秒以上。說明頂吹法對熔池缺乏足夠的攪拌，而底吹對熔池起顯著的攪拌作用。但是，頂?shù)讖秃洗禑?，由于減少了Fe、Mn、C等元素的氧化放熱，同時吹入的攪拌氣體如Ar、N2、CO2等要吸收熔池的顯熱，以及吹入的CO2代替了部分工業(yè)氧，使熔池中放熱量減少，因此，導致廢鋼裝入量的減少，鐵水用量增加。12ppt課件2.1頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐煉鋼法的類型

歸納起來主要有四類：

(1)底部攪拌型LD—KG、頂部100％供氧氣，底部吹煉前期供氮氣，后期為氬氣，底部多使用集管式、多孔塞磚或多層環(huán)縫管式供氣元件。(2)頂、底吹氧型LD一OB、LD—HC、頂部供氧比為60％～95％，底部40％～5％，底部中心管供氧，環(huán)管供冷卻劑。(3)噴吹石灰型K—BOP

在吹氧的同時，還可以噴吹石灰等熔劑。4）噴吹燃料型頂?shù)讉?cè)三向以氧氣作載流噴吹煤粉、燃油或燃氣。13ppt課件2.1.1頂?shù)讖秃洗禑挿ǖ姆N類及其特征

頂?shù)讖秃洗禑掁D(zhuǎn)爐按底部供氣方式分為兩大類；(1)頂吹氧氣、底吹惰性或中性或弱氧化性氣體的轉(zhuǎn)爐。此法除底部全程恒流量供氣和頂吹槍位適當提高外，冶煉工藝制度基本與頂吹相同。底部供氣強度屬于弱攪拌型。由于底部供氣的作用，強化了熔池攪拌。圖27a、b分別為頂吹和復合吹煉轉(zhuǎn)爐主要元素的濃度變化。(2)頂、底均吹氧的轉(zhuǎn)爐。20～40％的氧由底部吹入熔池，其余的氧由頂槍吹入。14ppt課件15ppt課件16ppt課件2.2頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐內(nèi)的反應

1成渣速度

復吹轉(zhuǎn)爐與頂吹、底吹兩種轉(zhuǎn)爐相比，熔池攪拌范圍大，而且強烈，從底部噴入石灰粉造渣，成渣速度快。通過調(diào)節(jié)氧槍槍位化渣，加上底部氣體的攪動，形成高堿度、流動性良好和一定氧化性的爐渣，需要的時間比頂吹轉(zhuǎn)爐或底吹轉(zhuǎn)爐的都短。

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復吹轉(zhuǎn)爐渣中∑(FeO)從吹煉初期開始到中期逐漸降低，中期變化平穩(wěn)，后期又稍有升高，其變化的曲線與頂吹轉(zhuǎn)爐有某些相似之處。2.2.1復吹轉(zhuǎn)爐渣中∑(FeO)含量變化18ppt課件

就渣中

(FeO)含量而言，頂吹轉(zhuǎn)爐>復吹轉(zhuǎn)爐>底吹轉(zhuǎn)爐。2.2.2頂吹.復吹.底吹轉(zhuǎn)爐渣中(FeO)比較19ppt課件1)從底部吹入的氧，生成的FeO在熔池的上升過程中被消耗掉；2)有底吹氣體攪拌，渣中∑ω(FeO)低，也能化渣，不需要高的∑ω(FeO)；3)上部有頂槍吹氧，所以它的(FeO)含量比底吹氧氣的還是要高。2.2.3復吹轉(zhuǎn)爐渣∑ω(FeO)低于頂吹原因20ppt課件2.3鋼水中的碳

復吹轉(zhuǎn)爐鋼水的脫碳速度高而且比較均勻，原因是從頂部吹入大部分氧。從底部吹入少量氧，供氧比較均勻，脫碳反應也就比較均勻，使渣中∑ω(FeO)含量始終不高。在熔池底部生成的FeO與[C]有更多的機會反應，F(xiàn)eO不易聚集，從而很少產(chǎn)生噴濺。21ppt課件復吹轉(zhuǎn)爐的[C]-[O]關系線低于頂吹轉(zhuǎn)爐，比較接近底吹轉(zhuǎn)爐的[C]-[O]關系線。在相同含碳量下。復吹轉(zhuǎn)爐金屬收得率高于頂吹轉(zhuǎn)爐。復吹.頂吹.底吹轉(zhuǎn)爐吹煉終點ω[C]和ω[O]22ppt課件

吹入惰性氣體后，鋼水中[C]-[O]的關系線下移，原因是吹入熔池中的N或Ar氣泡降低CO的分壓，為脫碳反應提供場所。因此，在相同含碳量時，復吹含氧量低于頂吹。復吹底部吹惰性氣體后鋼水中[O]-[O]關系23ppt課件復吹(FeO)低，吹煉初期，鋼水中的[Mn]只有30%～40％被氧化，待溫度升高后，在吹煉中后期，又開始回錳,殘錳較頂吹高。

2.4鋼水中的錳24ppt課件

從爐底吹入氧氣，可與金屬液反應生成FeO，F(xiàn)eO與[P]反應，氧也有可能直接氧化[P]生成P2O5。從反應的動力學看，強有力的攪拌有利脫磷，在吹煉初期．脫磷率可達40%～60%，以后保持平穩(wěn)，吹煉后期．脫磷加快。復吹磷的分配系數(shù)相當于底吹，而比頂吹高。2.5鋼水中的磷25ppt課件2.6鋼水中的硫

復吹脫硫條件較好，原因有四個方面：1)底噴石灰粉、頂吹氧，形成高堿爐渣；2)渣中∑ω(FeO)比頂吹低；3)底噴石灰粉，改善脫硫反應動力學條件；4)熔池攪拌好，反應界面大，脫硫動力學條件好。

26ppt課件頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐的特點①復吹轉(zhuǎn)爐石灰單耗低；②渣量少；③單耗相當于底吹轉(zhuǎn)爐；④

氧耗介于頂吹與底吹之間；⑤復吹能形成高堿度氧化性爐渣，提前脫磷；⑥直接拉碳，生產(chǎn)低碳鋼種。27ppt課件氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術發(fā)展①轉(zhuǎn)爐大型化②少渣冶煉③鐵水預處理④長壽轉(zhuǎn)爐⑤負能煉鋼⑥全自動吹煉28ppt課件3頂?shù)讖秃洗瞪僭睙捈夹g

鐵水經(jīng)預脫硅、預脫磷和預脫硫處理后，轉(zhuǎn)爐內(nèi)只進行脫碳和升溫操作。這就是轉(zhuǎn)爐少渣冶煉的基本含義?！MP法－1979年，新日鐵室蘭廠開發(fā)了脫硅鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的小渣量冶煉法?！RP法－在上基礎上，新日鐵君津廠1982年采用石灰熔劑脫磷、脫硫預處理方法?！ARP法－同年，日本住友金屬也投產(chǎn)采用了蘇打粉進行水預處理方法。·

OLTPS法－1983年，神戶制鋼開發(fā)了石灰和蘇打粉聯(lián)合預處理鐵水方法。29ppt課件3.1.復吹轉(zhuǎn)爐少渣冶煉的冶金特性：

(1)還原性功能渣量少，復吹轉(zhuǎn)爐∑ω(FeO)低，底部吹Ar或N，使渣、鋼的氧分壓都降低，具有還原性功能。吹入的錳礦粉MnO直接還原，提高鋼液錳含量。(2)鋼中的氫明顯減少由于散裝料及鐵合金消耗量減少，少渣精煉時鋼水和爐渣的氫含量明顯減少，可以穩(wěn)定地得到終點ω[H]％＜2.0×10-6的鋼水。

(3)鐵損明顯減少由于渣量減少，渣帶走的鐵損少。但渣層薄，煙氣帶走的煙塵量增多。30ppt課件定義：鐵水在兌入轉(zhuǎn)爐之前進行的脫硫、脫磷或脫硅操作叫做鐵水預處理。目的：減輕高爐、轉(zhuǎn)爐的負擔，提高生產(chǎn)率。4鐵水預處理技術31ppt課件A對鐵水的質(zhì)量要求1）溫度≥1250℃而且穩(wěn)定一般應保證入爐時仍在1250℃～1300℃以上。2）成分合適而且波動小（1）國標規(guī)定鐵水的含磷量小于0.4%。（2）因此國標規(guī)定鐵水含硫量≤0.07%。（3）含硅量高于0.8%應進行預脫硅處理。（4）我國鐵水含錳都不高，多為0.2%～0.4%。（5）≥3.5%的含碳量即可滿足冶煉要求，而通常鐵水含碳4%左右，故一般不做要求。3）帶渣量≤0.5%高爐渣含有大量S、SiO2，帶渣量不得超0.5%。32ppt課件鐵

種煉

鋼

用

生

鐵鐵

號牌號煉04煉08煉10代號L04L08L10

煉鋼用生鐵化學成分標準（GB717—82）C≥3.50Si≤0.45>0.45～0.85>0.85～1.25Mn一組≤0.30二組>0.30～0.50三組>0.50P一級≤0.15二級>0.15～0.25三級>0.25～0.40特類≤0.02S一類>0.02～0.03二類>0.03～0.05三類>0.05～0.0733ppt課件廠

家化

學

成

分

ω/%入爐溫度/℃SiMnPSV首

鋼0.20～0.400.40～0.50≤0.10<0.0501310鞍鋼三煉0.520.45(≤0.10)①0.013(>1250)

①武鋼二煉0.67≤0.30≤0.0150.0241220～1310包

鋼0.721.730.5800.047>1200攀

鋼0.0640.0520.0500.323寶

鋼0.40～0.80≥0.40≤0.120≤0.040表1-2我國一些鋼廠用鐵水成分34ppt課件國家或廠名化

學

成

分

ω/%SiMnPS美國0.80～1.200.60～1.00≤0.15≤0.030日本大分廠0.55～0.600.097～0.1050.020～0.023英國托爾伯特廠0.650.75<0.150.030聯(lián)邦德國布魯豪克森廠0.580.710.2～0.30.023表1-3國外一些廠家用鐵水平均成分35ppt課件B鐵水中各元素含量對工藝的影響（1）高爐內(nèi)不能去磷如果鐵水的含磷量超過0.4%,或者吹煉低磷鋼，則需采用雙渣法冶煉或?qū)﹁F水進行預脫磷處理。（2）鐵水的含硫量≤0.07%轉(zhuǎn)爐的脫硫效果不理想，單渣法冶煉時的脫硫率僅為30%～35%。36ppt課件（3）鐵水的含硅量

硅是主要發(fā)熱元素之一，硅量每增0.1%，廢鋼比可增1.3%～1.5%。含硅量低于0.5%,鐵水化學熱不足。含硅量高于0.8%,會增加造渣材料消耗，渣量大，引起噴濺，增加金屬損失，爐襯侵蝕加??；同時，渣中的FeO、MnO含量相對降低，易在石灰塊表面生成一層熔點2130℃的2CaO·SiO2外殼，不利于早期的去磷。37ppt課件（4）鐵水的含錳量鐵水中的錳是一種有益元素，主要體現(xiàn)在錳氧化后生成的氧化錳能促使石灰溶解，有利于提高爐齡和減輕氧槍粘鋼。我國鐵水含錳量都不高，多為0.2%～0.4%?？上蚋郀t的原料中配加錳礦石，但這將會焦比升高和高爐的生產(chǎn)率下降。（5）鐵水的含碳量碳也是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要發(fā)熱元素，≥3.5%的含碳量即可滿足冶煉要求，而通常鐵水含碳4%左右.38ppt課件鐵水爐外脫硫鐵水脫硫的條件比鋼水優(yōu)越，鐵水中碳、硅、磷等元素的含量高，硫的活度系數(shù)大，同時鐵水中的氧含量低，脫硫效率比鋼水脫硫高4～6倍，?；舅悸罚合蜩F水中加入脫硫劑使之化合入渣。39ppt課件（1）脫硫劑①電石粉（CaC2）脫硫反應：CaC2（S）+[S]=CaS(S)+2[C]脫硫能力強，但有少量CO逸出，并帶出電石粉，污染環(huán)境，必須安裝除塵裝置。②石灰粉（CaO）脫硫反應：2CaO+[S]+1/2[Si]=CaS(S)+1/22CaO·SiO2成本低，脫硫能力差，且石灰表面會出現(xiàn)C2S，阻礙反應進行，常配鋁或蘇打粉避免C2S的生成：CaO(S)+[S]+2/3[Al]=CaS(S)+1/3Al2O3（S）使脫硫速度和效率明顯提高40ppt課件③蘇打粉（Na2CO3）脫硫反應：Na2CO3+[S]+[Si]=Na2S+SiO2+{CO}特點：脫硫能力很強，且產(chǎn)生的氣體具有攪拌作用，脫硫速度快，但價格貴且污染嚴重，常與其它粉劑配成復合脫硫劑。41ppt課件④金屬鎂脫硫反應：金屬鎂的沸點僅為1107℃，鐵水溫度下為氣體，故脫硫反應為：{Mg}+[S]=MgS特點：金屬鎂直接加入鐵水時，會發(fā)生爆發(fā)式氣化反應，因此不能單獨使用，常與其它粉劑組成復合脫硫劑。脫硫劑的能力強弱順序為：Na2CO3、CaC2、Mg、CaO復合脫硫劑：如電石粉+石灰粉、金屬鎂+電石粉、石灰粉+蘇打粉、金屬鎂+石灰粉等。42ppt課件（2）脫硫方法及效果：機械攪拌法和噴吹法。①機械攪拌法混合方式：將脫硫劑加入鐵水罐中，攪拌器插入鐵水攪拌。具有代表性的是日本的KR法（電石粉為主），武鋼二煉79年引進，經(jīng)消化改造使用以石灰粉為主的脫硫劑。KR法脫硫裝置示意圖1—攪拌器.2—脫硫劑輸入

3—鐵水包，4—鐵水，

5—排煙煙道43ppt課件②噴吹法以氣體為載體，利用噴槍將粉狀脫硫劑噴射到鐵水中。寶鋼80年代由日本引進，噴吹電石粉。

噴吹法脫硫裝置示意圖44ppt課件45ppt課件2）鐵水預脫硅（1）脫硅劑：氧化鐵皮和燒結礦粉為主，配加少量石灰和螢石以降低渣子的黏度。46ppt課件（2）脫硅方法