1 铁水预处理概述

1铁水预处理概述

1.1铁水预处理概念

1.2铁水预处理的化学冶金学意义

1.3铁水预处理的优越性

1.4发展铁水预处理(脱硫)的必要性与紧迫性

1.1铁水预处理概念

指高炉铁水在进入炼钢炉之前预先脱除某些杂质的预备处理过程。包括预脱硫、预脱硅和预脱磷，简称铁水“三脱”。

是指铁水在进入炼钢炉前的脱硫处理过程，又称为

外脱硫。它是铁水预处理中最先发展成熟的工艺。

对于优化钢铁冶金工艺、提高钢的质量、发展优质钢种、提高钢铁冶金企业的综合效益起着重要作用。已发展成为钢铁冶炼中不可缺少的工序。

目前工艺技术结构调整、增铁节焦、扩大纯净钢冶炼品种、改善钢材质量、提高钢铁产品竞争力和附加值的最有效途径。

1.2铁水预处理的化学冶金学意义

•：

创造最佳的冶金反应环境!

•：

◆高炉−→分离脉石、还原铁矿石

◆铁水预处理−→脱硅、脱磷、脱硫

◆转炉−→脱碳、升温

◆钢水炉外精炼−→去夹杂、合金化

1.3铁水预处理的优越性

(1)：

如：

轴承钢：[S]≈0.002%

船板钢、油井管钢：[S]、[P]＜0.005%

管线钢、Z向钢、I F钢：[S]≤0.002%～0.004%

降低钢中硫含量的效益

1.3铁水预处理的优越性

(2)放宽对硫的限制，提高产量，降低焦比；

(3)采用低硫铁水冶炼，可巨大的经济

(4)炉外脱硫可保持象高炉内良好的热力学条件，但还可，大大

动力学条件，以较少的费用获得很高的脱硫效率；

(5)高炉在某些特殊炉况下要造酸性渣，如排碱或炉况不顺，铁水含S高，要

脱硫。

含硫量对高炉炼铁和转炉炼钢的影响

☐：

：

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。

：提高铁、钢、材系统的综合经济效益，提高市场竞争能力。

1.4发展铁水预处理(脱硫&脱磷)的必要性与紧迫性•是脱硫脱磷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，回磷

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

实现全连铸、近终形连铸、热装热送、连铸连轧

2铁水预处理发展的技术经济背景与现状

2.1国外铁水预处理脱硫技术的发展背景与现状

2.2国内铁水预脱硫发展的现状分析

2.3国内外铁水“三脱”的发展现状

2.4铁水预处理的发展趋势

2.1国外铁水预处理脱硫技术的发展背景与现状

•历史背景

–60年代，氧气转炉炼钢的崛起

–工业的发展给钢铁材料质量提出了更高要求

❿要求钢材：强度高、低温韧性好

冷成型和焊接性能好

抗腐蚀和高温性能好

❿为满足用户需求：

降低钢中杂质：硫、磷含量越低越好！

•发展历史与现状

–30年代开始，60年代蓬勃发展

–历史上，主要有六类十六种：

(1)摇动法：瑞典卧式回转炉法、单向偏心铁水罐摇动法

日本神户尼崎铁厂可逆旋转式D M摇包法

(2)机械搅拌法：

德国D O(D a m a g e O s t b e r g)法(T型管状搅拌器)、

R S(R h e i n s t a h l)法(倒T型搅拌器(表面搅拌))、

赫歇法(搅拌浆搅拌同时,由转轴中心孔向铁水喷入丙烷气)日本新日铁K R(K a m b a r a R e a c t o r)法(十字搅拌浆(深搅拌))

千叶N P法(门型搅拌器,从两叉端部喷出氮气)

•发展历史与现状

(3)吹气搅拌法：新日铁P D S(底喷)法和C L D S(顶喷)法

神户气泡泵环流搅拌(G M R)法(圆筒底部内侧吹气)

(4)钟罩压入法：美国J a n e s L a u g h l i n公司的镁焦法

(5)喷吹法：德国T h y s s e n的A T H(鱼雷罐斜插喷枪)法

新日铁的T D S(鱼雷罐顶喷)法，铁水罐喷吹法

(6)炉前铁水沟连续脱硫法

各种铁水预处理脱硫方法一

各种铁水预处理脱硫方法二

•现实情况：

世界各国都致力于降低钢中硫含量

❿80年代初期，欧洲钢材市场：

大批量产品含硫量[S]≤0.02%；

小批量产品[S]≤0.01%；

极少的优质钢[S]≤0.005%。

❿90年代中期：

约70%的产品[S]≤0.015%；

约50%的产品[S]≤0.01%；

约28%的产品[S]≤0.005%；

约10%的产品[S]≈0.002%。

•我国情形

差距太大：生铁一类品质量标准：[S]≤0.03%

结果：高炉脱硫，操作保守 焦比高、产量低

转炉脱硫困难：工序能耗高、生产率低

•国外预脱硫工艺发展趋势

–铁水罐、鱼雷罐喷吹法(C a O、C a C2、M g系)

–铁水罐K R搅拌法(C a O系)

–镁系脱硫法(主要为喷吹法)

•我国必须抓住机遇，迎头赶上

2.2国内铁水预脱硫发展的现状分析

•历史发展

–79年，武钢引进日本新日铁K R法

–80年代研究、试验和生产，目前投产200余台套

武钢、宣钢、攀钢、包钢、天铁、鞍钢、宝钢、酒钢、重钢、太钢、本钢、

莱钢、首钢、济钢等

–90年代，受两次钢材价格暴涨冲击，有起伏

–20世纪末，开始行业结构调整，大力开发高附加值产品，目前到了发展的黄金时期。

•预脱硫工艺：喷吹法为主，近期K R搅拌法也有发展

–攀钢、鞍钢、宝钢、武钢、酒钢、宣钢、重钢、太钢、本钢、首钢等

•脱硫剂：四大系列以及复合脱硫剂

–苏打(N a2C O3)系：炉前铁水沟铺撒法，宣钢、包钢做过喷吹工艺试验。

–电石(C a C2)系：，攀钢、宝钢、武钢用过。

–石灰(C a O)系：，鞍钢、宝钢、武钢、酒钢、宣钢、重钢、太钢等。

–金属M g系复合脱硫剂：90年代起步，喷吹法。如鞍钢、宝钢、本钢、包钢、太钢等。

2.3国内外铁水“三脱”的发展现状

•日本：

七十年代开发铁水三脱，八十年代普遍应用。

•欧洲：

以脱硫为主，在意、法、俄已有工业试验。

•北美：

以脱硫为主。因铁水磷低不赞成炉外脱磷。

•我国：

脱硫有较大发展。