炼钢工艺学

冶2007-1、2班《炼钢工艺学》复习题（详见课本和笔记）2010.7.8

（授课教师：刘宇雁）

1.铁水预处理的“三脱”是指脱硅、脱磷、脱硫。

2.铁水预处理指铁水在兑入炼钢炉之前，为除去某种有害成分( 如S、P、Si等)或提取/

回收某种有益成分(如V、Nb 等)的处理过程。或铁水在兑入转炉之前进行的脱硫、脱磷或脱硅操作。

3.铁水预处理目的及意义：主要是使其中硫、硅、磷含量降低到所要求范围，以简化炼

钢过程，提高钢的质量。

⑪有效提高铁水质量；⑫减轻炼钢负担；

⑬为优化炼钢工艺，提高钢材质量创造良好条件；

⑭对特殊铁水预处理而言，可有效回收利用有益元素，实现综合利用。

4.铁水预脱硅技术的目的：

⑪减少转炉石灰耗量（硅氧化形成的SiO2大大降低渣的碱度），减少渣量和铁损，改善操作和提高炼钢经济技术指标。

⑫铁水预脱P的需要，可减少脱磷剂用量、提高脱磷、脱S效率。

当铁水[Si]＞0.15%时，脱磷剂用量急剧增大。因此，脱磷处理前需将铁水含[Si]脱至＜0.15％，这个值远远低于高炉铁水的硅含量，也就是说，只有当铁水中的硅大部分氧化后，磷才能被迅速氧化去除。所以脱磷前必须先脱硅。

铁水预脱P的最佳[Si]

：

初始

①苏打脱P：[Si]

初始<0.1%

②石灰熔剂脱P：[Si]

初始0.10～0.15%

⑬对含V或Nb等特殊铁水，预脱Si可为富集V2O5和Nb2O5等创造条件。

5.铁水预脱硫技术迅速发展的原因：

⑪用户对钢的品种和质量要求提高。

⑫连铸技术的发展要求钢中硫含量进一步降低，否则连铸坯容易产生内裂，铁水脱硫可满足冶炼低硫钢和超低硫钢种的要求。

⑬铁水中碳、硅、磷等元素的含量高，可提高硫在铁水中的活度系数，而有利于脱硫，同时铁水中的氧含量低，没有强烈的氧化性气氛，有利于直接使用一些强脱硫剂，如电石（CaC2）、金属镁等；故铁水脱硫效率高。

⑭铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。其费用比值为：高炉脱硫：铁水预处理脱硫：转炉：炉外精炼=2.6：1：16.9：6.10 ⑮降低炼铁和炼钢炉脱硫负担; 有利于降低消耗和成本，并增加产量。

⑯提高炼铁和炼钢经济技术指标；有效提高钢铁企业铁、钢、材的综合经济效益。

全程脱硫：高炉－铁水炉外－炼钢炉(－精炼炉)→实现铁水深度脱硫，经济有效生产超低S高级优质钢；

⑰提高钢质、扩大品种、优化工艺（改善转炉炼钢操作）；

6.铁水预脱硫优点（铁水脱硫条件比钢水脱硫优越的主要原因）

用优质铁水炼钢，是提高产品质量、扩大品种、增加效益和增强产品市场竞争力的重要条件之一，也是生产低硫洁净钢的基础。铁水炉外脱硫有利于提高炼铁、炼钢技术经济指标。通过比较各种脱硫工艺，铁水脱硫预处理工艺有如下优点：

⑪铁水中[C]、[Si]较高，fs↑，提高硫的反应能力；

⑫铁水中[O]较低，提高渣铁之间的硫分配比（Ls↑），脱硫效率高；

⑬搅拌充分，脱硫剂利用率高，脱硫速度快；

⑭铁水脱硫可提高炼铁炼钢的生产能力、节约工序能源、降低成本。

⑮故铁水脱硫费用费用比其他工序低。

7.铁水预脱硫技术的发展：铁水炉外脱硫技术在20世纪60年代氧气顶吹转炉炼钢工艺发展后得到迅速推广，在国外已趋成熟，在实际生产中大量应用，处理工艺方法约数十种之多。先后发明的工艺大致可分为分批处理法和连续处理法两大类，其中分批处理法又可分为铺撒法/投入法(含倒包法)、机械搅拌法、吹气搅拌法、喷射法、镁脱硫法等。目前常用的方法有喷吹法和KR机械搅拌法。

8.铁水脱硫预处理的工艺方法：⑪投掷（入）法：将脱硫剂投入铁水中。⑫喷吹法：将脱硫剂喷入铁水中。⑬搅拌法（KR法）：将通过中空机械搅拌器向铁水内加入脱硫剂，搅拌脱硫。

9.常用铁水预脱硫剂有石灰、碳化钙、苏打、金属镁及复合脱硫剂等。

10.提高铁水脱硫效果的措施：

1）热力学条件。

⑪fs↑（[C]↑、[Si]↑）；⑫降低氧位，即[O]↓、（O2－）↓（加入铝）

⑬脱硫剂用量↑（同时生产费用↑）；⑭控制好温度。

2）动力学条件。

⑪根据铁水条件及钢种要求，选择适当主脱硫剂。即要满足脱硫要求，又要尽量降低脱硫成本且操作方便。脱硫要求一般时（轻脱硫），脱硫剂组成以石灰粉为主；生产低硫生铁时，以电石粉为主（深脱硫）。

⑫添加适当促进剂。⑬适当减小脱硫剂粒度，增大反应界面，加快脱硫速度；

⑭强化熔池搅拌，增加逗留时间，减小扩散边界层厚度，提高混匀搅拌效率，均可加快脱硫反应速度；

⑮控制好温度。提高铁水温度，增大硫的传质系数；

⑯选择适当的喷吹参数，以取得最佳喷吹效果。

11.选择脱硫方法的原则（铁水脱硫方案的选择）

⑪铁水条件供应条件；⑫冶炼钢种要求；

⑬处理规模（处理能力，作业率）、工艺流程（铁水运输方式）及总图布置（布置位置）；⑭脱硫效率及脱硫剂消耗；⑮处理成本（设备和基建费用）；

⑯铁水温降；⑰预留铁水三脱的可能性；⑱环境污染

12.转炉的内衬由绝热层/隔热层、永久层、工作层组成。

13.转炉炉衬损坏原因主要为机械作用、高温作用、化学侵蚀、炉衬剥落。或机械冲击

和磨损、耐材的高温溶解、高温溶液渗透、高温下气体挥发。

14.炼钢的基本任务：“四脱”（脱碳、脱氧、脱磷和脱硫），“二去（去气和去夹杂）”，“两

调整”（调整温度和成分）。

15.炼钢生产中熔渣的主要作用（有利作用）：

⑪通过调整熔渣成分氧化还原钢液，使钢液中硅、锰、铬等元素氧化或还原的硫、磷、氧等元素；⑫吸收钢液中的非金属夹杂物；⑬防止炉衬的过分侵蚀；⑭覆盖钢液，减少散热和防止二次氧化和吸氢。

其他作用：在不同炼钢方法中，熔渣还有其独特的作用。如：

①氧气顶吹转炉炼钢过程→熔渣－钢液滴－气泡形成高度的乳化相→钢渣接触面积↑→加速吹炼过程。

②电弧炉炼钢时→稳弧（稳定电弧燃烧）和传热→良好的泡沫渣能包围住弧光→弧

光对炉衬的辐射侵蚀↓

③电渣重熔时→作电阻发热体→可重熔和精炼金属（电渣炉）

④出钢时→钢液的二次氧化↓

⑤浇注时→作保护渣，可减少氧化，防止散热，并改善铸坯表面质量等。