宝钢炼钢工艺和设备-详细
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• 4、炼钢反应 铁中主要元素：C、Si、Mn、P、S发生如下氧化
反应： [C]+[O]CO [Si]+2[O](SiO2)
[Mn]+[O] (MnO) 2[P]+5[O] (p2O5) [FeS]+(CaO)(CaS)+(FeO) “[ ]”表示铁水（或钢水）中溶解的 “( )”表示存在于渣中 “”表示变为气体逃掉
二、铁水预处理
• 电石粉的特点：
（1）分解出的钙离子与[S]有极强的亲和力，因此 CaC2有很强的脱硫能力，耗量少，渣量也较少。 （2）生成物CaS熔点高，形成固体渣，防止回硫，扒 渣容易，对耐材侵蚀较轻。
（3）脱硫生成的碳除饱和于铁水外，其余以石墨态析 出。同时还有少量CO、C2H2气体，以及少量电石粉和 石灰粉会污染环境，因此必须设置除尘设备。
二、铁水预处理
脱硫剂的组成：为了 降低脱硫剂成本，减 少电石粉消耗，脱硫 剂的组成常根据铁水 条件、脱硫要求作适 当调整。其原则是既 满足脱硫的要求，又 要尽量降低脱硫成本。
二、铁水预处理
• 3、铁水脱硫主要设备 喷吹法脱硫是把脱硫剂吹入铁水中以粉状料的流 态化气力输送技术为基础的。 （1）脱硫剂输送设备：受料设备、给料设备、喷吹 设备。 （2）脱硫喷枪及喷枪升降装置：喷枪工作时必须 插入混铁车的铁水内，喷枪底部为喷口，两个喷口 成一直线水平布置。 （3）混铁车测温取样装置。
三、转炉
• 5、冶炼要点 （1）脱C和温度
随着C的下降，熔池的温度不断上升，为此要 向熔池充分的供氧来促进脱碳反应，这时产生的 CO促进了熔池的搅拌，熔池的沸腾亦能有效地 排出H2、N2等有害气体。
三、转炉
（2）脱P P是有害元素，是低温加工时产生表面缺陷（冷
脆）的原因，并且在钢锭中易产生偏析。当CaO未 充分溶解在渣中时脱P按下式进行： 2[P]+5(FeO)5[Fe]+(P2O5) 2[P]+8(FeO)5[Fe]+(3FeO.P2O5) 当CaO足量时按下式进行： (P2O5)+4(CaO)(4CaO.P2O5) P2O5生成稳定的(4CaO.P2O5)，防止回P反应。
二、铁水预处理
铁水预处理喷枪插入示意图
二、铁水预处理
混铁车脱硫设备 TDS 装置说明
• 设置地点 脱硫间1#线
• 处理能力 42车/日
• 脱硫剂 • 贮料仓
CaC2+CaO 数量 2个 容积 90m3×2
• 喷粉罐 数量 4个 容积 2m3×4
•
喷粉速度 40-70Kg/min
• 氮气压力 Max. 39.2×104Pa
二、铁水预处理
1、铁水预处理流程：高炉铁水前扒渣（铁 水脱硫）受铁（深脱硫）铁水包扒渣转 炉。
二、铁水预处理
• 2、铁水脱硫主要工艺
利用脱硫剂和铁水中的硫反应，生成物去除到 脱硫渣中。
主要的脱硫剂有电石粉（CaC2）和石灰粉 （CaO）。发生如下反应：
CaC2（固）+FeS＝CaS（固）+Fe+2C CaC2+[S]＝CaS+2C 2FeS+4CaO+[Si]＝2Fe+2CaS+Ca2SiO4 2FeS+2CaO+[Si]＝2Fe+2CaS+SiO2
脱硫剂
Mg+Ca0
贮料仓
CaO Mg
数量×容积 数量×容积
1×40m3，1×110m3 1×40m3，1×20m3
喷粉罐
CaO Mg
数量×容积 数量×容积
2×2.3m3 2×1.4m3
喷粉速度
CaO Mg
百度文库
CaO：Mg可调，可 以单吹CaO
30～70Kg/min
10～30Kg/min×2(双枪喷 吹)
喷吹氮气压力
Max.200×104Pa
喷枪
尺寸 插入深度
250×8095mm 距铁水包包底350-450mm
数量
1×2
测温取样装置
型式
升降式
升降速度
10-30m/min
三、转炉
• 1、转炉冶炼流程 装入废钢和铁水副原料投入吹炼副枪测定
温度和成分出钢（脱氧及合金化）倒渣 • 2、炼钢原料 （1）主原料（铁水和废钢）：主要铁源。 （2）副原料：用于造渣去除P、S等杂质和调节钢 水温度。 （3）铁合金：用于脱氧和调整钢水成分。
炼钢工艺和设备
2008年7月
一、炼钢概述
• 钢的定义：含碳量小于2％的铁合金。 • 钢的分类：普碳钢和特殊钢（优质碳素钢、合金 钢、高合金钢（合金含量大于10％））。 • 炼钢：将高炉生产出来的铁水炼成适合各种用途 的钢的过程。 • 炼钢方法：平炉法、转炉法、电炉法。 • 炼钢流程：高炉（铁水）铁水预处理（铁水） 转炉（钢水）炉外精炼（钢水）连铸或模铸 （钢坯或钢锭）。
转炉操作室
转炉进废钢
转炉进铁水
三、转炉
• 3、炼钢原理：铁中的各种元素（也包括铁本 身）与氧结合（氧化），从铁中去除。比铁与氧 容易结合的元素，按照其结合能力，从铁中去除。 与氧结合比铁弱的元素，则不能通过氧化去除。 因此要在原料阶段对不能氧化去除而又有害是元 素进行处理或不让其进入炉内。
三、转炉
（4）电石粉极易吸潮劣化，在大气下与水分接触迅速 发生反应，生成C2H2（乙炔）气体易爆，应采取安全 措施。
（5）电石粉价格昂贵。
二、铁水预处理
• 石灰粉的特点：
（1）当铁水中的[Si]氧化后，生成Ca2SiO4和SiO2， 相应消耗有效CaO，降低了脱硫效率。 （2）脱硫渣为固体渣，对耐材侵蚀较轻微，扒渣方 便，但渣量大。 （3）石灰粉流动性差，易受潮及结块。 （4）由于脱硫反应中在石灰粉颗粒表面生成致密的 硅酸二钙，阻碍了硫向石灰粉颗粒中的扩散，故脱 硫效率仅为电石粉的1/3～1/4。 （5）价格低廉。
• 喷枪尺寸 390×6650mm
• 插入深度 1200-1400mm
• 测温取样装置数量 1套2线共用
型式 自动旋转式
•
升降速度10-30m/min 旋转角度 ～360 °
• 附属设备试样切断机探头贮藏箱
二、铁水预处理
铁水包脱硫设备
铁水包脱硫装置
说明
设置地点
1#、2#受铁坑及地面
处理能力
70包/日
三、转炉
• 脱P反应放出相当多的热，低温有利于放热反 应的进行。故脱P反应应在低温下进行。 • 脱P反应的有利条件归纳如下： A、(CaO)要多 B、 (FeO)要多 C、 (P2O5)要少 D、熔池温度低
反应： [C]+[O]CO [Si]+2[O](SiO2)
[Mn]+[O] (MnO) 2[P]+5[O] (p2O5) [FeS]+(CaO)(CaS)+(FeO) “[ ]”表示铁水（或钢水）中溶解的 “( )”表示存在于渣中 “”表示变为气体逃掉
二、铁水预处理
• 电石粉的特点：
（1）分解出的钙离子与[S]有极强的亲和力，因此 CaC2有很强的脱硫能力，耗量少，渣量也较少。 （2）生成物CaS熔点高，形成固体渣，防止回硫，扒 渣容易，对耐材侵蚀较轻。
（3）脱硫生成的碳除饱和于铁水外，其余以石墨态析 出。同时还有少量CO、C2H2气体，以及少量电石粉和 石灰粉会污染环境，因此必须设置除尘设备。
二、铁水预处理
脱硫剂的组成：为了 降低脱硫剂成本，减 少电石粉消耗，脱硫 剂的组成常根据铁水 条件、脱硫要求作适 当调整。其原则是既 满足脱硫的要求，又 要尽量降低脱硫成本。
二、铁水预处理
• 3、铁水脱硫主要设备 喷吹法脱硫是把脱硫剂吹入铁水中以粉状料的流 态化气力输送技术为基础的。 （1）脱硫剂输送设备：受料设备、给料设备、喷吹 设备。 （2）脱硫喷枪及喷枪升降装置：喷枪工作时必须 插入混铁车的铁水内，喷枪底部为喷口，两个喷口 成一直线水平布置。 （3）混铁车测温取样装置。
三、转炉
• 5、冶炼要点 （1）脱C和温度
随着C的下降，熔池的温度不断上升，为此要 向熔池充分的供氧来促进脱碳反应，这时产生的 CO促进了熔池的搅拌，熔池的沸腾亦能有效地 排出H2、N2等有害气体。
三、转炉
（2）脱P P是有害元素，是低温加工时产生表面缺陷（冷
脆）的原因，并且在钢锭中易产生偏析。当CaO未 充分溶解在渣中时脱P按下式进行： 2[P]+5(FeO)5[Fe]+(P2O5) 2[P]+8(FeO)5[Fe]+(3FeO.P2O5) 当CaO足量时按下式进行： (P2O5)+4(CaO)(4CaO.P2O5) P2O5生成稳定的(4CaO.P2O5)，防止回P反应。
二、铁水预处理
铁水预处理喷枪插入示意图
二、铁水预处理
混铁车脱硫设备 TDS 装置说明
• 设置地点 脱硫间1#线
• 处理能力 42车/日
• 脱硫剂 • 贮料仓
CaC2+CaO 数量 2个 容积 90m3×2
• 喷粉罐 数量 4个 容积 2m3×4
•
喷粉速度 40-70Kg/min
• 氮气压力 Max. 39.2×104Pa
二、铁水预处理
1、铁水预处理流程：高炉铁水前扒渣（铁 水脱硫）受铁（深脱硫）铁水包扒渣转 炉。
二、铁水预处理
• 2、铁水脱硫主要工艺
利用脱硫剂和铁水中的硫反应，生成物去除到 脱硫渣中。
主要的脱硫剂有电石粉（CaC2）和石灰粉 （CaO）。发生如下反应：
CaC2（固）+FeS＝CaS（固）+Fe+2C CaC2+[S]＝CaS+2C 2FeS+4CaO+[Si]＝2Fe+2CaS+Ca2SiO4 2FeS+2CaO+[Si]＝2Fe+2CaS+SiO2
脱硫剂
Mg+Ca0
贮料仓
CaO Mg
数量×容积 数量×容积
1×40m3，1×110m3 1×40m3，1×20m3
喷粉罐
CaO Mg
数量×容积 数量×容积
2×2.3m3 2×1.4m3
喷粉速度
CaO Mg
百度文库
CaO：Mg可调，可 以单吹CaO
30～70Kg/min
10～30Kg/min×2(双枪喷 吹)
喷吹氮气压力
Max.200×104Pa
喷枪
尺寸 插入深度
250×8095mm 距铁水包包底350-450mm
数量
1×2
测温取样装置
型式
升降式
升降速度
10-30m/min
三、转炉
• 1、转炉冶炼流程 装入废钢和铁水副原料投入吹炼副枪测定
温度和成分出钢（脱氧及合金化）倒渣 • 2、炼钢原料 （1）主原料（铁水和废钢）：主要铁源。 （2）副原料：用于造渣去除P、S等杂质和调节钢 水温度。 （3）铁合金：用于脱氧和调整钢水成分。
炼钢工艺和设备
2008年7月
一、炼钢概述
• 钢的定义：含碳量小于2％的铁合金。 • 钢的分类：普碳钢和特殊钢（优质碳素钢、合金 钢、高合金钢（合金含量大于10％））。 • 炼钢：将高炉生产出来的铁水炼成适合各种用途 的钢的过程。 • 炼钢方法：平炉法、转炉法、电炉法。 • 炼钢流程：高炉（铁水）铁水预处理（铁水） 转炉（钢水）炉外精炼（钢水）连铸或模铸 （钢坯或钢锭）。
转炉操作室
转炉进废钢
转炉进铁水
三、转炉
• 3、炼钢原理：铁中的各种元素（也包括铁本 身）与氧结合（氧化），从铁中去除。比铁与氧 容易结合的元素，按照其结合能力，从铁中去除。 与氧结合比铁弱的元素，则不能通过氧化去除。 因此要在原料阶段对不能氧化去除而又有害是元 素进行处理或不让其进入炉内。
三、转炉
（4）电石粉极易吸潮劣化，在大气下与水分接触迅速 发生反应，生成C2H2（乙炔）气体易爆，应采取安全 措施。
（5）电石粉价格昂贵。
二、铁水预处理
• 石灰粉的特点：
（1）当铁水中的[Si]氧化后，生成Ca2SiO4和SiO2， 相应消耗有效CaO，降低了脱硫效率。 （2）脱硫渣为固体渣，对耐材侵蚀较轻微，扒渣方 便，但渣量大。 （3）石灰粉流动性差，易受潮及结块。 （4）由于脱硫反应中在石灰粉颗粒表面生成致密的 硅酸二钙，阻碍了硫向石灰粉颗粒中的扩散，故脱 硫效率仅为电石粉的1/3～1/4。 （5）价格低廉。
• 喷枪尺寸 390×6650mm
• 插入深度 1200-1400mm
• 测温取样装置数量 1套2线共用
型式 自动旋转式
•
升降速度10-30m/min 旋转角度 ～360 °
• 附属设备试样切断机探头贮藏箱
二、铁水预处理
铁水包脱硫设备
铁水包脱硫装置
说明
设置地点
1#、2#受铁坑及地面
处理能力
70包/日
三、转炉
• 脱P反应放出相当多的热，低温有利于放热反 应的进行。故脱P反应应在低温下进行。 • 脱P反应的有利条件归纳如下： A、(CaO)要多 B、 (FeO)要多 C、 (P2O5)要少 D、熔池温度低