第七章 钢铁冶金原理脱硫

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钢铁脱硫反应

钢铁脱硫反应

钢铁脱硫反应desulfurization in iron and steel making在钢铁冶炼过程中脱除硫的化学反应。

硫是钢中主要的有害杂质之一,它在铁液中无限溶解,而在固体铁中溶解度很小(在γ-Fe中最多溶解0.05%,在Fe和FeS共晶温度988时,硫的溶解度仅为0.013%)。

含硫较高的钢液凝固时,硫以化合物[k g2]FeS[kg2]等形态富集在晶粒间界上,形成Fe和[kg2]FeS[kg2]的低熔共晶体,从而在热加工时造成钢锭及钢材的“热脆”现象。

钢铁生产过程中,硫来源于矿石(包括球团等)、金属料(包括铁合金)、熔剂及燃料,而主要是由燃料带入的。

在钢铁冶炼的每一阶段都应对原料和燃料的硫含量有所限制,并且努力创造条件从钢铁产品中将硫脱除到合乎要求。

生铁允许的最高含硫量为0.074%,大多数钢种中允许的含硫量为0.015~0.045%,优质钢的含硫量小于0.02%或更低(易切削钢除外)。

高炉炼铁过程中生铁的脱硫反应高炉内的脱硫反应是整个钢铁生产中最重要的脱硫环节。

高炉炉料中硫的载荷一般为每吨生铁4~6公斤,其中焦炭带入的硫约占总硫量的60~80%,矿石带入硫量不超过总硫量的1/3。

在冶炼过程中,约有5~20%的硫以CS及COS气体随高炉煤气排出炉外,其余的硫分配于炉渣与生铁两者之间。

通过炉渣除去生铁中的硫的反应是最主要的脱硫反应:(CaO)+[S]+[C]─→(CaS)+CO[145-1]或可写作(O)+[S]+[C]─→(S)+CO[145-1]式中圆括号表示炉渣中的组分,方括号表示铁液中的组分。

发生在生铁液滴穿过炉渣层落入炉缸的过程中和在熔渣-生铁二液相界面上的脱硫反应,使90%以上的硫进入炉渣。

即使炉渣中含硫量达到0.7~1.5%,也可得到含硫量合格的生铁。

熔渣的碱度[kg2][174-01][kg2]高,有利于生铁脱硫。

中国高炉渣碱度一般在1.0~1.2之间。

炉缸操作温度高也有利于脱除硫。

金属冶炼中的脱硫和脱氮技术

金属冶炼中的脱硫和脱氮技术

总结词:利用微生物的代谢作用将氮从金属中去除。
脱硫和脱氮技术的比较与选择
脱硫技术
湿法脱硫:利用碱性溶液吸收烟气中的硫氧化物,生成亚硫酸盐或硫酸盐,再进一步处理。优点是脱硫效率高,但存在腐蚀、结垢和二次污染等问题。
干法脱硫:利用固体吸附剂或催化剂在干态下脱除烟气中的硫氧化物。优点是操作简单、无腐蚀,但脱硫效率相对较低。
脱氮技术
燃烧后脱氮:在燃烧后对烟气进行脱氮处理,通过化学或物理方法去除氮氧化物。优点是技术成熟,但投资和运行成本较高。
燃烧中脱氮:通过控制燃烧条件和加入还原剂,在燃烧过程中降低氮氧化物的生成。优点是成本较低,但技术难度较大。
根据当地环保法规和排放标准,选择满足要求的脱硫和脱氮技术。
环保要求
综合考虑初始投资、运行费用以及维护成本,选择经济可行的技术方案。
总结词
通过化学反应将氮从金属中去除。
要点一
要点二
详细描述
化学脱氮技术包括还原法和氧化法等。还原法是通过加入还原剂,将金属中的氮还原成更低价的氮化合物,如氨或氮气,从而将其从金属中去除。氧化法则是通过加入氧化剂,将金属中的氮氧化成高价的氮化合物,如硝酸盐或亚硝酸盐,然后将其从金属中分离出来。这些化学反应需要在特定的温度和压力条件下进行,以实现最佳的脱氮效果。
联合处理
将脱硫和脱氮技术进行联合处理,实现多种污染物的协同处理,提高处理效果。
资源化利用
将脱硫和脱氮过程中产生的副产物进行资源化利用,如生产化肥、建筑材料等,提高资源利用率。
智能化控制
利用物联网、大数据等技术手段,实现脱硫和脱氮过程的智能化控制,提高处理效率和稳定性。
法规推动
加强相关法规的制定和执行力度,推动企业采用先进的脱硫和脱氮技术,促进技术的普及和应用。

金属冶炼中的脱硫与脱磷技术

金属冶炼中的脱硫与脱磷技术

常用方法
生物浸出法和生物吸附法。
优点
环保友好,操作简便,成本低廉。
02
01
缺点
微生物培养条件较为苛刻,且对某些金属冶 炼过程的应用尚在研究阶段。
04
03
04 脱硫与脱磷技术的比较与选择
技术比较
脱硫技术
主要采用物理或化学方法,将金 属矿石中的硫化物去除,常用的
技术包括浮选法、焙烧法等。
脱磷技术
通常采用化学方法,通过添加适 当的还原剂或酸,将矿石中的磷 氧化物还原或溶解,再将其去除 ,常用的技术包括还原焙烧法、
重力脱硫
利用矿物密度不同,通过重选将 硫化物与其它矿物分离,如摇床 、溜槽等。
化学脱硫技术
焙烧脱硫
通过高温氧化作用将硫化物转化为硫 酸盐或硫氧化物,再用水或酸进行浸 出,从而达到脱硫的目的。
化学沉淀法
向含硫溶液中加入适当的沉淀剂,使 硫化物沉淀下来,从而实现脱硫。
生物脱硫技术
生物浸出法
利用微生物的氧化作用将硫化物转化为可溶性的硫酸盐,再通过洗涤、过滤等 手段去除。
生物堆浸法
将矿石堆积在特定的场地,通过自然界的微生物氧化作用将硫化物转化为硫酸 盐,再用水冲洗去除。
03 金属冶炼中的脱磷技术
氧化脱磷技术
原理
通过向熔融金属中加入 氧化剂,将磷氧化成磷 氧化物,从而降低金属 中的磷含量。
常用方法
熔融氧化法和炉渣处理 法。
优点
操作简单,适用于大多 数金属冶炼过程。
02
对金属材料性能的影响
硫和磷的存在会影响金属材料的机械性能,如硬度、韧 性和耐腐蚀性等。的存在会导致金属表面出现斑点、锈蚀等现象, 影响金属制品的外观质量。
硫与磷的来源

炼钢过程中的脱硫热力学原理

炼钢过程中的脱硫热力学原理

在炼钢过程中,脱硫是一个重要的工艺步骤,其目的是降低钢中的硫含量,提高钢的质量和性能。

脱硫的热力学原理涉及以下几个关键方面:
硫化物的溶解度:在高温下,熔融钢中的硫以硫化物(如FeS)的形式存在。

脱硫过程中,通过引入脱硫剂,如钙、镁等,使得硫化物溶解度增加。

这是因为脱硫剂与硫形成较稳定的化合物,使硫从熔融钢中转移到脱硫剂中。

氧化还原反应:脱硫过程中,脱硫剂与硫之间发生氧化还原反应。

脱硫剂中的氧化剂(如CaO)与硫化物中的硫发生反应,生成稳定的硫酸盐(如CaS)。

这种氧化还原反应促使硫从钢中转移到脱硫剂中。

反应平衡:脱硫过程中的热力学原理还涉及到反应平衡。

反应的平衡常数与温度、气相成分和物质浓度有关。

在炼钢中,通过控制温度、脱硫剂的添加量和反应时间,调整反应平衡,以提高脱硫效果。

炼钢过程中的脱硫热力学原理涉及硫化物的溶解度、氧化还原反应和反应平衡。

通过控制这些因素,可以有效地降低钢中的硫含量,提高钢的质量和性能。

铁水预处理(脱硫)

铁水预处理(脱硫)

【本章学习要点】本章学习铁水预处理脱硫的优点,常用脱硫剂种类及其反应特点,脱硫生产指标,KR法脱硫的生产工艺流程和脱硫的基本操作,混铁车喷吹脱硫的工艺特点和工艺操作。

第一节铁水预脱硫的概念和优点铁水预处理,炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理。

广义的铁水预处理是指包括对铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱处理,另外还有特殊铁水的预处理,如含V铁水的提V等。

铁水脱硫是二十世纪70年代发展起来的铁水处理工艺技术,它已成为现代钢铁企业优化工艺流程的重要组成部分。

铁水脱硫的主要优点如下:1.铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素,在使用各种脱硫剂时,脱硫剂的烧损少,利用率高,有利于脱硫。

2.铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数,改善脱硫的热力学条件,使硫较易脱致较低的水平。

3.铁水中含氧量较低,提高渣铁中硫的分配系数,有利于脱硫。

4.铁水处理温度低,使耐火材料及处理装置的寿命比较高。

5.铁水脱硫的费用低,如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫,其费用分别是铁水脱硫的2.6、16.9和6.1倍。

6.铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化,比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。

采用铁水脱硫,不仅可以减轻高炉负担,降低焦比,减少渣量和提高生产率,也使转炉也不必为脱硫而采取大渣量高碱度操作,因为在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。

因此铁水脱硫已成为现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段,是提高钢质量、扩大品种的主要措施。

早期的铁水脱硫方法有很多种:如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底,靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。

也有将脱硫剂加入装有铁水的铁水罐中,然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。

之后逐步发展至今天采用的KR搅拌法及喷枪插入铁水中的喷吹法。

第二节常用脱硫剂及脱硫指标一、常用脱硫剂经过长期的生产实践,目前选用作为铁水脱硫剂的主要是Ca、Mg、Na等元素的单质或化合物,常用的脱硫剂主要有:Ca系:电石粉(CaC2)、石灰(CaO)、石灰石(CaCO3)等Mg系:金属Mg粉Na系:苏打(Na2CO3)二、常用脱硫剂反应特点1.电石粉碳化钙脱硫反应为用CaC2脱硫有如下特点:1)在高碳系铁水中,CaC2分解出的Ca离子与铁水中的硫有极强的亲和力。

铁脱硫原理

铁脱硫原理

铁脱硫原理铁脱硫是一种常见的脱硫方法,主要应用于钢铁行业和电力行业等领域。

其原理是通过在高温条件下将硫化物还原为硫化氢,再通过吸收剂将硫化氢吸收,从而实现脱硫的效果。

下面将详细介绍铁脱硫的原理及其应用。

一、铁脱硫原理铁脱硫的原理主要包括以下几个步骤:1. 还原硫化物:在高温条件下,将含硫物质与还原剂(通常为铁)反应,生成硫化铁和其他化合物。

反应的一般方程式为:Fe + S → FeS2. 氧化硫化铁:生成的硫化铁会与氧气反应生成氧化硫化铁。

反应方程式为:4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO23. 吸收硫化氢:通过吸收剂(如氢氧化钠)将生成的硫化氢吸收,使其不再释放到环境中。

2NaOH + H2S → Na2S + 2H2O通过以上几个步骤,铁脱硫可以有效地将硫化物转化为硫化氢,再通过吸收剂吸收硫化氢,从而实现脱硫的效果。

二、铁脱硫的应用铁脱硫广泛应用于钢铁行业和电力行业等领域。

在钢铁行业中,高硫铁矿在炼铁过程中会释放大量的二氧化硫,通过铁脱硫可以将二氧化硫转化为硫化氢,从而减少对环境的污染。

在电力行业中,燃煤发电过程中也会产生大量的二氧化硫,铁脱硫可以有效地减少二氧化硫的排放,保护大气环境。

铁脱硫还可以应用于其他含硫废气的处理过程中,如焦化行业、化工行业等。

通过铁脱硫技术,可以有效地减少含硫废气对环境的危害,提高生产过程的环保性。

总的来说,铁脱硫是一种简单、有效的脱硫方法,可以广泛应用于各个行业领域,起到减少污染、保护环境的作用。

希望随着科技的不断发展,铁脱硫技术能够得到进一步的完善,为环境保护事业做出更大的贡献。

炼钢脱硫反应

炼钢脱硫反应
炼钢脱硫反应
物理化学反应
01 介绍
目录
02 氧化渣的脱硫
03
金属成分对脱硫的影 响
04 还原渣的脱硫
05 气化脱硫
06 脱硫反应的速率
炼钢脱硫反应是在炼钢以及钢液炉外精炼过程中脱除有害杂质硫的物理化学反应。生产低硫钢要在高炉炼铁、 铁水预处理、炼钢、钢液炉外精炼各个环节均进行认真的脱硫。还要依据产品对硫的不同要求,对整个生产流程 的脱硫操作进行最优化控制,以使脱硫成本达到最低。
6(Fe)+(S-) +2 (O-) = 6(Fe) +SO2
所以气化脱硫的比例随渣中氧化铁的增大而增大。然而过高的氧化铁意味着铁耗增加,脱硫操作仍应以高碱 度渣脱硫为主。特别是铁水预处理和炉外精炼的发展,有效脱硫的方法更多了,气化脱硫并没有特别重要的意义。
脱硫反应的速率
炼钢脱硫是渣—钢界面反应,反应包括3个环节:(1)钢液中硫向界面传质;(2)在界面上的化学反应;(3)硫在 渣相内传质离开界面。脱硫反应是电化学反应,在高温下进行得很快,不是脱硫速率的限制环节。渣和钢两相中 的传质均可能是速率控制环节。根据一些人对钢液中硫的传质系数所作的测定,证明传质速率决定于界面上的流 动速度。流动速度越大,传质越快。另外渣—钢界面反应和界面积大小有关,增大界面积的有效方法是使渣、钢 乳化。电弧炉还原渣下出钢时,增大钢流落差,加大渣、钢接触,可促进脱硫的进行。钢液炉外精炼时,必须吹 氩或用电磁搅拌,才能使渣子有效脱硫。钢包喷吹脱硫粉剂,具有极大的反应面积,脱硫速率快,是有效的脱硫 方法。
介绍
在炼钢以及钢液炉外精炼过程中脱除有害杂质硫的物理化学反应。硫在钢凝固时成为硫化物析出在晶粒界上, 如果硫化物是FeS,其熔点为1195℃,在轧钢时晶界熔化而钢破裂,称为“热脆”。钢中加入锰后,析出的硫化 物变为MnS,熔点提高到1530℃,热脆现象可以避免,但MnS在轧钢时沿轧向延伸,使钢材在横向上失去连续性。 对于条、棒类钢材的危害还不严重,但对于要求各个方向的性能均为良好的板、管类钢材,硫的危害就大了。硫 还恶化钢的韧性,图1为德国生产的管线用钢之含硫量随年代的变化,与之相对应,冲击韧性水平自然也随着时代 而提高。生产低硫钢要在高炉炼铁、铁水预处理、炼钢、钢液炉外精炼各个环节均进行认真的脱硫。还要依据产 品对硫的不同要求,对整个生产流程的脱硫操作进行最优化控制,以使脱硫成本达到最低。

金属冶炼中的脱硫和脱氧技术

金属冶炼中的脱硫和脱氧技术

能化控制,提高生产效率和产品质量。
环保要求和可持续发展
1 2
绿色冶金的推广
在金属冶炼过程中,加强环保意识,推广绿色冶 金技术,降低对环境的污染和破坏。
资源循环利用
通过金属冶炼过程中的副产物回收和再利用,实 现资源的循环利用,降低能耗和资源消耗。
3
低碳排放和节能减排
通过技术改进和创新,降低金属冶炼过程中的碳 排放和能耗,实现低碳排放和节能减排的目标。
常见的生物脱硫技术包括生物滤池法、生物滴滤塔法等 。
生物脱硫技术的优点是处理效率高、能耗低、操作简单 ,且不产生二次污染。
生物脱硫技术的缺点是处理时间较长,需要适宜的微生 物生长条件,且对硫化物浓度的适应性有限。
化学脱硫技术
化学脱硫技术是指利用化学反 应去除气体中的硫化物,通常
在高温或催化条件下进行。
02
湿法脱硫技术的优点是处理效率高、能耗低、操作简单,适用于处理 低浓度的硫化物。
03
常见的湿法脱硫技术包括碱液吸收法、酸液吸收法、氧化吸收法等。
04
湿法脱硫技术的缺点是会产生大量废水,需要处理后才能排放,对 硫化物浓度的适应性有限。
生物脱硫技术
生物脱硫技术是指利用微生物的代谢作用去除气体中的 硫化物,通常在常温或低温条件下进行。
总结词
钢铁工业中,脱硫和脱氧技术主要用于 提高钢材的质量和性能,减少环境污染 。
VS
详细描述
在钢铁冶炼过程中,硫和氧是常见的杂质 元素,它们会导致钢材的脆性增加、耐腐 蚀性下降等问题。通过采用脱硫和脱氧技 术,可以有效去除钢材中的硫和氧,提高 其机械性能和耐腐蚀性。同时,这些技术 的应用还能减少环境污染,降低生产成本 。
有色金属冶炼中的应用

金属冶炼中的脱硫与脱磷

金属冶炼中的脱硫与脱磷

产物分离
将脱硫产物与金属分离 ,得到纯净的金属。
金属熔炼
将纯净的金属进行熔炼 ,得到最终产品。
脱硫的实践与案例
钢铁脱硫
钢铁工业中常用的脱硫方法有喷粉法 、夹套式反应罐法和悬浮法等。其中 ,喷粉法是最常用的方法之一,可以 有效降低钢铁中的硫含量。
有色金属脱硫
对于铜、铝等有色金属,常用的脱硫 方法有酸洗、氧化等。这些方法可以 有效去除有色金属中的硫化物杂质, 提高金属的品质和加工性能。
化学法
通过化学反应将硫化物转化为其他形态或将其从 金属中分离出来的方法,如酸洗、氧化等。
生物法
利用微生物的代谢作用将硫化物转化为可溶性物 质或将其从金属中分离出来的方法。
脱硫的工艺流程
原料准备
对原料进行破碎、筛分 、混合等预处理,以便
后续处理。
脱硫处理
根据所选择的脱硫方法 和技术,对原料进行脱
硫处理。
脱磷的工艺流程
熔融金属的制备
将原料加入高温熔炉 中熔化,形成熔融金 属。
脱磷剂的添加
根据需要加入适量的 脱磷剂。
脱磷反应
在一定的温度和压力 下进行脱磷反应,使 磷元素与脱磷剂反应 生成不溶于金属的化 合物。
过滤与分离
将生成的化合物通过 过滤等方法从熔融金 属中分离出来。
金属的浇注
将脱磷处理后的熔融 金属浇注入铸模中, 冷却凝固后得到所需 的金属材料。
03
脱硫与脱磷在金属冶炼中的关系
脱硫与脱磷的相互影响
脱硫和脱磷在金属冶炼过程中 是相互关联的,因为它们都涉 及到去除杂质和有害元素。
脱硫和脱磷的相互影响主要体 现在它们对金属冶炼过程的影 响上。
脱硫和脱磷的相互影响还表现 在它们对金属产品质量的影响 上。

金属冶炼中的烟气脱硫技术

金属冶炼中的烟气脱硫技术
选用高效脱硫剂
选用具有高脱硫性能的脱硫剂,如氧化钙、氧化镁等 ,提高脱硫效果。
强化设备性能
加强设备维护和更新,提高设备性能和稳定性,确保 烟气脱硫过程的正常运行。
05 实际案例分析
XX金属冶炼厂的烟气脱硫技术应用
工艺流程
XX金属冶炼厂采用石灰 石-石膏湿法烟气脱硫技 术,通过吸收剂(石灰 石浆液)与烟气中的 SO2反应,生成硫酸钙 ,实现脱硫目的。
某小型金属冶炼厂采用简易的干法脱 硫技术,由于技术不成熟和操作不当 ,导致脱硫效率低下,污染物排放超 标,受到环保部门处罚。
教训与启示
烟气脱硫技术的选择应综合考虑企业 实际情况、污染物排放标准、经济效 益和环保要求;同时要加强技术研发 和引进,提高脱硫技术水平和降低成 本;此外,企业应建立健全环保管理 制度,加强员工培训和操作管理,确 保烟气脱硫设施正常运行和污染物达 标排放。
氨法脱硫技术
总结词
脱硫效率高、吸收剂利用率高、副产物可回收利用、适用于 高浓度二氧化硫烟气
详细描述
氨法脱硫技术利用氨水作为脱硫剂,通过与烟气中的二氧化 硫反应生成亚硫酸铵和硫酸铵,达到脱硫目的。该技术脱硫 效率高,吸收剂利用率高,副产物可回收利用,适用于高浓 度二氧化硫烟气。
氧化镁法脱硫技术
总结词
烟气脱硫技术的必要性
控制污染物排放
烟气脱硫技术是控制金属冶炼过程中硫化物等污染物排放的有效手段,对于改 善环境质量具有重要意义。
保护生态环境
通过烟气脱硫技术减少硫化物等污染物的排放,有助于保护生态环境,促进可 持续发展。
02 烟气脱硫技术原 理
烟气脱硫技术的分类
01
02
03
干法脱硫
利用固体吸收剂去除烟气 中的SO2,具有投资少、 操作简便等优点,但脱硫 效率相对较低。

炼钢过程中的脱硫热力学原理(一)

炼钢过程中的脱硫热力学原理(一)

炼钢过程中的脱硫热力学原理(一)炼钢过程中的脱硫热力学引言•介绍炼钢过程中的一个关键步骤:脱硫•具体解释什么是脱硫热力学•引出本文讲解的目的和结构脱硫的重要性•简要介绍脱硫在炼钢中的重要性•提到脱硫可以改善钢的质量和性能•引出需要通过脱硫热力学来优化脱硫过程的概念脱硫反应的基本原理•解释脱硫反应的基本原理•提到脱硫反应中主要涉及的物质,如硫、氧和钢中的元素•引出热力学的作用,在反应过程中动态平衡的概念硫在钢中的存在形式•解释硫在钢中的存在形式,如硫化物和自由态硫•强调硫化物的稳定性和对钢的性能的负面影响脱硫反应的原理•解释脱硫反应的原理,主要是气相脱硫反应和渣相脱硫反应•引出脱硫反应中的热力学平衡和动态平衡的概念,以及相关计算公式脱硫热力学计算•介绍脱硫热力学计算的重要性•解释脱硫反应中需要考虑的热力学参数,如反应焓、熵和自由能•提及热力学平衡的条件和计算方法反应焓的计算•解释反应焓的概念和计算方法•举例说明如何根据反应物和生成物的焓来计算反应焓反应熵的计算•解释反应熵的概念和计算方法•说明如何根据反应物和生成物的熵来计算反应熵自由能变化和热力学平衡•解释自由能变化的概念和计算方法•引出热力学平衡的概念和条件•提及如何通过计算自由能变化来判断脱硫反应是否趋向平衡脱硫热力学优化•引出通过热力学计算优化脱硫过程的概念•说明如何根据脱硫热力学计算结果来优化脱硫过程参数,如温度、压力和气体配比等•提及如何平衡脱硫效率和能耗结论•简要总结脱硫热力学的作用和重要性•强调热力学计算在优化脱硫过程中的应用价值•提出未来在脱硫热力学领域的研究展望注:以上内容仅供参考,实际写作中请根据研究内容进行合理调整和拓展。

引言在炼钢过程中,脱硫是一项至关重要的步骤。

通过脱除钢中的硫,可以显著提高钢的质量和性能。

而要实现高效的脱硫过程,就需要对脱硫热力学进行深入地理解和研究。

本文将从浅入深地解释炼钢过程中的脱硫热力学,并探讨其在优化脱硫过程中的应用。

金属冶炼中的脱硫与脱氧

金属冶炼中的脱硫与脱氧
影响因素
影响脱氧效果的因素包括脱氧剂的种 类和加入量、反应温度和时间、熔融 金属的纯净度等。此外,操作人员的 技能和经验也是影响脱氧效果的重要 因素。
03 金属冶炼中脱硫 与脱氧的比较
目的和重要性比较
目的
金属冶炼中脱硫与脱氧的目的都是为了 提高金属的质量和性能,但侧重点不同 。脱硫的目的是降低硫含量,防止热脆 ;脱氧的目的是降低氧含量,防止氧化 物夹杂。
力。
政策法规的影响
要点一
政策支持
政府将出台相关政策,鼓励和支持金属冶炼中的脱硫与脱 氧技术创新和发展,推动产业绿色化和可持续发展。
要点二
法规约束
政府将制定更为严格的法规,限制高硫和高氧金属产品的 生产和销售,迫使企业采用更为先进的脱硫与脱氧技术。
THANKS
感谢观看
VS
重要性
两者都很重要,但脱硫更侧重于生产过程 中的质量控制,而脱氧更侧重于金属材料 的纯净度。
ห้องสมุดไป่ตู้ 方法和技术比较
方法
脱硫的方法主要有钙法、镁法、电炉法和真空法等,而脱氧的方法主要有沉淀脱氧、扩散脱氧和真空脱氧等。
技术
脱硫技术要求高,需要严格控制温度、压力和反应时间等参数,而脱氧技术相对简单,主要通过加入脱氧剂控制 氧含量。
脱硫的效果和影响因素
效果
脱硫的效果取决于多种因素,如原料的含硫量、脱硫剂的种 类和加入量、反应温度和时间等。一般来说,经过脱硫处理 后,金属中的含硫量可以降低到0.01%以下。
影响因素
原料的含硫量越高,脱硫的难度越大;脱硫剂的加入量和种 类对脱硫效果也有很大影响;反应温度和时间也是影响脱硫 效果的重要因素。此外,操作条件、设备性能等因素也会影 响脱硫效果。
02 金属冶炼中的脱 氧

金属冶炼中的脱气与脱硫处理技术

金属冶炼中的脱气与脱硫处理技术

技术创新与改进的需求
高效化
提高脱气与脱硫处理的效率,减 少处理时间和能源消耗,降低生
产成本。
环保化
研发低污染、低能耗的脱气与脱硫 技术,减少对环境的负面影响。
智能化
利用先进的信息技术,实现自动化 、智能化的脱气与脱硫处理,提高 生产过程的可控性和稳定性。
环境保护法规的影响
01
02
03
严格化
环境保护法规将越来越严 格,对金属冶炼中的脱气 与脱硫处理技术提出更高 要求。
金属冶炼中的脱气与脱硫处 理技术
汇报人:可编辑 2024-01-06
目 录
• 金属冶炼概述 • 金属冶炼中的脱气处理技术 • 金属冶炼中的脱硫处理技术 • 脱气与脱硫处理技术的发展趋势与展望 • 实际应用案例分析
01
金属冶炼概述
金属冶炼的定义与目的
定义
金属冶炼是指通过一系列物理和 化学过程,将矿石或废旧金属等 原材料中的金属元素提取出来, 并制成金属或合金的过程。
规范化
法规将推动脱气与脱硫处 理技术的规范化发展,促 进技术的普及和推广。
国际化
随着全球环保意识的提高 ,国际间的环保法规将逐 渐接轨,推动脱气与脱硫 处理技术的国际化发展。
未来发展的方向与趋势
联合化
将多种脱气与脱硫技术进 行联合应用,实现更高效 、更环保的处理效果。
资源化
以资源循环利用为导向, 研发具有资源化利用特点 的脱气与脱硫技术。
应的原理。
脱硫处理技术的应用与效果
应用
在钢铁、有色金属(如铝、铜等)的冶炼过程中广泛应用脱 硫处理技术,以降低金属产品中的硫含量,提高其性能。
效果
经过脱硫处理,可以显著降低金属产品中的硫含量,提高其 耐腐蚀性和可加工性。同时,还可以改善金属材料的物理和 机械性能。

炼钢脱硫反应

炼钢脱硫反应

炼钢脱硫反应一、介绍钢铁是重要的工业材料,广泛应用于建筑、汽车制造等行业。

然而,在钢铁制造过程中,炼钢焦炭和铁矿石的还原反应会产生大量的硫化物,如二硫化碳、硫化氢等,这些硫化物会对环境和人体健康造成严重危害。

因此,进行炼钢脱硫反应是非常重要的环保措施。

二、脱硫反应原理炼钢脱硫反应的原理主要是通过化学反应将钢中的硫化物转化为易挥发的硫酸气体或其他化合物,从而实现硫的去除。

常用的炼钢脱硫方法有以下几种:2.1 碱性脱硫法碱性脱硫法主要是通过将碱性物质加入到炼钢过程中,与钢中的硫化物反应生成易溶于钢水中的硫化物,然后再通过钢水的翻搅或其他方式将钢水中的硫化物带出。

常用的碱性脱硫剂有生石灰、氨水等。

2.2 氧化性脱硫法氧化性脱硫法是通过将氧化剂加入到炼钢过程中,将钢中的硫化物氧化成易挥发的二氧化硫气体,从而实现硫的去除。

常用的氧化剂有石灰石、氧气等。

2.3 脱磷脱硫一体化技术脱磷脱硫一体化技术是将脱磷反应和脱硫反应同时进行,通过添加适量的添加剂,使钢中的磷和硫同时被去除。

这种技术可以减少工艺步骤,提高效率。

2.4 脱硫渣处理脱硫渣处理是将脱硫剂加入到钢水中,与钢中的硫反应生成硫化物,然后通过渣化反应,将硫化物转化为易分离的硫化渣。

这种方法可以有效地去除钢中的硫。

三、炼钢脱硫反应的应用与发展炼钢脱硫反应在钢铁制造中得到了广泛的应用,并且随着环境保护要求的提高,脱硫技术也在不断地发展。

3.1 应用领域炼钢脱硫反应主要应用于钢铁冶炼过程中,可以有效去除钢中的硫,提高钢的品质。

同时,炼钢脱硫反应也可以减少对环境的污染,改善工作环境。

3.2 技术发展随着科学技术的不断发展,炼钢脱硫反应的技术也在不断地改进和完善。

新型的脱硫剂和脱硫装置不断涌现,使得炼钢脱硫反应更加高效、安全、环保。

四、炼钢脱硫反应的挑战与展望尽管炼钢脱硫反应取得了显著的进展,但仍面临一些挑战。

4.1 高硫矿石的处理随着矿石资源的日益减少,高硫矿石的使用比例也在增加。

钢铁冶金原理重点07(1)

钢铁冶金原理重点07(1)

第七章 氧化熔炼反应1 何为钢液中溶解元素的选择性氧化温度?试以冶炼不锈钢的“去碳保铬”及吹炼含钒生铁的“去钒保碳”来说明它的作用。

解 从氧势图知,铁液中氧化物氧势越低的元素越先氧化。

而炼钢熔池中C 是主要的共存元素,它氧化形成的CO 的氧势线与其它元素氧化形成的氧化物的氧势线的走向相反,两者出现交点。

当熔池温度低于交点温度时,()()O MO O CO ππ<,主要是[M]氧化,而在交点温度以上,()()O MO O CO ππ>,主要是[C]氧化。

因此,选择熔池的温度,就可以控制C 和其它元素氧化的先后。

这个温度称为钢液元素的选择性氧化温度。

在奥氏体不锈钢返回冶炼中,利用选择性氧化温度原理来确定应采用的冶炼温度,使钢液中[Cr]不氧化,而[C]大量氧化,获得高铬低碳的不锈钢液。

可利用[C]和 [Cr]氧化反应耦合得出的反应的r m G ∆=0求得它们的选择性氧化的温度:[][]344()34C Cr O Cr CO +=+34419.147lg Cr COr m r m Ca p G G a θ∆=∆+ []3434144%,()Cr CO Cr CO C Ca p K w C a p K f a θ==⨯ 为了降低较高的选择性氧化温度,需要降低CO p ,这就是VOD 炉真空吹氩和AOD 炉吹入氩-氧混合气体,降低CO p 冶炼超低碳不锈钢的理论依据。

在吹炼含钒生铁,提取钒渣及获得碳量较高的半钢,应选择能保证[V]优先于[C]氧化得去钒保碳的温度上限。

其反应为[][]2321()33V CO V O C +=+ 2319.147lg Cr m r mV COa G G a p θ∆=∆+ []322323%,C C V CO CO V a aK w V a p K p f θθ⎛⎫== ⎪⎝⎭吹炼温度一般控制在1420℃以下。

2 转炉炼钢过程中的脱硫反应与高炉炼铁过程中的脱硫反应是相同的([S]+(O 2-)=(S 2-)+[O]。

钢铁制造流程脱硫工艺

钢铁制造流程脱硫工艺

钢铁制造流程脱硫工艺引言随着工业的发展,钢铁制造产生了大量的废气和废水,其中含有大量的二氧化硫(SO2)。

二氧化硫是一种有害气体,对环境和人类健康造成了巨大的危害。

为了减少二氧化硫的排放,钢铁制造过程中引入了脱硫工艺。

本文将介绍钢铁制造流程中主要的脱硫工艺及其原理。

1. 石灰石脱硫工艺石灰石脱硫是一种常见的钢铁制造过程脱硫工艺,它主要通过反应碱性氧化物与二氧化硫进行化学反应,使硫化物转化为较稳定的硫酸盐。

具体工艺步骤如下:1.加入石灰石石粉:将石灰石石粉加入脱硫设备的喷射器中。

2.喷射器喷射:利用喷射器将石灰石石粉喷入反应器,与废气中的二氧化硫发生反应。

3.反应:石灰石石粉中的碱性氧化物与二氧化硫发生反应,生成硫化物。

4.氧化:通过加入适量的氧气或空气,将硫化物氧化为硫酸盐。

5.除尘:将除尘器中产生的硫酸盐进行集中处理。

6.脱水:对硫酸盐进行脱水处理,形成固体硫酸盐产品。

7.再生:通过加热脱水后的硫酸盐,使其分解为二氧化硫和石灰石。

石灰石脱硫工艺具有工艺简单、成本低廉的特点,是钢铁制造中常用的脱硫工艺。

2. 氨法脱硫工艺氨法脱硫是另一种常见的钢铁制造过程脱硫工艺,它主要通过二氧化硫与氨气的反应,生成较稳定的硫酸铵。

具体工艺步骤如下:1.加入氨气:将氨气加入脱硫设备的喷射器中。

2.喷射器喷射:利用喷射器将氨气喷入反应器,与废气中的二氧化硫发生反应。

3.反应:二氧化硫与氨气在反应器中进行反应,生成硫酸铵。

4.除尘:将除尘器中产生的硫酸铵进行集中处理。

5.干燥:对硫酸铵进行干燥处理,形成固体硫酸铵产品。

6.再生:通过加热干燥后的硫酸铵,使其分解为二氧化硫和氨气。

氨法脱硫工艺具有高效、脱硫效果好的特点,但成本较高,需要处理产生的废液。

3. 湿法脱硫工艺湿法脱硫是采用吸收剂将二氧化硫吸收至溶液中,通过化学反应转化为硫酸盐或硫酸铵。

湿法脱硫工艺主要包括氧化吸收和还原吸收两个过程:3.1 氧化吸收1.加入吸收剂:将吸收剂加入脱硫设备中的吸收塔。

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/ K S ——包括了从
X S 2 − 到(%S)转换系数在内的平衡常数。
2−
LS
(%S ) = K / × f S × aO = [%S ] S γ S × aO
2−
(熔渣脱硫能力)
脱硫的热力学分析或影响LS的因素(热力学条件): (1)温度:脱硫是吸热反应,热效应不大。T↑→KS↑→LS平↑; 温度影响动力学,T↑→石灰熔化↑→
K=
K/——包括了从 令:
a S 2− aO 2 −
×
PO2 PS 2
1 1 S 2 + O 2 − = S 2 − + O2 2 2 PO2 γ S 2 − ⋅ (% S ) / K = × aO 2 − PS 2
( ) ( )
X S 2 − 到(%S)转换系数在内的平衡常数。
PO2 PS 2 =K ×
§7.2
气化脱S 气化脱
硫的各种化合物:硫是活泼的非金属元素,可形成多种化合物,冶金中 出现的硫化物: 焦炭中60~80%为有机硫,15~40%为硫化物。 铁矿石中的硫以FeS、FeS2、CaSO4、BaSO4等硫化物及硫酸盐形式存 在。 铁水中的硫以元素[S]状态存在。 在钢铁冶金过程中气态的硫化物有: 还原气氛:CS、CS2、COS、H2S、HS; 氧化气氛:SO、SO2、SO3。 气化脱硫指硫以气态硫化物或硫蒸气的形式脱除。 气化脱硫 转炉内:CO2:8~18%;CO:81~91%;H2:0.5~1.5%。只有在炼钢 初期。炉气中O2多时才发生气化脱硫(10~20%)。
/
C S = (% S )
γS
aO 2 −
2−
硫容量CS:炉渣容纳吸收硫的能力。 高炉内:
lg C S = −5.57 + 1.39 R (经验式)
1 X CaO + X MgO 2 R= 1 X SiO2 + X Al2O3 3
§7.3.2
硫分配系数L 硫分配系数 S
硫分配系数LS:
(S ) + (O 2− ) = (S 2− ) + [O]
炉渣脱S §7.3 炉渣脱 硫容量C §7.3.1 硫容量 S 钢铁冶金:
[FeS ] + (CaO) = (CaS ) + (FeS )
(S ) + (O 2− ) = (S 2− ) + [O]
KS =
a (s 2 − )a[O ] a (O 2 − )a[S ]
硫在炉气——炉渣间的分配平衡:
钢铁冶金原理
内蒙古科技大学 材料与冶金学院冶金工程系
第七章

硫的脱除
ห้องสมุดไป่ตู้——脱硫反应的热力学与动力 脱硫反应的热力学与动力
§7.1
硫对钢铁的危害
硫是铸造生铁及钢中的有害元素。 (1)硫的危害 铸铁:[S] ↑→ ↑→流动性↓→铸造性↓→强度↓
η
钢:Fe+FeS共晶体在988℃析出→热脆;若含氧量高,Fe+FeS +FeO共晶体, 熔点940℃,危害更大。 在炼铁、炼钢、炉外精炼过程中,硫的平衡为:
A k m = β [S ] × Vm A ρS k s = β (S 2− ) × × Vm ρ m

η↓ →LS实↑。
(2)炉渣成分:
aO 2 − ↑→ LS平 ↑ R ↑→ → LS γ S2 − ↑→ LS平 ↑
a FeO ↑↑→ a[O ] ↑↑→ LS平 ↓↓ (% FeO) ↑→ → L S平 ↓ aCaO ↑→→ aO 2− ↑→ LS平 ↑
高炉渣(%FeO)<1%→LS平↑约100 (3)金属液成分:[Si]、[C] ↑→→fs↑→Ls平↑; 炼铁过程中铁水中的[Si]、[C]远大于钢水中的含量; 铁水中fs:4-6,钢水中fs:1-1.5,故铁水中的[S]容易脱除。
§7.3.3 渣——金属液间脱S机理:
炉渣脱S的动力学 炉渣脱 的动力学
硫负荷:冶炼一吨生铁由炉料带入的硫量,4~6kg/t-p; 焦炭含硫:0.6~0.8%,焦炭带入炉内的硫占硫负荷的70~80%。 炼铁生产中进入生铁的硫<5%,进入熔渣的硫80~85%,随着炉气逸出 的硫占5~10%。 炼钢过程硫主要来自金属料,以炉渣脱硫为主。如氧气顶吹转炉,炉渣 脱硫约占80~90%气化脱硫约占10~20%。 (3)降低金属含硫量的措施: 1) 降低硫负荷,即原料含硫量; 2)增大渣量及炉渣脱硫量,但会使热负荷增大; (% S ) ↑ 3)增大炉渣脱硫能力 LS = [%S ] ; 高炉LS的平衡值:100,实际:30~50; 碱性氧化渣炼钢LS实际:4~10; 酸性氧化渣炼钢LS实际:0.5~1.5; 因而高炉脱硫具有得天独厚的有利条件,钢铁冶炼过程中主要在炼铁过程中除硫。
⑴ [S]由金属液向熔渣——金属液界面传质: [S]→[S]* ; ⑵ 界面化学反应:[S]*+(O2-)*→(S2-)*+[O]* ; ⑶ 界面生成的(S2-)*向熔渣中传质:(S2-)*→(S2-) 。
k m ⋅ LS (% ) (% S ) d [% S ] − = × [% S ] − (k m / k S ) + LS (% ) dτ LS ( % )
∑S = w
式中:
s
(% S ) + w ⋅ [% S ] + V ⋅
100
m
100
g
⋅ Sg
∑ S :原料带入总流量,kg;
ws、wm:熔渣、金属液重量,kg; Vg、Sg:煤气量、含硫量,m3、kg/m3;
对于高炉冶炼过程进一步写为:
wm wm [% S ] = 1 + U ⋅ LS
式中:
∑S − V
g
⋅ Sg × 100%
U=
ws
wm
渣铁比;
LS
(2)钢铁含硫要求
(% S ) = [% S ]
分配比。
合格铁:[S]≤0.07%; 特类:[S]≤0.02%; 一类(优质):[S]≤0.03%; 二类:[S]≤0.05% 三类:[S]≤0.07%。
普通钢:[S]≤0.05%; (一般钢[S]:0.015~0.045%) 优质钢:[S]≤0.03%; 高级优质钢:[S]≤0.02% 钢中允许[S]:0.001~0.05%
=
KS =
a (S 2 − )a[O ] a (O 2 − )a[S ]
/ S
γS ⋅ XS
2−
f S ⋅ [% S ]
2−
×
a[O ] a (O 2 − )
=
γ S ⋅ n ⋅ (% S )
2−
f S ⋅ [% S ]
×
a[O ] a (O 2 − )
K S γ S 2 − ⋅ (% S ) a[O ] K = = × n f S ⋅ [% S ] a (O 2 − )
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