铁水预处理的顺序选择
炼钢第二讲(1)铁水预处理
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脱磷剂
氧化剂――――氧气、氧化铁、轧钢铁皮、连铸铁皮等 将铁水中的磷氧化 固定剂――――CaO，Na2CO3； 5NaCO3+4[P]=5(Na2O)+2(P2O5)+5C
3(Na2O)+(P2O5)=(3NaO· P2O5)
使磷稳定地结合在炉渣中 助熔剂――――CaF2，CaCl2。 生产低熔点的化合物，溶于渣中。 18
搅拌能 低 高
供氧 速率 低 高
氧气 比率 低 高
废钢比 低 高
建设投资 低 高
24
脱硫
脱硫原理
钢铁冶炼脱硫，就是要形成稳定的硫化物，并
能与钢或铁水顺利分离。
脱硫基本反应方程式如下：
Mg(g)+[S]=MgS(s) ΔGΘ=- 427367+180.67 T
25
脱硫剂
苏打灰（Na2CO3） 石灰粉(CaO) 电石粉（CaS） 金属镁
铁水“三脱”工艺
铁水三脱预处理（ ORP法 ）工艺流程
50
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总用量大约为吨铁水35公斤。配比：CaO42％-Fe2O346%-CaF212%。
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。
19
铁水包喷吹法 优点： 铁水罐混合容易， 浸入 反应动力学条件好 缺点：
吹炼时间长，温降大 渣多
被铁水内部进行脱硫反应，从而达到脱硫的目的。
优点：脱硫效率高、脱硫剂耗量少、金属损耗低等。
38
非卷入型机械搅拌法
特点：在钢包内只设一个简单
的倒T字形耐火材料搅拌棒， 旋转搅拌棒使脱硫剂与铁水混合
进行脱硫。但脱硫时间长，
铁水预处理技术操作规程√
铁水预处理技术操作规程1、原料要求1.1 铁水条件铁水温度：T≥1250℃铁水硫含量：[S]≤0.140%处理铁水量：与转炉铁水装入量相符1.2 脱硫剂采用CaO系脱硫剂1.3 脱硫剂加入量范围处理前铁水s含量目标S 脱硫剂加入量（Kg/t铁）≤40 ≤20 4～4.5 ≤10 6.5-7.041～50 ≤40 3.0-3.5 ≤20 4.0～5.0 ≤10 6.0～6.551～60 ≤40 3.5-4.0 ≤20 6.0～6.5 ≤10 6.0～8.561～70 ≤40 3.5-4.5 ≤20 6.0～8.0 ≤10 7.5～9.071～80 ≤40 4.5-7.5≤20 7.5～9.0 ≤10 9.0～10.581～90 ≤40 5.5-7.0≤20 9.0～10.5 ≤10 10.0～12.591～100 ≤40 6.5-8.0≤20 10.5～11.5 ≤10 12.0～13.5101～110 ≤40 8.0-9.5≤20 11.5～12.5 ≤10 12.5～14.5＞110 ≤40 ≥9.5≤20 13.0～14.5 ≤10 14.5～16.5注：（1）视脱硫剂理化指标上升、下降，可将前[S]减少或提高0.020%。
（2）前[S]≤0.045%时，可将前[S]提高0.005～0.010%。
（3）根据搅拌头状况、铁水带渣量的多少，脱硫剂加入量可适当调整。
（4）特殊情况（如：设备故障、生产节奏紧、前硫未及时分析出来等）脱硫剂加入量可按照上限硫含量进行处理。
2、扒渣作业2.1 启动液压电机，将罐倾翻至扒渣角度（以铁水不能溢出为准）。
2.2 接通扒渣扒电源选择手动或自动操作方法，确认各信号是否正常及各分功能紧停开关位置。
2.3 确认压缩空气入口压力≥0.4Mpa，小车前进端极限在零位，后退端极限在十位上。
2.4 调整大臂高度，试扒后再调整适宜高度。
2.5 当罐内渣块≥600kg（目测）时，原则上不能强行扒渣，应将铁水返回混铁炉。
铁水预处理工艺技术操作规程
铁水预处理工艺技术操作规程铁水预处理是指在铁水离合器和连铸机结合的连续铸造系统中，对铁水进行处理和净化的工艺过程。
铁水预处理的目的是提高铁水的质量和连铸机的稳定性，同时减少钢坯的次级缺陷和浪费。
铁水预处理工艺技术的操作规程分为以下几个主要步骤：1. 接收铁水：接收到来自高炉的铁水后，首先要进行样品的采集和检测，以确认铁水的成分和温度是否符合要求。
然后，根据铁水的质量情况和连铸机的工艺要求，决定是否需要进行预处理。
2. 铁水过量处理：如果铁水的成分不合格或者超过了连铸机的要求，需要进行过量处理。
通常使用的方法有加入石灰、石油焦等添加剂来减少硫、磷等有害元素的含量。
3. 温度控制：连铸机对铁水的温度要求比较严格，因此需要对铁水进行冷却或加热处理，以使温度控制在合适的范围内。
一般使用的方法有喷淋冷却、电磁感应加热等。
4. 净化处理：铁水中含有固体杂质、气体和液体杂质，对质量和连铸过程稳定性均有不良影响。
因此，需要进行净化处理，常见的方法有脱硫、脱氧、脱气等。
5. 过滤处理：通过过滤处理可以进一步减少铁水中的固体杂质，避免它们对连铸机的阻塞和钢坯质量的影响。
过滤器的选择和使用需要根据铁水的成分和允许的杂质含量来确定。
6. 加样控制：加样是指向铁水中添加其它合金元素或化学剂的过程。
加样的目的是调整铁水的成分和温度，以满足连铸机的工艺要求。
加样的方法有固态加样和液态加样两种。
需要注意的是加样的量要准确、均匀，并且加样前要进行预热处理。
7. 铁水储存和运输：铁水预处理后，需要储存和运输到连铸机的喷包中。
为了保证铁水的质量不受污染和温度不受影响，储存和运输过程中需要采取相应的保护措施，如密封储存、隔热保温等。
8. 预处理设备的维护：铁水预处理设备是保证预处理工艺顺利进行的关键。
因此，需要定期对设备进行检查、维护和保养，保证设备的正常运转和使用寿命。
以上是铁水预处理工艺技术操作规程的主要内容。
在实际操作中，还需要根据具体的工艺要求和设备情况进行适当的调整和改进。
专题2---铁水预处理12.06
• 高炉铁沟中脱硅剂的加入方式有：
– 1）投撒给料法 向铁水流表面投入熔剂，并利用铁沟内铁水落差进 行搅拌。 – 2）气体搅拌法 在投撒给料法的基础上，向铁水表面吹压缩空气加 强搅拌促进脱硅反应进行。该法较投撒给料法熔剂利用率高。 – 3）液面喷吹法 依靠载气将熔剂喷向铁水表面。 – 4）铁液内喷吹法 通过耐火材料喷枪利用载气向铁水内喷吹熔剂
0.28 1.17 65.2 103.2 0.14
0.030 156
0.455 1.23 61.6 94.4 0.20
铁水脱硫工艺发展路径
• 喷射法
• 喷射法是利用喷枪把气体与脱硫剂混合后喷射到铁水 中，使铁水与脱硫剂充分混合，促进脱硫反应。
图 2 ATH法脱硫装置示意图
1 —喷枪 2—喷粉罐 3—操作平台 4—鱼雷罐车
铁水脱Si工艺技术—工艺方法
• 鱼雷罐车或铁水罐中喷射脱硅剂脱硅
– 优点：工作条件好，处理能力大，脱硅效率高且稳定。 – 缺点：占用时间长，温降较大。喷吹分吹氧和喷粉，粉 剂主要使用的是烧结矿粉或集尘粉。
• 实践当中的问题：
– 当铁水含硅量低于0.4%时，可采用简单的铁水沟脱硅 法 – 当硅含量大于0.4%时，脱硅剂用量增大，泡沫渣严重 – 扒渣？
铁水脱Si工艺技术—工艺方法
• 铁水预脱硅主要有三种方法：
– 1）在高炉出铁沟脱硅
– 2）鱼雷罐车或铁水罐中喷射脱硅剂脱硅
– 3）“两段式”脱硅，即为前两种方法的结合，先在铁 水沟内加脱氧剂脱硅，然后在鱼雷罐车中喷吹脱硅
铁水脱Si工艺技术—工艺方法
• 在高炉出铁沟脱硅
– 该方法是直接将脱氧剂加入高炉铁水沟中脱硅，脱氧剂一般是铁鳞 – 优点：脱硅不占用时间，能大量处理，温降小，时间短，渣铁分离 方便。 – 缺点：是用于脱硅反应的氧的利用率低和工作条件较差。
铁水预处理技术
不同脱硅方法对铁水温度的影响
1 2 3 氧化铁随氧气一起喷入TPC 氧化铁随氧气一起喷入 氧化铁随氧气一起由顶部加入 顶部加入氧化铁
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铁水预脱硅方法及其选择
铁水预脱硅主要有三种方法： 铁水预脱硅主要有三种方法： 1）在高炉出铁沟脱硅 2）鱼雷罐车或铁水罐中喷射脱硅剂脱硅 3）“两段式”脱硅，即为前两种方法的结合， 两段式”脱硅，即为前两种方法的结合， 先在铁水沟内加脱氧剂脱硅， 先在铁水沟内加脱氧剂脱硅，然后在鱼雷罐车中喷 吹脱硅
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第二讲
铁水炉外处理技术
战东平
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2.1 铁水预处理简介
铁水预处理：是指铁水兑入炼钢炉之前对其进行脱 铁水预处理： 除杂质元素或从铁水中回收有价值元素的一种铁水 处理工艺。 处理工艺。 铁水预处理： 铁水预处理： 普通铁水预处理 特殊铁水预处理 普通铁水预处理：铁水脱硫、脱硅和脱磷、 普通铁水预处理：铁水脱硫、脱硅和脱磷、铁水同 时脱硅、脱磷、脱硫（ 三脱” 时脱硅、脱磷、脱硫（即“三脱”）。 特殊铁水预处理： 特殊铁水预处理：针对铁水中的特殊元素进行提纯 精炼或资源综合利用而进行的处理过程， 精炼或资源综合利用而进行的处理过程，如铁水提 提铌、提钨等。 钒、提铌、提钨等。
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[Si] + 2(FeO) = SiO2(s) + 2Fe ∆G1=-356020+130.47T J·mol-1 [Si] + Fe2O3(s) = SiO2(s) + Fe(l) ∆G2=-287800+60.38T J·mol-1 [Si] + Fe3O4(s) = SiO2(s) + Fe(l) ∆G3=-275860+156.49T J·mol-1
(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 ）
铁水预处理技术
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各国铁水预处理技术的情况
先进国家铁水预处理已成为钢铁生产的必备工序 ，有的厂铁水实现了100%的预处理。平均约80% 的铁水经过脱硫；日本50%左右的铁水经过脱硅， 40%以上的铁水经过脱磷处理。
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我国铁水预处理技术发展过程
50年代初：开始用苏打铺撒法处理高炉铁水 70年代：开始自行开发铁水预处理技术 70年代：武钢二炼钢厂从新日铁引进KR法 1985年：宝钢一炼钢从新日铁引进TDS法投产 1988 年：太钢从国外引进部分关键设备，国内配套建成 了首座铁水三脱预处理站 1998 年：本钢从北美引进铁水包喷吹 CaO+Mg 粒铁水预 脱硫技术 1998年：宝钢从北美引进铁水包喷吹 CaC2+Mg粒铁水预 脱硫技术 近几年：全国有许多钢厂已经或正在建设铁水预处理设备， 但大多以引进为主
[Si] + Fe3O4(s) = SiO2(s) + Fe(l) ΔG3=-275860+156.49T J· mol-1 （3）
吹氧脱硅
[Si] + O2(g) = SiO2 (s) ΔG4=-821780+221.16T J· mol-1
（4）
由ΔG与温度的关系可知，在通常的高炉铁水温度 （1300~1400℃）范围内，ΔG4<ΔG2<ΔG1<ΔG3<0，硅的 氧化反应均为放热反应，且气体脱硅剂比固体脱硅剂的 反应更容易进行。
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Northeas耗量的关系
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铁水预脱硅基本原理
铁水预处理工艺
投资成本(—)
低
一般
较高
铁水预脱硫条件优于钢水脱硫条件，原因：
1.铁水中含有较高的C、Si、P等元素，提高了铁水中 硫的活度系数； 2.铁水中氧含量低，提高渣铁之间硫分配比，脱硫效 率高； 3.铁水含氧量低，因而可以使用强脱硫剂强化脱硫而 不会造成强烈氧化； 4.铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费 用。
4.3.3 铁水预脱硫的意义 4.3.4 铁水预脱硫的基本原理
A 金属、氧化物及碳化物脱硫 B 碱性渣脱硫 4.3.5 铁水预脱硫的方法 投掷法：将脱硫剂投入铁水中脱硫 喷吹法：用载气将脱硫剂喷入铁水中脱硫 搅拌法（KR法）：通过中空机械搅拌器向铁水
内加入脱硫剂，搅拌脱硫
脱硫工艺的技术比较
脱硫工艺方法
2.Mg／CaC2复合脱硫剂 喷吹Mg／CaC2复合脱硫剂的体系，由于CaC2与［O］
反应生成CaO，MgS(固)不能稳定存在于该体系中，由于 Mg／CaC2复合脱硫剂体系与Mg／CaO复合脱硫体系的脱 氧、脱硫平衡反应是相同的，因此对脱氧、脱硫能力 而言，喷吹这两种复合脱硫剂效果是一样的。
但是，由于CaC2比CaO 昂贵且不安全，因此从脱 硫成本及储运、使用的安全性方面考虑，使用Mg／ CaO复合脱硫剂更安全、成本更低。
高碱度烧结矿
颗粒
0
20-40
O2+烧结矿 50%
40-80
反应速率常数 (min-1) 0.25
0.06
处理后 [Si]%
0.13 0.10 ≤0.10%
4.3 铁水预脱硫工艺 4.3.1 国外铁水预脱硫技术的发展背景与现状
历史背景：60年代，氧枪转炉炼钢的崛起工业的发展 给钢铁材料质量提出了更高要求。
铁水预处理工艺操作规程
铁水复吹脱硫预处理工艺技术规程1. 脱硫原理铁水预处理是在转炉兑铁罐内复合喷吹镁粉和石灰粉方式。
石灰粉（CaO）脱硫反应为：CaO(s) +[S] +[C] =CaS(s) + CO(g)2CaC(s) +[S] +1/2[Si] =CaS(s) + 1/2Ca2SiO4(s)镁脱硫反应为：Mg(s)→Mg(l) →{Mg}→[Mg]Mg与S的相互反应存在两种情况：第一种情况：{Mg}+[S]=MgS(s)第二种情况：{Mg}→[Mg][Mg]+[S] = MgS(s)2. 铁水条件2.1混铁炉铁水2.2处理后的铁水S：范围 0.001%～0.010%平均≥0.005%2.3 产品和产量的要求炉容量 75t转炉冶炼周期：平均 30min最小 26min3 .复合喷吹石灰粉和镁粉脱硫工艺原材料3.1镁粉3.2石灰粉（活性石灰）粒度： <0.25mm 100%<0.075mm >80%3.3脱硫粉剂储存两种料仓：镁粉料仓和石灰料仓,脱硫站两个喷吹工位，共用一套镁粉料仓和石灰料仓。
袋装镁粉储存在专门的仓库内，每天用汽车将袋装的镁粉运至脱硫站，用10t起重机逐袋卸入镁粉料仓。
石灰粉采用槽式运输车气力输送上料。
脱硫剂靠重力就可以从每个料仓中加入到选中的喷吹罐中。
每个料仓和喷吹罐均有一套流化装置对粉料进行流化。
3.4喷吹系统一个脱硫工位设一个镁粉喷吹罐和一个石灰粉喷吹罐，一套镁粉和石灰粉在线混合喷吹管路。
一套喷枪装置，一套测温取样装置。
3.5扒渣工艺当喷吹处理完后，倾动铁水罐，然后用扒渣机将脱硫产生的渣扒到渣罐里。
3.6氮气系统氮气系统提供干燥、惰性气体是为以下几个目的：3.6.1料仓和喷吹罐加料操作期间流化储料仓中的粉剂，这将导致粉剂均匀分配输送。
3.6.2喷吹期间流化喷吹罐内的粉剂，这将起到控制喷吹期间粉剂输送的速度和喷吹罐内粉剂均匀分配。
3.6.3为储料仓内粉剂顶部构建气体密封环境。
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。
铁水预处理L2系统使用说明
铁水预处理L2系统使用说明一、生产操作过程 (2)1. 当铁包到达预处理工位后： (2)2. 处理过程中 (3)3. 当铁包离开预处理工位后： (3)二、操作说明 (5)1.运行系统 (5)2.系统登陆/换班选择 (5)3.计划管理 (6)4.生产跟踪 (7)5.生产事件 (8)6.设备管理 (9)7.转炉信息 (10)8.换班记录 (11)9.历史炉次 (12)10.报表打印 (13)一、生产操作过程以下步骤为必须操作的步骤，通过点击炉次开始，确认炉次初始数据，点击炉次结束。
这样一个过程，可以将相应的炉次数据保存下来，以便以后查询，并自动生成报表。
生产操作过程分三个步骤：铁包到达后点击炉次开始确认炉次的初始数据铁包离开时点击炉次结束。
下面为生产操作的详细说明1.当铁包到达预处理工位后：如下图所示，点击“生产跟踪”界面右中上方的“冶炼开始”按钮，系统会弹出“初始确认”对话框，确认需要选择的炉次号、铁水量、铁包号、初始温度、初始成分及目标成分（Ｓ成分必须有数值）。
如果上述数据需要修改，可以在输入框内直接更正。
如果上述数据确认无误，则点击对话框下方的“确认”按钮，则处理过程开始。
如果无法自动生成炉次号，请在计划窗体内手工录入炉次号。
2.处理过程中在处理过程中，生产实际的数据将自动采集，可以不需要手动操作。
操作人员可翻看“生产跟踪”、“生产事件”、“设备管理”、“转炉信息”等窗体，查看生产中的过程记录。
3.当铁包离开预处理工位后：需要点击“生产根踪”窗体右中上方的“冶炼结束”按钮，会弹出确认冶炼结束的对话框，选择“炉次结束”选项框，再点击“确认”按钮，即可结束炉次处理。
如果本炉次是因为在Ｌ２系统上误操作而开始处理的，可以选择“炉次取消”选项框，在点击“确认”按钮，即可取消该炉次，并将相应的炉次记录返回至计划列表中。
二、操作说明1.运行系统双击桌面上的图标“快捷方式No1DesSer.exe”2.系统登陆/换班选择系统登陆：系统启动后会提示需要登陆系统（如下图所示），可以选择登陆的班组，并输入密码（目前密码均为1），后点击“确认”按钮即可登陆系统。
铁水预处理顺序的选择
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：Ca O作三脱剂时，脱磷应在脱硫之后，并在专用转炉内进行最佳。
铁水预处理工艺技术操作规程
铁水预处理工艺技术操作规程一、工艺概述铁水预处理是指对生铁进行预处理，将其中的杂质、有害元素等物质去除，以提高铁水的纯净度和适用性，为后续工艺环节提供良好的原料。
铁水预处理工艺技术操作规程主要包括铁水预处理的基本原理、操作流程、操作注意事项等内容。
二、基本原理铁水预处理的基本原理是通过物理、化学等方法对铁水进行处理，去除其中的杂质、有害元素等物质。
常用的预处理方法包括脱硫、脱磷、脱硅等。
1. 脱硫脱硫是指对铁水中的硫元素进行去除。
常用的脱硫方法包括湿法脱硫和干法脱硫两种。
湿法脱硫主要通过在铁水中添加氧化剂，使铁水中的硫化物氧化为硫酸盐，然后与添加的还原剂反应生成硫化氢气体，进而从铁水中挥发出来。
干法脱硫则是在铁水中加入适量的脱硫剂，使其与铁水中的硫发生反应生成易挥发的硫化物，然后通过气体传递将其挥发出来。
2. 脱磷脱磷是指对铁水中的磷元素进行去除。
常用的脱磷方法包括喷吹法、氧化砌块法等。
喷吹法是通过在铁水表面吹入氧气，使铁水中的磷氧化为易挥发的磷酸盐，然后通过熔渣的沉浮作用将其去除。
氧化砌块法是通过在铁水中加入氧化砌块，使铁水中的磷与氧化砌块发生反应生成磷酸盐，然后通过熔渣的沉浮作用将其去除。
3. 脱硅脱硅是指对铁水中的硅元素进行去除。
常用的脱硅方法包括湿法脱硅和干法脱硅两种。
湿法脱硅主要是通过在铁水中加入足够量的碱性矿物，使硅与碱性矿物发生反应生成易挥发的硅酸盐，然后通过熔渣的沉浮作用将其去除。
干法脱硅则是在铁水中加入适量的脱硅剂，使其与铁水中的硅发生反应生成易挥发的硅化物，然后通过气体传递将其挥发出来。
三、操作流程铁水预处理的操作流程按照脱硫、脱磷、脱硅的顺序进行，具体步骤如下：1. 脱硫操作流程(1) 检查脱硫设备及周围环境的安全情况。
(2) 开始对铁水进行脱硫前，要先对铁水进行预热，使其温度达到预定的要求。
(3) 进行湿法脱硫时，在预热后的铁水中加入适当的氧化剂，并根据预定的脱硫时间进行搅拌。
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。
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• 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。
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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。
炼钢第二讲铁水预处理
通过铁水预处理，可降低钢材中的夹杂物、气泡等缺陷，提高产品 合格率，减少废品率。
用户满意度
优质的钢材产品可满足用户更高的需求，提高用户满意度，增强企业 市场竞争力。
节能减排效果评估
能源消耗
铁水预处理可降低转炉冶炼的能耗，减少能源消 耗和生产成本。
环境保护
通过铁水预处理中的脱硫、脱磷等操作，可减少 废气、废渣的排放，降低环境污染。
搅拌装置
用于加强铁水与脱硫剂、脱磷剂等反应物 的混合，提高反应效率。
脱磷炉
通过向铁水中加入氧化剂或还原剂进行脱 磷反应，并配备有渣铁分离装置以去除生 成的磷酸盐或磷氧化物。
03 铁水预处理操作与优化
操作规程与注意事项
严格遵守安全操作规程
保持设备清洁
在进行铁水预处理时，必须佩戴防护 用品，确保人员安全。
无人化操作
无人化操作是钢铁行业实现智能化、自动化的重要方向之一。通过引入先进的自动化设备和控制系统，钢铁 企业可以实现铁水预处理的无人化操作，进一步提高生产效率和安全性。
06 总结与展望
本次课程重点内容回顾
铁水预处理的目的和意义
去除铁水中的有害元素，调整铁水成 分，提高钢铁质量。
铁水预处理的方法
脱硅、脱锰等其他元素去除
脱硅
硅在铁水中主要以硅酸盐形态存在，通过加入碱性氧化物 （如石灰）与硅酸盐反应生成硅酸钙等化合物，上浮至渣 层去除。
脱锰
锰在铁水中主要以锰的氧化物形态存在，通过还原反应将 锰的氧化物还原为金属锰，再利用其与硫的亲和力较强的 特性，将锰与硫结合生成硫化锰上浮去除。
其他元素去除
调整成分
根据后续炼钢工艺要求， 通过预处理调整铁水成分， 如增加废钢比、提高铁水 温度等。
2023年铁水预处理工艺技术操作规程
2023年铁水预处理工艺技术操作规程____年铁水预处理工艺技术操作规程第一章总则第一条根据《中华人民共和国铁水质量标准》和国家相关法律法规，制定本工艺技术操作规程。
第二条本规程适用于____年全国范围内的铁水预处理工艺技术操作，涉及铁水的质量控制、预处理工艺流程和操作方法等内容。
第三条铁水预处理的目的是改善铁水的质量，提高冶炼效率，保证钢铁生产的安全和质量。
第四条铁水预处理工艺包括炉前处理和炉外处理两部分，具体包括铁水调温、脱氧、脱硫、脱磷、脱杂质、精炼等工艺。
第五条铁水预处理应根据炼钢工艺要求和铁水质量指标，选择合适的预处理工艺流程，并根据实际情况进行调整和改良。
第六条铁水预处理操作人员应经过专业培训，具备相关知识和技能，并遵守相关安全操作规程。
第二章铁水调温第七条铁水调温是指将高温铁水通过调温设备降温至合适的冶炼温度。
第八条铁水调温应根据炼钢工艺要求和冶炼设备的承受能力，调整铁水的温度。
第九条铁水调温设备应定期检修和保养，确保其正常工作，避免温度偏差过大。
第十条调温操作人员应了解调温设备的使用方法和工作原理，熟悉温度控制系统的操作，确保调温过程的稳定和可靠。
第三章铁水脱氧第十一条铁水脱氧是指通过添加脱氧剂，将铁水中的氧气含量降至合适的水平。
第十二条脱氧剂应符合国家标准，并经过质量检验合格。
第十三条脱氧剂的添加量应根据铁水中的氧气含量和脱氧剂的脱氧效果进行调整，确保脱氧效果的满足工艺要求。
第十四条脱氧剂的添加操作应注意安全，避免发生剧烈反应和铁水喷溅事故。
第四章铁水脱硫第十五条铁水脱硫是指通过添加脱硫剂，将铁水中的硫含量降至合适的水平。
第十六条脱硫剂应符合国家标准，并经过质量检验合格。
第十七条脱硫剂的添加量应根据铁水中的硫含量和脱硫剂的脱硫效果进行调整，确保脱硫效果的满足工艺要求。
第十八条脱硫剂的添加操作应注意安全，避免发生剧烈反应和铁水喷溅事故。
第五章铁水脱磷第十九条铁水脱磷是指通过添加脱磷剂，将铁水中的磷含量降至合适的水平。
清洗铁水最快的方法
清洗铁水最快的方法引言对于铁水清洗这个问题，很多人可能会觉得只需用水冲洗即可。
然而，在现实应用中，仅仅使用水冲洗反而会浪费时间和精力，清洗效果也不尽如人意。
那么如何才能快速有效地清洗铁水呢？本文将介绍清洗铁水最快的方法，帮助您更高效地完成清洗工作。
步骤清洗铁水的方法可以分为两个步骤，分别是预处理和清洗。
下面将详细介绍这两个步骤，并提供一些实用的技巧。
步骤一：预处理1. 首先，将铁水倒入一个容器中，并等待一段时间让其自然凝结。
这样可以使铁水中的杂质沉淀下来，方便后续的清洗工作。
2. 在铁水凝结的同时，可以准备一些工具和材料，如刷子、洗涤剂、清洁布等。
这些工具和材料在后续的清洗过程中将起到重要的作用。
3. 当铁水凝结完成后，将容器中的凝结物倒掉，只留下净化后的铁水。
这样净化的铁水更易于清洗，减少了后续清洗的工作量。
步骤二：清洗1. 首先，将存放铁水的容器放入清洗槽中，确保容器完全被水浸泡。
加入适量的清洗剂，这可以帮助去除铁水表面的油污和顽固污渍。
2. 使用刷子或清洁布沾取适量的清洗剂，在铁水表面进行擦洗。
这时候可以适当使用力度稍大的方式，以便更好地清除污垢。
3. 如果发现铁水表面仍有难以清洗的污渍，可以使用一些特制的清洁剂，如去泥剂或酸性清洁剂。
这些清洁剂具有很强的腐蚀性，可以快速去除顽固污垢。
4. 在清洗完毕后，将容器从清洗槽中取出，用清水彻底冲洗一遍，确保清洗剂和杂质完全被清除掉。
这一步非常重要，否则残留的清洗剂可能会对后续的铁水使用产生不良影响。
5. 最后，将清洗后的铁水晾干或用吹风机吹干，以便快速干燥。
这样既可以避免生锈，又可以使铁水更加整洁。
实用技巧除了以上的基本步骤外，以下这些实用技巧也可以帮助您更快速地清洗铁水。
1. 使用高压水枪：高压水枪可以将水流集中到一个较小的区域，有效增强冲洗力度。
这对于清洗一些难以处理的顽固污渍非常有帮助。
2. 采用动力清洗工具：动力清洗工具如电动刷子、高速喷水器等可以快速而有效地清洗铁水。
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铁水预处理顺序的选择
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：Ca O作三脱剂时，脱磷应在脱硫之后，并在专用转炉内进行最佳。
喷吹CaO粉剂同时进行铁水“三脱”的脱硫能力相对最弱。
从热力学角度分析原因：同时“三脱”在同一个容器中既要实现氧化脱磷、脱硅，又要完成还原脱硫，两者都要兼顾，在热力学上存在着矛盾，工艺上也不好实现。
而将脱硅、脱磷和脱硫分阶段处理，分别创造氧化和还原的气氛，显然比同时“三脱”的热力学条件更优化。
由以上计算与分析可知，CaO作三脱剂时的最佳预处理顺序为：脱硫－脱硅、脱磷。
2 镁粉作脱硫剂，CaO作脱硅、脱磷剂
从热力学角度看，理论上“脱硅、脱磷－脱硫”顺序下镁粉能将铁水中的[%S]降至10-6～10-7数量级，而“脱硫－脱硅、脱磷”顺序下镁粉只能将铁水中的[%S]降至10-5～10-6数量级。
但由图1可知，温度对脱硫的影响较小，但对硅磷却有着很大的影响，高温不利于脱硅磷，1500℃时，硅、磷含量在0.01%以上，不能满足要求，此时硫含量为20ppm，满足要求，因此综合考虑，镁粉作脱硫剂，CaO作脱硅、脱磷剂最佳顺序为：脱硫－脱硅、脱磷。
图1 镁粉为脱硫剂时温度对“三脱”效果的影响
3 CaC2作脱硫剂，CaO作脱硅、磷剂
CaC2脱硫的反应式为：CaC2+[S]＝CaS(S)+ 2[C]，计算结果见表1、2。
表1 脱硫－脱硅、磷顺序反应平衡时[%S]
表2 脱硅、磷－脱硫顺序反应平衡时[%S]
表3 专用转炉脱硅脱磷平衡时[%P]
比较表1、2可以看出，CaC2作脱硫剂时，不同预处理顺序对脱硫效果影响不大，但由表13知，低温利于脱硅、磷，因此“脱硫－脱硅、脱磷”顺序能改善脱硅、脱磷反应的热力学条件。
4 苏打灰作脱硫剂，CaO作脱硅、磷剂
苏打灰的主要成分为Na2CO3，用苏打灰脱硫，工艺和设备简单，主要缺点是：铁水中加入苏打时产生
大量的氧化钠挥发物，操作环境恶劣。
此外，渣中氧化钠侵蚀铁水包衬，并且因渣的流动性过好，造成机械扒渣困难。
Na2CO3与铁水中[S]的作用，一般认为按下式进行：Na2CO3(l)+[S]+2[C]＝Na2S(l)+3CO(g)。
经过热力学计算，不同预处理顺序下的结果如表4、5所示。
表4 脱硫－脱硅脱磷顺序反应平衡时[%S]
表5 脱硅、脱磷－脱硫顺序反应平衡时[%S]
比较表4、5可知，“脱硫－脱硅、脱磷”顺序更具优势，分析其的有利条件包括：1)在相对较高的温度下脱硫，Na2CO3脱硫反应是吸热反应，高温更有利于Na2CO3脱硫反应的热力学要求；2)脱硫时铁水中含有较高的
[Si]、[C]、[P]，这三种溶质提高了铁水中硫的活度系数，从而提高铁水中硫的活度，促进了Na2CO3脱硫反应的进行。
因此，使用Na2CO3做脱硫剂时，“脱硫－脱硅、脱磷”顺序下Na2CO3脱硫反应的热力学条件更好，能明显改善脱硅、脱磷反应的热力学条件。
预处理容器及方法选择 1 预处理脱硫
有研究用FLUENT 软件计算出260t 鱼雷罐的速度分布图，如图2所示。
图2 喷头在中心点时的速度图
图3 铁水包KR 法脱硫的流场示意图
由图2知：鱼雷罐内流场极不均匀，漩涡横向发展，造成的死角多，尤其是鱼雷罐两头、底部、以及中间部分区域的铁水流动性较差，在很大程度上恶化了脱硫的动力学条件；由于喷吹的搅拌对上述区域的铁水影响较小，粉剂不易到达，加之粉剂很快上浮，所以脱硫终了时这部分铁水的含硫量仍相对较高，影响到整罐铁水的脱硫效果。
铁水包KR法流场如图3所示，KR搅拌形成了铁水的循环流动，大大改善了脱硫的动力学条件，减少了脱硫剂的消耗。
武钢生产实践表明：搅拌时间只需要5分钟就可使脱硫剂得到充分的利用，脱硫速度快、效果好，铁水原始硫含量为300ppm时，处理终点硫含量可达10个ppm以下。
有文献认为：较之喷吹法，搅拌法的出现使得脱硫过程中的动力学条件得到了根本性的改善。
铁水包喷吹法脱硫流场如图4所示：
图4 铁水包喷吹法脱硫的流场示意图
由图4可知，铁水罐底部及与喷吹口成90°夹角的区域是喷吹的死区，由于喷吹角度的限制及脱硫剂上浮的原因脱硫剂始终到不了这一区域，该区域内铁水流动不足，动力学条件较差，使得该这部分铁水的脱硫效果基本上等于零。
脱硫完毕，死区内铁水的硫就会渐渐扩散到整罐铁水中，使得铁水硫量回升。
铁水包喷吹法脱硫的基本原理是靠一定压力和流量的载气，把脱硫剂喷入到铁水中脱硫。
脱硫剂在上浮的过程中与铁水的硫进行化学反应，同时载气和脱硫剂的冲击与上浮能够带动铁水流动起到搅拌作用，但它们上浮造成的铁水对流运动是很弱的(动量平衡原理)，脱硫剂只有部分与硫反应，导致脱硫剂耗量比KR法大，脱硫效率较低。
综合比较，在三种预处理脱硫工艺中，铁水包KR法脱硫的动力学条件是最优的。
在实际生产中的数据也表明， KR法的脱硫效率更高，粉剂消耗更少。
2 预处理脱硅
为了提高脱硅反应速度、充分利用脱硅剂，动力学要求必须加强搅拌，以降低扩散层厚度和增加反应界面面积。
鱼雷罐和铁水包的容积小，容易产生喷溅，限制了喷吹的强度。
特别是鱼雷罐车，其形状是两头小中间大，反应空间决定了它的动力学条件较差。
而转炉的熔池大，渣层较薄、渣铁接触面积大于鱼雷罐和铁水包；炉容比大，几乎不存在喷溅问题，可以允许更高的喷吹强度，若加上底吹，可进一步改善了其动力学条件，缩短了处理时间。
3 预处理脱磷
图5、图6是两种脱磷方法的曲线图。
图5 鱼雷罐脱磷曲线
图6 转炉脱磷曲线
比较两图可知，专用转炉喷CaO粉脱磷只需要10分钟就能将磷脱至50个ppm以下，而鱼雷罐则需要40分钟左右，说明转炉脱磷的动力学条件优于鱼雷罐，效率更高。
结论
（1）通过对不同“三脱”剂、不同处理顺序的热力学计算比较得出最佳铁水预处理顺序为：预处理脱硫－预处理脱硅、脱磷。
（2）对不同处理容器、不同处理方法的动力学条件比较得出预处理容器应选定为：铁水包KR脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。
（3）铁水预处理模式确定为：高炉铁水－铁水包KR法脱硫－专用转炉脱硅、脱磷
来源：华夏铸造。