铁水预处理技术01-02
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• 2. 国外三脱技术的发展
¾ 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和焊接性能
好；抗腐蚀和高温性能好 用户需求：降低钢中杂质：硫、磷含量越低越好！ 发展现状：30年代开始，60年代蓬勃发展！
第一章 铁水预处理概述
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。
第一章 铁水预处理概述
• 2. 国外三脱技术的发展
¾ 六类十六种脱硫方法： 摇动法：瑞典的单向偏心摇动铁水罐法，日本神户尼崎铁
厂可逆旋转式DM摇包法。 机 械 搅 拌 法 ： 原 西 德 DO(Damage Ostberg) 法 、
受研究者关注。
第一章 铁水预处理概述
• 4. 铁水预处理发展趋势 预脱硫→预脱硅→预脱磷(同时脱磷脱硫)；
未来以喷吹法为主； 脱硫剂受原料经济和钢材产品要求而波动； 发展方向：高效、廉价、易得的复合脱硫剂；CaO系、
外预处理技术已在世界各国广泛应用。
第一章 铁水预处理概述
¾ 铁水预处理的必要性和迫切性：
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；
RS(Rheinstahl) 法 和 赫 歇 法 、 日 本 新 日 铁 KR(Kambara Reactor)法、千叶NP法。 吹气搅拌法： 新日铁PDS(底喷)法和CLDS(顶喷)法。 钟罩压入法：美国Janes Laughlin公司的镁焦法。 喷 吹 法 ： 西 德 Thyssen 的 ATH(斜 插喷 枪 )法； 新日铁的 TDS(顶喷)法。 炉前铁水沟连续脱硫法。
2
第一章 铁水预处理概述
• 3. 我国铁水预处理技术发展过程
¾ 四大体系及复合脱硫剂： 苏打(Na2CO3)系：炉前铁水沟铺撒法，宣钢、包钢做过喷
吹工艺试验。 电石(CaC2)系：主要是喷吹法，攀钢、宝钢、武钢用过。 石灰(CaO)系：喷吹法，鞍钢、宝钢、武钢、酒钢、宣钢、
重钢、太钢等。 金属Mg系复合脱硫剂： 90年代起步，喷吹法，如鞍钢、
投产，以石灰系溶剂进行脱磷脱硫。
第一章 铁水预处理概述
• 2. 国外三脱技术的发展
¾ 发展历程： 20世纪80年代：以意大利TARANTO 钢厂为代表的欧洲
钢铁企业也进行了铁水三脱试验，但没有推广。 20世纪80年代：日本住友金属公司和神户钢铁公司分别开
发了采用专用转炉脱磷的SRP法和H炉法。 21世纪：先进国家铁水预处理已成为钢铁生产的必备工
宝钢、本钢等。
第一章 铁水预处理概述
• 3. 我国铁水预处理技术发展过程
¾ 我国铁水预处理技术发展特点 起步早，发展缓慢，而且多为国外引进； 我国大、中、小高炉并存，小铁水包比例大，因此预处理
温度不稳定； 各种铁水预处理方式都存在，适应不同层次的需要，在相
当长时间会继续保持下去； 需加快铁水预处理的工艺与装备的优化，发展“三脱”正在
• 2. 国外三脱技术的发展
¾ 发展历程： 20世纪40年代：北美一些钢厂曾用氧化铁皮在高炉出铁口
年进行铁水脱硅。 20世纪70年代：以日本为代表的钢铁企业进行铁水三脱研
究并开始应用于工业生产。 1982 年 5 月 ： 日 本 住 友 公 司 鹿 岛 厂 开 发 的 “住 友碱精炼
法”—SARP法投产（苏打精炼法）。 1982年9月：新日铁君津厂开发的最佳精炼法—ORPD法
第一章 铁水预处理概述
¾ 铁水预处理的优点： 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。 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。 同时，磷硫的去除对于提高转炉钢的质量是极为有利的。 为了提高钢的质量，改善高炉和转炉的生产条件，铁水炉
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。
第一章 铁水预处理概述
• 3. 我国铁水预处理技术发展过程
¾ 发展历程： 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。
第一章 铁水预处理概述
• 3. 我国铁水预处理技术发展过程
¾ 发展历程： 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
铁水预处理技术
第一章 铁水预处理概述
¾ 铁水预处理：指铁水进入炼钢炉之前所进行的脱除杂质元 素或从铁水中回收有价值元素的一种铁水处理工艺。
¾ 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（即“三脱”）。
¾ 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，如铁水提钒、提铌、提 钨(“三提”)等。
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。
第一章 铁水预处理概述
• 1. 铁水预处理原理及方法
¾ 原则上不外加热源，利用处理剂中活性物质与铁水中待脱 出元素进行快速反应，形成稳定渣相而和铁水分离的过程。
¾ 铁水预脱硫： [S]+M=(MS) 或： [S]+MO=(MS)+[O] [S]+MC=(MS)+[C]
¾ 铁水预脱硅、脱磷： [Si]+2[O]=(SiO2)
4[P]+10[O]=2(P2O5)
第一章 铁水预处理概述
• 1. 铁水预处理原理及方法
¾ 铁水预处理工艺： 铁水沟连续处理法：投入法和喷吹法。 铁水罐喷吹法：鱼雷罐和敞口罐。 机械搅拌法：深度脱硫。 专用炉法：H炉。
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第一章 铁水预处理概述
¾ 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和焊接性能
好；抗腐蚀和高温性能好 用户需求：降低钢中杂质：硫、磷含量越低越好！ 发展现状：30年代开始，60年代蓬勃发展！
第一章 铁水预处理概述
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。
第一章 铁水预处理概述
• 2. 国外三脱技术的发展
¾ 六类十六种脱硫方法： 摇动法：瑞典的单向偏心摇动铁水罐法，日本神户尼崎铁
厂可逆旋转式DM摇包法。 机 械 搅 拌 法 ： 原 西 德 DO(Damage Ostberg) 法 、
受研究者关注。
第一章 铁水预处理概述
• 4. 铁水预处理发展趋势 预脱硫→预脱硅→预脱磷(同时脱磷脱硫)；
未来以喷吹法为主； 脱硫剂受原料经济和钢材产品要求而波动； 发展方向：高效、廉价、易得的复合脱硫剂；CaO系、
外预处理技术已在世界各国广泛应用。
第一章 铁水预处理概述
¾ 铁水预处理的必要性和迫切性：
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；
RS(Rheinstahl) 法 和 赫 歇 法 、 日 本 新 日 铁 KR(Kambara Reactor)法、千叶NP法。 吹气搅拌法： 新日铁PDS(底喷)法和CLDS(顶喷)法。 钟罩压入法：美国Janes Laughlin公司的镁焦法。 喷 吹 法 ： 西 德 Thyssen 的 ATH(斜 插喷 枪 )法； 新日铁的 TDS(顶喷)法。 炉前铁水沟连续脱硫法。
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第一章 铁水预处理概述
• 3. 我国铁水预处理技术发展过程
¾ 四大体系及复合脱硫剂： 苏打(Na2CO3)系：炉前铁水沟铺撒法，宣钢、包钢做过喷
吹工艺试验。 电石(CaC2)系：主要是喷吹法，攀钢、宝钢、武钢用过。 石灰(CaO)系：喷吹法，鞍钢、宝钢、武钢、酒钢、宣钢、
重钢、太钢等。 金属Mg系复合脱硫剂： 90年代起步，喷吹法，如鞍钢、
投产，以石灰系溶剂进行脱磷脱硫。
第一章 铁水预处理概述
• 2. 国外三脱技术的发展
¾ 发展历程： 20世纪80年代：以意大利TARANTO 钢厂为代表的欧洲
钢铁企业也进行了铁水三脱试验，但没有推广。 20世纪80年代：日本住友金属公司和神户钢铁公司分别开
发了采用专用转炉脱磷的SRP法和H炉法。 21世纪：先进国家铁水预处理已成为钢铁生产的必备工
宝钢、本钢等。
第一章 铁水预处理概述
• 3. 我国铁水预处理技术发展过程
¾ 我国铁水预处理技术发展特点 起步早，发展缓慢，而且多为国外引进； 我国大、中、小高炉并存，小铁水包比例大，因此预处理
温度不稳定； 各种铁水预处理方式都存在，适应不同层次的需要，在相
当长时间会继续保持下去； 需加快铁水预处理的工艺与装备的优化，发展“三脱”正在
• 2. 国外三脱技术的发展
¾ 发展历程： 20世纪40年代：北美一些钢厂曾用氧化铁皮在高炉出铁口
年进行铁水脱硅。 20世纪70年代：以日本为代表的钢铁企业进行铁水三脱研
究并开始应用于工业生产。 1982 年 5 月 ： 日 本 住 友 公 司 鹿 岛 厂 开 发 的 “住 友碱精炼
法”—SARP法投产（苏打精炼法）。 1982年9月：新日铁君津厂开发的最佳精炼法—ORPD法
第一章 铁水预处理概述
¾ 铁水预处理的优点： 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。 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。 同时，磷硫的去除对于提高转炉钢的质量是极为有利的。 为了提高钢的质量，改善高炉和转炉的生产条件，铁水炉
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。
第一章 铁水预处理概述
• 3. 我国铁水预处理技术发展过程
¾ 发展历程： 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。
第一章 铁水预处理概述
• 3. 我国铁水预处理技术发展过程
¾ 发展历程： 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
铁水预处理技术
第一章 铁水预处理概述
¾ 铁水预处理：指铁水进入炼钢炉之前所进行的脱除杂质元 素或从铁水中回收有价值元素的一种铁水处理工艺。
¾ 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（即“三脱”）。
¾ 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，如铁水提钒、提铌、提 钨(“三提”)等。
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。
第一章 铁水预处理概述
• 1. 铁水预处理原理及方法
¾ 原则上不外加热源，利用处理剂中活性物质与铁水中待脱 出元素进行快速反应，形成稳定渣相而和铁水分离的过程。
¾ 铁水预脱硫： [S]+M=(MS) 或： [S]+MO=(MS)+[O] [S]+MC=(MS)+[C]
¾ 铁水预脱硅、脱磷： [Si]+2[O]=(SiO2)
4[P]+10[O]=2(P2O5)
第一章 铁水预处理概述
• 1. 铁水预处理原理及方法
¾ 铁水预处理工艺： 铁水沟连续处理法：投入法和喷吹法。 铁水罐喷吹法：鱼雷罐和敞口罐。 机械搅拌法：深度脱硫。 专用炉法：H炉。
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第一章 铁水预处理概述