铁水预处理工作的发展(之一)：铁水预脱硅处理
铁水预处理
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王丽 丽
8 铁水预处理
铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进行的各种处理。 铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进行的各种处理。 普通铁水预处理包括：铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱磷。 普通铁水预处理包括：铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱磷。 8.1 铁水预脱硫 脱硫剂：石灰粉（CaO）、电石粉（ ）、电石粉 和金属镁。 1、脱硫剂：石灰粉（CaO）、电石粉（CaC2）和金属镁。 石灰粉： 1）石灰粉： 2CaO（S）+ [S] + 1/2[Si] =(CaS)（S） + 1/2(Ca2SiO4) ） 电石粉： 2）电石粉： CaC2(S）+ [S] ==(CaS)（S） + 2[C] ） 2(S） 电石粉需要以惰性气体密封保存和运输。 电石粉需要以惰性气体密封保存和运输。 金属镁： 3）金属镁： Mg+ [S]=MgS(S) 金属镁活性高，极易氧化，易燃易爆， 金属镁活性高，极易氧化，易燃易爆，所以镁粒必须表面 钝化后才能安全的运输、储存和使用。 钝化后才能安全的运输、储存和使用。
镁在铁水温度下与硫有较强的亲和力。特别是在低温下 镁在铁水温度下与硫有较强的亲和力。 镁脱硫效率极高。用镁脱硫铁水温降小， 镁脱硫效率极高。用镁脱硫铁水温降小，渣量及铁损均 少且不损坏处理罐内衬，也不影响环境。 少且不损坏处理罐内衬，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。 镁脱硫工艺获得了迅猛的发展。 镁价格昂贵，保存时须防止吸潮。 镁价格昂贵，保存时须防止吸潮。 2、脱硫方法——喷吹法 脱硫方法——喷吹法 —— 此法是用喷枪以惰性气体为载体， 此法是用喷枪以惰性气体为载体，将脱硫剂与气体混合 吹入铁水深部， 吹入铁水深部，以搅动铁水与脱硫剂充分混合的脱硫方 该法可以在鱼雷罐车或铁水包内处理铁水。 法。该法可以在鱼雷罐车或铁水包内处理铁水。
铁水预处理工艺方法及原理
铁水预处理工艺方法及原理铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉前对其进行脱除杂质元素的一种处理工艺。
常用的工艺方法有：铁沟散料法、铁水罐内喷吹法、铁水罐内机械搅拌法等。
（1）铁沟散料法：高炉出铁时，在铁沟内的铁水上散入工业纯碱（Na2CO3）或复合脱硫剂（由Na2CO3 、CaO、CaCO3、CaF2、C粉等配合而成），利用铁水流动时的冲击湍流运动使铁水与脱硫剂搅拌混合，促进脱硫反应，达到脱硫目的。
该法简便易行，但脱硫效率波动大（约为20—60%）、环境污染大、恢硫多。
已基本不用。
（2）铁水罐内喷吹法：如右图所示：在送去转炉的铁路线上设立喷吹脱硫站，喷枪的铁管外复合有耐火材料浇注料，可插入铁水内一定深度，以空气为载体，喷入粉状脱硫剂，进行脱硫，而后耙除脱硫渣，防止恢硫（脱硫渣如果不去掉，在后续过程中，脱硫渣中的硫又会返回铁水中，造成恢硫）。
由于该法使脱硫剂与铁水接触良好，脱硫效率较高，还可脱除部分硅和碳。
常用的脱硫剂：a、钝化石灰粉（不含钝化剂的石灰，存放时间稍长，吸水到一定程度，就会堵塞喷吹系统）。
优点：成本较低、脱硫效率较高。
缺点：环保较差、铁水温降较大。
b、复合脱硫剂（由Na2CO3 、CaO、CaCO3、CaF2、C粉等配合而成）。
优点：成本较低、脱硫效率较高、比钝化石灰粉较易耙渣。
缺点：环保较差、铁水温降较大。
c、钝化镁粒（金属镁粒需钝化，否则存放时易氧化，同时载体需改为氮气）。
金属镁粒喷入铁水后，会迅速气化，与铁水接触条件更好，脱硫率很高。
优点：脱硫率很高、喷吹设备和操作很简单、环保较好、铁水温降很小、脱硫渣量很小。
缺点：成本高。
d、钝化镁粒与钝化石灰混喷（结合了金属镁粒脱硫率很高和钝化石灰成本低的优点，还可根据铁水含硫量和所炼钢种，来调节钝化镁粒（0—100%）与钝化石灰的配比，从而达到最佳成本与脱硫率的配合。
优点：脱硫率很高且可调、环保较好、铁水温降较小、脱硫渣量较小、成本较低且可调。
缺点：喷吹设备投资较大、操作较复杂。
铁水预处理技术的现状及发展程常桂(武钢金属回收公司).
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％。
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。
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％）。
（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， 对处理装臵的寿命有益。
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（ 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。
3铁水预处理_杨世山三稿_
3.1.2
铁水预处理的优越性
(1) 满足用户对低磷、 低硫或超低磷、 低硫钢的需求。如：轴承钢要求[S] 0.002%，船板钢、 油井管 钢要求 [S]、 [P] 0.005%，管线钢、 Z 向钢、 深冲钢要求 [S] 0.002%等。冶炼这些钢种，铁水的深度预处理 脱磷脱硫是必不可少的。 钢的很多性能都受含硫量及钢中硫化物夹杂的物理和化学性质的影响。 硫化铁、 硫化锰夹杂在热轧 温度下很容易变形，成为延伸形夹杂，引起钢的机械性能的各向异性。除了易切钢的特殊情况外，硫一 般认为是有害元素，尤其是在结构钢中。研究表明[2]：当含硫量小于 0.02%时，板材和带材的横向冲击 值迅速增加，含硫量小于 0.01%断口延伸率也急剧增加。另一个例子是高硅电工钢中含硫量的增大使磁 性恶化。除了对机械性能的影响外，含硫量的增大还对浇铸件和轧制件表面质量极为有害，对连铸钢坯 来说尤其是这样。它使表面缺陷增加，因而影响收得率，增加精整工作量。德国蒂森公司发现钢中含硫 高于 0.02%时的板坯表面缺陷为含硫低于 0.019% 时的两倍。为了避免内部裂纹和保证表面质量，必须 把含硫量限制在 0.020%以内。又如在北极使用的管道钢，它必需符合低温切口韧性的要求。为此，钢 需要有较高的横向延伸性和横向冲击性， 含硫量低于 0.01%就能满足这些要求。 因此， 要提高钢的质量， 就要降低含硫量。 很多优质钢种( 如硅钢) 规定钢中含硫量 0.005%。 对于这些优质钢都用脱硫站将铁水脱 硫后炼钢才有可能经济地达到要求。 另据美国钢铁工业考察资料 [2] 得出，降低钢中硫含量可提高成材率，直接影响着连铸坯的表面质量 和内部质量。因此，世界各钢铁厂冶炼进行连铸的炼钢用铁水均经过铁水预脱硫，处理后的铁水含硫量 均小于 0.01%。它对于改善材料的机械及加工性能，也有明显的效果，如可焊性、 成型性 延展性、 韧性 和断裂韧性等。随着生产的进一步发展，优质钢材的需要量日益增加，这是铁水预脱硫得到发展的重要
(铁水预处理)炼钢工艺学
水含硫又高的小钢铁厂，还经常被采用。
机械搅拌法
靠旋转沉入铁水中的搅拌器或转动盛铁水的容器使铁水 与脱硫剂搅拌混合。
采用搅拌器和采用转动容器机械搅拌法，均可控制铁水 与脱硫剂的搅拌时间和搅拌强度，用CaC2作脱硫剂能得到 >90%的脱硫效率(单向摇包法搅拌混合较差，脱硫率比双向 摇包法约低10％)，可以把铁水中的硫稳定地降低到<0.010％。
1、铁水预脱磷的基本原理
铁水中的磷首先氧化成P2O5，然后与强碱性氧化物结合成 稳定的磷酸盐而去除。
在铁水预脱磷过程中，首先要有适当的氧化剂将溶解于 铁水中的磷氧化，然后采用强有力的固定剂，使被氧化 的磷牢固地结合在炉渣中。
4.4 铁水预脱磷工艺
2、铁水预脱磷方法 ◆ 在高炉出铁沟或出铁槽内进行脱磷 ◆ 在铁水包或鱼雷罐车中进行预脱磷 ◆ 在专用转炉内进行铁水预脱磷
武钢旋转实心搅拌器的KR机械搅拌法，铁水的含硫量 可从0.06%降低到0.005％。实践证明，此类脱硫设备可以用 价廉的石灰进行有效的脱硫。设备最简单，脱硫效率高。
转动容器的回转炉法和摇包法，由于设备复杂，维修费用高 和难于大型化，发展前途不大。
搅拌器法
旋转实心搅拌器的 搅拌法（KR法）
旋转空心搅拌器的搅 拌法（DORA法）
4.5 铁水“三脱”工艺
铁水三脱工艺特点 o 优点： ▪ 可实现转炉少渣冶炼（渣量＜ 30 kg／t）。 ▪ 铁水脱硫有利于冶炼高碳钢、高锰钢、低磷钢、特殊钢
（如轴承钢、不锈钢）等。 ▪ 可提高脱碳速度，有利于转炉高速冶炼。 ▪ 转炉吹炼终点时钢水锰含量高，可用锰矿直接完成钢水合
金化。 o 缺点： ▪ 铁水中发热元素减少，转炉的废钢加入量减少。 转炉少渣炼钢工艺——铁水预处理将S、P（脱P需先脱Si ）
铁水预处理中的硅元素的流动
铁水预处理中的硅元素的流动1.硅的来源在钢铁冶炼过程中硅的主要是由原料中带入的硅以及炼钢后期脱氧剂的加入所带入的硅。
炼钢的原料中硅主要存在于铁水、生铁、及铁合金中。
铁水是转炉炼钢的主要原料。
铁水中含Si量高，炉内的化学热增加（铁水中Si 量增加0.10%，废钢的加入量可提高1.3%-1.5%）；通常铁水中的硅含量为0.30%-0.60%为宜。
2.铁水中的硅含量过高或过低都会对其他工艺产生影响。
初始硅含量对铁水脱碳的影响，随着初始[Si]的增加，脱碳量明显下降，还会发生增碳。
铁水中初始硅含量较高，造低碱度炉渣(R=0．7—1．O)，进行铁水脱硅、脱锰预处理，硅、锰氧化速度比较快，且容易发生回锰。
铁水中初始硅含量较低，造高碱度炉渣(R≥4．0)，进行铁水脱磷、脱硫预处理，磷的氧化速度比较慢随着初始[si]的增加，脱硫量呈下降趋势。
这是因为脱硫需要高炉渣碱度和还原性气氛，以吸收固定被还原的硫。
初始硅含量对铁水脱锰的影响，初始[Si]增加，脱锰量增加；初始[Si]减小，脱锰量随之下降，当初始[si]>0．25％时，平均脱锰率为68．0％，终点[Mn]=0．027％，基本达到了超低锰钢种和高纯生铁的要求；而初始[si]≤0．25％时，脱锰率只有41．9％，终点[M．3=0．002％，36％的炉次都没有脱锰。
由于硅的影响是多方面的所以在炼钢前必须进行铁水脱硅预处理。
3.脱硅的背景脱硅模式主要有高炉炉前预处理脱硅和铁水站预处理脱硅两种方式。
高炉炉前处理又有撇渣器前铁水沟处理和摆动溜槽处理两种方式。
高炉炉前处理有利的一面是：不需要另外投资兴建处理车间，不占用铁水停留时间，充分利用出铁过程中自然形成的铁水落差的冲击力；不利一面是：会恶化炉前操作环境，增设一些设备如喷吹设备、投料设备或多或少会给正常操作带来不利影响，脱硅率较低且不稳定。
用铁水预处理站脱硅，脱硅率较高并相对稳定，工人操作条件较好，但是这种方式需要投资，铁水停留时间增加，温降也相应增加，需要专门机械设备扒渣。
铁水预处理技术2
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三种铁水预脱硅流程：
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炉外脱硫的好处体现在：
高炉： 减轻脱硫负担，稳定、顺行、降低焦比
转炉：解放生产率，冶炼优质钢和合金钢 (高附加值钢种、低硫或极低硫钢)
预脱硫是目前实现全连铸、近终形连铸连轧和 热装热送新工艺的最经济、最可靠的技术保障。
企业：提高铁、钢、材系统的综合经济效益， 提高市场竞争能力。
铁水预处理技术
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(4) 镁 (Mg)系：
种类：
① 镁焦(Magcoke)； ② 镁合金(MgFeSi)； ③ 覆膜镁粒：其惰性保护膜占重量的3%～10%； ④ 覆膜混合镁粒：含Mg30%～80%，余为惰性物质。
镁的脱硫机理： 镁和[S]有很强亲合力，
[Mg ] + [S] ==== MgS(固) Mg(气) + [S] ==== MgS(固)
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3)发展铁水预处理(脱硫)的必要性与紧迫性 是脱硫反应化学冶金学合理性的必要
高炉：动力学条件差，脱硫要付出代价 高炉脱硫：高炉温、焦比高、产量低 转炉：热力学条件不好，几乎无脱硫能力 炉外：可创造良好的热力学和动力学条件
是钢材市场竞争力紧迫性的必要 是企业工艺结构调整、产品发展需求的必要
8.3 铁水预处理脱硅
1 )铁水预脱硅发展背景及现状
转炉炼钢操作-铁水预处理
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四、常见脱硫剂及特点 1.苏打灰
其主要成分为Na2CO3，铁水中加入苏打灰后，与硫作用发生以下3个化学 反应:
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。
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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。 ① KR搅拌法的优点:脱硫效率高、脱硫剂消耗少、金属损耗低。 ② 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。
石灰价格便宜、使用安全，但在石灰粉颗粒表面易形成2CaO·SiO2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。
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四、常见脱硫剂及特点 3.电石粉
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（C2H2）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。
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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。
常用铁水预处理技术
常用铁水预处理技术常用铁水预处理技术铁水预处理基础知识1、什么是铁水预处理？★铁水预处理指铁水兑人炼钢炉之前，为除去某些有害成份或回收某些有益成分的处理过程。
针对炼钢而言，主要是使铁水中硅、磷、硫含量降低到所要求的范围，以简化炼钢过程，提高钢的质量。
铁水预处理具体分为铁水炉外脱硅、脱磷和脱硫，有时脱磷和脱硫同时进行。
对于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、提钨等预处理技术则称为特殊预处理。
2、什么是铁水“三脱”技术？★指铁水兑人炼钢炉之前，进行脱硫、脱硅、脱磷的预处理工艺过程。
3、铁水脱硫的目的是什么？★提高钢质、扩大品种和改善炼钢操作，提高钢的机械、工艺性能。
4、铁水脱硅的目的是什么？⑴减少转炉炼钢渣量、改善操作和提高炼钢经济指标。
硅是氧气转炉炼钢发热的元素，所以为了提高炼钢熔池温度和早化渣，往往希望铁水含硅高一些，但实践证明铁水含硅高时，为了保证转炉渣有较高的碱度，势必增加石灰消耗量，使渣量增多，冶炼时间延长，耗氧量增加，喷溅加剧，铁损增加，并给操作带来困难，从而降低炼钢生产率和增加生产成本。
铁水含硅量一般应控制在0.4％以下的水平。
(2)铁水预脱磷的需要脱硅是铁水预脱磷的先决条件。
铁水预脱磷要求脱磷反应区的氧位高，当加入氧化剂提高氧位时，硅首先就与氧作用而降低铁水中的氧位。
为此，脱磷首先要脱硅，脱磷前控制硅含量一般要求在0.15％以下。
5．铁水脱磷的目的是什么?(1)生产低磷钢、超低磷钢和不锈钢等工艺需要。
磷在钢中对性能的影响，除少数钢种为提高强度或耐大气腐蚀性，要求有一定含磷外，对大多数钢种是有害的，它降低钢的冲击韧性，尤其是低温冲击韧性；磷的枝晶偏析使板材产生带状组织，造成钢板各向异性。
随着新技术材料的发展，对某些品种钢要求磷含量≤0.01％(低磷钢) 或≤0．005％(超低磷钢) 。
用转炉工艺脱磷，虽然有较好的脱磷效果，但达到这种低磷的水平是难以完成的，如采取多次造渣操作，有可能达到，但都存在渣料消耗大，冶炼时间长，热损失大，金属收得率低等问题。
综合考试(名词解释)
转炉炼钢工考试题库（密）名词解释.(19)1、氧枪枪位：氧气顶吹或顶底复吹转炉供氧制度的一个重要工艺参数，即指转炉在吹炼过程中氧枪喷头端部距熔池金属液面的垂直高度。
确定合适的枪位主要考虑两个因素：一是对熔池有一定的冲击面积；二是对熔池有一定的冲击深度。
2、经济炉龄：根据转炉炉龄与成本、钢产量之间的关系，其耐材综合消耗量最少，成本最低，钢产量最高，确保钢质量条件所确定的最佳炉龄就是经济炉龄。
3、冷却剂的冷却效应：在一定条件下，加入1kg冷却剂所消耗的热量，就是该冷却剂的冷却效应。
冷却剂所消耗的热量包括冷却剂提高温度所消耗的物理热和参加化学反应消耗的化学热两个部分。
4、脱氧：向钢中加入脱氧元素，使之与氧发生反应，生成不熔于钢水的脱氧产物，并从钢水中上浮进入渣中，钢中氧含量达到所炼钢种的要求，这项工艺称为脱氧。
5、综合砌炉：在吹炼过程中，由于炉衬各部位的工作条件不同，内衬的蚀损状况和蚀损量也不一样。
针对这一状况，视衬砖损坏程度的差异，在炉衬各部位砌筑不同材质或同一材质不同级别的耐火砖，以保证炉衬的均匀侵蚀的砌炉工艺。
6、洁净钢：（又叫纯净钢）一般是指第一：钢中杂质元素[S]、[P]、[H]、[N]、[O]含量低；第二是钢中非金属夹杂物少，尺寸小，形态要控制（根据用途控制夹杂物球状化）。
7、供氧强度（需写出它的单位）：供氧强度是单位时间内的每吨钢的氧耗量。
它的单位（标态）是m3/(t·min), 可由下式确定：I = Q / T I----供氧强度，Q----氧气流量m3/min ，T----出钢量t.8、合金化：为了调整钢中合金元素含量达到所炼钢钟规格的成分范围，向钢中加入所需的铁合金或金属的操作叫合金化。
9、铁水预处理：铁水兑入转炉之前，为脱硫或脱硅、脱磷而进行的处理过程。
10、熔渣返干：在吹炼过程中，因氧压高，枪位过低，尤其是在碳氧化激烈的中期，（TFe）含量低导致熔渣高熔点矿物的析出，造成熔渣黏度增加，不能覆盖金属液面的现象。
铁水预处理“脱硅—脱硫—脱磷”顺序的选择
铁水预处理“脱硅—脱硫—脱磷”顺序的选择1 CaO作“三脱”剂（1）脱硅－脱硫－脱磷顺序—铁水沟处铁鳞脱硅铁水脱硅是放热反应，铁水温度越低，脱硅的效果越好。
考虑到铁水的脱硫温降和运输、等待温降，若将脱硅置于脱硫之后，脱硅时的铁水温度将较铁水沟脱硅更低，铁水预脱硅工序应尽量置于脱硫之后，而不是在脱硫之前。
脱硫—反应平衡时[%S]达10-4数量级，可满足所有钢种的要求；温度的变化对铁水脱硫效果的影响很小，因此脱硫可考虑提至脱硅之前，在确保脱硫效果的同时使脱硅也处于较好的热力学条件下。
转炉内脱硅、脱磷—有资料表明：铁水中[%Si]大于0.15时为脱硅期，[%Si]小于0.15时脱磷反应才会开始，脱磷反应是放热反应，较低温度的脱磷炉内脱硅的热力学条件应是最佳的。
因此应取消铁水沟处的高温脱硅，将其移至脱硫之后的脱磷转炉内和脱磷一同进行。
（2）脱硫－脱硅、磷顺序“脱硫—脱硅、脱磷”顺序的情况下，脱硫反应平衡时量[%S]下降了一个数量级。
将脱硅任务放在脱硫之后完成，能明显改善CaO粉剂脱硫的热力学条件。
（3）脱硅、脱磷－脱硫顺序在“脱硅、脱磷—脱硫”顺序的情况下，脱硫反应平衡时[%S]为10-3数量级，而在“脱硅—脱硫—脱磷”顺序下，[%S]为10-4数量级，在“脱硫—脱硅、脱磷”顺序下，[%S]为10-5数量级。
显然“脱硫—脱硅、脱磷”顺序下CaO粉剂脱硫反应的热力学条件更好。
（4）同时“三脱”机理研究表明：用氮氧复合气体作载气喷吹CaO粉同时进行铁水预处理“三脱”反应时，脱硅、脱磷主要是在喷枪附近的高氧势区进行的瞬时接触反应；脱硫则是还原性渣和铁水之间的持久接触反应。
对铁水预处理脱硅来说，脱磷转炉顶吹氧加CaO粉剂脱硅的热力学条件是最优的。
CaO的脱磷能力受铁水温度的影响很大，在其它操作条件允许的情况下，应该尽量在低温下脱磷。
“脱硫－脱硅、脱磷”顺序下，专用脱磷转炉脱磷时铁水的温度较同时“三脱”时低。
综合比较认为：CaO作三脱剂时，脱磷应在脱硫之后，并在专用转炉内进行最佳。
铁水预处理中的硅元素的流动
铁水预处理中的硅元素的流动1.硅的来源在钢铁冶炼过程中硅的主要是由原料中带入的硅以及炼钢后期脱氧剂的加入所带入的硅。
炼钢的原料中硅主要存在于铁水、生铁、及铁合金中。
铁水是转炉炼钢的主要原料。
铁水中含Si量高，炉内的化学热增加（铁水中Si 量增加0.10%，废钢的加入量可提高1.3%-1.5%）；通常铁水中的硅含量为0.30%-0.60%为宜。
2.铁水中的硅含量过高或过低都会对其他工艺产生影响。
初始硅含量对铁水脱碳的影响，随着初始[Si]的增加，脱碳量明显下降，还会发生增碳。
铁水中初始硅含量较高，造低碱度炉渣(R=0．7—1．O)，进行铁水脱硅、脱锰预处理，硅、锰氧化速度比较快，且容易发生回锰。
铁水中初始硅含量较低，造高碱度炉渣(R≥4．0)，进行铁水脱磷、脱硫预处理，磷的氧化速度比较慢随着初始[si]的增加，脱硫量呈下降趋势。
这是因为脱硫需要高炉渣碱度和还原性气氛，以吸收固定被还原的硫。
初始硅含量对铁水脱锰的影响，初始[Si]增加，脱锰量增加；初始[Si]减小，脱锰量随之下降，当初始[si]>0．25％时，平均脱锰率为68．0％，终点[Mn]=0．027％，基本达到了超低锰钢种和高纯生铁的要求；而初始[si]≤0．25％时，脱锰率只有41．9％，终点[M．3=0．002％，36％的炉次都没有脱锰。
由于硅的影响是多方面的所以在炼钢前必须进行铁水脱硅预处理。
3.脱硅的背景脱硅模式主要有高炉炉前预处理脱硅和铁水站预处理脱硅两种方式。
高炉炉前处理又有撇渣器前铁水沟处理和摆动溜槽处理两种方式。
高炉炉前处理有利的一面是：不需要另外投资兴建处理车间，不占用铁水停留时间，充分利用出铁过程中自然形成的铁水落差的冲击力；不利一面是：会恶化炉前操作环境，增设一些设备如喷吹设备、投料设备或多或少会给正常操作带来不利影响，脱硅率较低且不稳定。
用铁水预处理站脱硅，脱硅率较高并相对稳定，工人操作条件较好，但是这种方式需要投资，铁水停留时间增加，温降也相应增加，需要专门机械设备扒渣。
铁水预处理
4 .1 铁水预处理简介
为了提高钢的质量，改善高炉和转炉的生产条件，铁水 炉外预处理技术已在世界各国广泛应用。 铁水预处理优点： ➢ 1）铁水炉外脱硫能给高炉减轻负荷，可降低焦比，减少 渣量和提高生产率； ➢ 2）铁水炉外脱磷、脱硫，可使转炉炼钢渣量减少，做到 无渣或少渣炼钢，并可缩短冶炼时间，提高生产能力； ➢ 3）同时，磷硫的去除对于提高转炉钢的质量是极为有利 的。
b
• 十字型搅拌头的形状如图所示，搅 动头为高铝质耐火材料，寿命为 90～100次，每使用3～4次后需要 用耐火材料进行修补。
h
X
图 KR法搅拌器形状示意图
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4.2 铁水预处理脱硫
• 与莱茵法相比，两种方法的最大区别是：搅拌器插入铁水 深度不同，KR 法是将搅拌器沉浸到铁水内部, 而不是在铁 水和熔剂之间的界面上。通过搅拌形成铁水运动旋涡使熔 剂撒开并混入铁水内部, 加速预处理过程，其铁水流动情 况如图所示 。
有的铁水沟有落差，脱硅剂高点加入，过落差点后一 段反应距离设置撇渣器，将脱硅渣分离。
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4.3 铁水预处理脱硅
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4.3 铁水预处理脱硅
2）铁水罐脱硅
特点：工作条件 好，处理能力大， 脱硅效率高且稳 定。 缺点：占用时间 厂，温降较大。
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4.3 铁水预处理脱硅
正确选择脱硅方法，应该考虑以下因素： ➢ （1） 铁水含硅量。当铁水含硅量＞0.45%（质量百分数）
(Na2O)(l)+[S]+[C]=(Na2S)+{CO} 苏打是最古老的炉外脱硫剂，具有很强的脱硫能力， 但是价格较贵，而且处理时大量的氧化钠挥发，污染环境， 对人体有害。此外，渣中Na2O侵蚀铁水包衬；同时，因渣 的流动性好，机械扒渣困难。
铁水预处理方法
本文摘自再生资源回收-变宝网（）铁水预处理方法铁水预处理是指将铁水兑人炼钢炉之前脱除杂质元素或回收有价值元素的一种铁水处理工艺，包括铁水脱硅、脱硫、脱磷(俗称“三脱”)，以及铁水提钒、提铌、提钨等。
目前我国很多钢厂都采用了铁水预脱硫处理，甚至铁水三脱处理、提钒、提铌、提钨等，尤其是对于生产超低硫、超低磷钢种的转炉炼钢车间。
一、铁水预脱硅研究表明，铁水中硅含量为0.3%即可保证化渣和足够高的出钢温度，硅过多反而会恶化技术经济指标。
因此，有必要开展铁水预脱硅处理。
脱硅剂以能够提供氧源的氧化剂材料为主，以调整炉渣碱度和改善流动性的熔剂为辅。
如日本福山厂脱硅剂组成为铁皮0～100%、石灰0～20%、萤石0～10%；日本川崎水岛的脱硅剂为烧结矿粉75%、石灰25%。
脱硅生成的渣必须扒除，否则影响下一步脱磷反应的进行。
目前铁水预脱硅方法按处理场所不同，可分为高炉出铁场铁水沟内连续脱硅法和铁水罐(或鱼雷罐车)内脱硅两种，其中高炉出铁场是主要炉外脱硅场所。
二、铁水预脱硫除易切削钢外，硫是影响钢的质量和性能的主要有害元素，直接决定着钢材的加工性能和适用性能。
铁水脱硫可在高炉内、转炉内和高炉出铁后脱硫站进行。
高炉内脱硫技术可行，经济性差；转炉内缺少还原性气氛，因此脱硫能力受限；而进入转炉前的铁水中脱硫的热力学条件优越(铁水中[C]、[P]和[Si]含量高使硫的活度系数增大，铁水中比钢液中高3—4倍)，性价比高，成为脱硫的主要方式。
三、铁水预脱磷除易切削钢和炮弹钢外，磷是绝大多数钢种的有害元素，显著降低钢的低温冲击韧性，增加钢的强度和硬度，这种现象称为冷脆性。
铁水预脱磷采用的脱磷剂主要由氧化剂、造渣剂和助熔剂组成，其作用在于供氧将铁水中磷氧化成，使之与造渣剂结合成磷酸盐留在脱磷渣中。
目前工业上使用较广的石灰系脱磷剂以为主，配加氧化剂和助熔剂。
铁水预脱磷按处理设备可分为炉外法和炉内法。
炉外法设备为铁水包和鱼雷罐，炉内法设备为专用炉和底吹转炉。
铁水预处理发展概况及在钢铁生产中的作用
二十世纪八十年代以来，钢铁生产中使用的原材料和燃料的质量变得越来越差。
这一全球化的趋势导致铁水中杂质含量增加，铁水质量下降。
与此同时，钢铁生产企业面临着对洁净钢尤其是对低S、低P的需求不断增长的挑战，如工业输送管道、汽车工业要求高强度、低温韧性、良好的冷成型和焊接性能要求，以及日益增长的低成本生产压力，迫使企业、科研院所开展铁水铁水品质提升或低品质铁水应用技术。
目前主要分为两类，一是通过优化生产设备、提高自动化程度以及提高生产率水平，因炼钢的所有任务放在转炉内完成，所以通过此手段起到的作用有限。
二是把原来在转炉内完成的一些任务在空间和时间上分开，分别在不同的反应器中进行，使冶金反应过程在更适合的环境气氛条件下进行，以提高冶金反应效果，此类技术也被称为铁水预处理。
铁水预处理工艺，对进入转炉冶炼之前的铁水做去除杂质元素的处理，可扩大钢铁冶金原料的来源，提高钢的质量，增加转炉炼钢的品种和提高技术经济指标。
因此，本文旨在通过对铁水预处理技术进行分析总结，并探究其在钢铁生产中的作用，以期能给予研究人员提供参考。
一、铁水预处理铁水预处理被公认为降低钢中杂质含量的最佳工艺，是改善和提高转炉操作的重要手段之一。
其基本目标是将进入转炉的铁水[Si]、[P]、[S]含量脱至成品钢种水品，达到转炉冶炼要求，现代钢铁生产工艺经过技术改造后的基本模式为：高炉炼铁-铁水预处理-转炉冶炼-炉外精炼-连铸连轧。
铁水预处理主要包含预脱硫、预脱硅、预脱磷等。
1.铁水预脱硫铁水预脱硫是指铁水进人炼钢炉前的脱硫处理，铁水脱硫的历史最早可以追溯到1877年英国人在高炉铁水沟脱硫，它是铁水预处理中最先发展成熟的工艺。
在实际生产中炉外脱硫工艺主要有两大类：机械搅拌法和喷吹法。
目前使用最多的是向熔池内喷射镁或镁基脱硫剂的喷吹法，具有脱硫效率高，处理时间短，操作费用低，处理量大，操作比较灵活等优点，可使硫含量降低至0.005%一下，近年来在欧美国家和印度得到积极推广和应用。