提钒与转炼钢工艺6

提钒与转炼钢工艺项目二氧气转炉炼钢工艺任务1炼钢用原材料的识别任务目标•总体：在高产、优质、低耗、长寿的技术经济指标条件下，掌握以完成冶炼一炉质量合格钢的工作任务为目标所具备的紧密相关的“必须、够用”“比较完整和比较系统”的原料知识。•具体：•熟悉炼钢用主原料、辅原料、铁合金的种类、作用；•熟悉炼钢生产对所用各种主原料、辅原料、铁合金的要求及为了保证炼钢生产获得优质、高产、低耗及长寿技术经济指标对主原料进行的处理。•掌握各种原料识别的技能及为获得良好的技术经济指标合理炉料结构最佳配比确定的技能；•任务引入：原料是炼钢生产的物质基础即炼钢的粮食，为在高产、优质、低耗、长寿的技术经济指标理念下，冶炼质量合格钢水获得良好的技术经济指标，必须具备炼钢所需的“必须、够用”“比较完整和比较系统”的原料知识，特别是识别原料技能和合理炉料结构的配比确定技能。•学习性工作任务：在高产、优质、低耗、长寿的技术经济指标理念下，掌握以完成冶炼质量合格钢水的工作任务为目标所具备的紧密相关的“必须、够用”“比较完整和比较系统”的主原料、辅原料及铁合金等知识。任务1：3炼钢用原料前言单元一：主原料单元二：辅原料单元三：铁合金前言•原材料是炼钢的物质基础•原材料的质量和供应条件对炼钢生产的各项技术经济指标有重大影响•原材料质量评价内容——化学成分和物理性质应符合技术标准•化学成分和物理性质应保持稳定炼钢原料的分类—分类方法一主原料原料辅原料锰铁、硅铁及硅锰合金等各种铁合金铁水造渣剂废钢部分冷却剂增碳剂及各种气体等炼钢原料的分类—分类方法二金属料原料非金属料铁水废钢铁合金造渣料部分冷却剂增碳剂等各种气体氧气、氮气、氩气等返回目录3-1主原料3-1-1铁水（半钢）3-1-2废钢3-1-3生铁块3-1-1铁水•铁水是转炉炼钢的主要原料，一般装入炉量的70~100%，由于攀钢转炉炼钢工艺的特殊性,铁水作为炼钢的基本原料时,半钢更是主要的原料。•为保证转炉炼钢稳定操作,均衡生产和改善技术经济指标,对铁水和半钢的化学成分、温度都作出了明确的要求。观看录像3－1录像网址：=38铁水供应宝钢鱼雷罐车铁水罐车3-1-1铁水（半钢）•半钢是指含钒铁水经转炉、雾化炉提取钒渣之后，余下的金属称为半钢。•半钢是一种“化学冷”的炼钢中间产品，其特点是硅全部氧化，锰大部分氧化，碳少量氧化，半钢碳含量一般在3.6%～4.0%•半钢中的Ti、Si、Mn、V等元素的含量甚微。攀钢提钒半钢的主要成分半钢成分质量分数/%C3.8～4.0Si痕迹Mn0.1～0.2V0.05～0.08P0.05～0.08A铁水的温度●高●稳定•我国规定，入炉铁水温度应大于1250℃，以利于转炉的热行，成渣迅速，减少喷溅。B铁水的化学成分元素SiSMnPC发热元素，要求含量适当有益元素不宜过高有害元素有害元素B铁水的化学成分—碳coptSiCOCOCHCOCOH00278.000143.0244.022.188.2862.822＋铁水◆碳（C）：重要发热元素，铁水中的碳质量分数一般为4.2%～4.5%,半钢中的碳的质量分数通常为3.2～3.8%。炼钢生铁含碳量：B铁水的化学成分—硅◆硅(Si)：重要发热元素之一。铁水中每增加0.1％，废钢比可提高1.3％。过高的硅含量，会给冶炼带来不良后果。★增加渣料消耗，渣量大。铁水中每增加0.1％，每吨铁水就需多加6kg左右的石灰★加剧对炉衬的冲蚀★降低成渣速度，并使吹损增加★铁水中wsi=0.50％～0.80％为宜。少渣冶炼工艺时，0.3~0.5%为好B铁水的化学成分—锰•锰(Mn)：锰是弱发热元素，有益元素。•铁水中锰氧化后形成的MnO能有效地促进石灰溶解，加快成渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀•减少氧枪粘钢，终点钢中余锰高，能够减少合金用量，利于提高金属收得率•锰在降低钢水硫含量和硫的危害方面起到有利作用。•当前使用较多的为低锰铁水，一般铁水中锰的百分含量0.20～0.40％B铁水的化学成分—磷•磷：强发热元素，对一般钢种来说也是有害元素（冷脆），因此要求铁水含磷量越低越好。根据磷含量的多少铁水可以分为三类：•W〔P〕＜0.3％低磷铁水•W〔P〕＝0.3％～1.00％中磷铁水•W〔P〕＞1.5％高磷铁水•氧气顶吹转炉脱磷效率为85~95%，在出钢过程中若控制不好，很易回磷•铁水含磷量越低越好（小于0.15％～0.20％），最高不能超过0.40％）B铁水的化学成分—硫•易切钢•有害元素易造成“冷脆”•在转炉炼钢氧化气氛下脱硫效率只有30~60%（单渣法冶炼时的脱硫率仅为30％～35％），因而脱硫是困难的。而通常要求钢液的含硫量在0.03％以下。•铁水含硫量愈低愈好我国一些钢厂用铁水成分厂家化学成分w/%入炉温度/℃SiMnPSV首钢0.20～0.400.40～0.50≤0.100.0501310鞍钢三炼0.520.45(≤0.10)①0.013(1250)①武钢二炼0.67≤0.30≤0.0150.0241220～1310包钢0.721.730.5800.0471200攀钢0.0640.0520.0500.323宝钢0.40～0.80≥0.40≤0.120≤0.040国外一些厂家用铁水平均成分国家或厂名化学成分w/%SiMnPS美国0.80～1.200.60～1.00≤0.15≤0.030日本大分厂0.55～0.600.097～0.1050.020～0.023英国托尔伯特厂0.650.750.150.030联邦德国布鲁豪克森厂0.580.710.2～0.30.023C铁水除渣•高炉渣中含S、SiO2和Al2O3量较高，过多的高炉渣进入转炉内会导致转炉钢渣量大，石灰消耗增加，喷溅加剧，损坏炉衬，降低金属收得率，损失热量等。•兑入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%。返回子目录理想的铁水条件结论温度：＞1250℃成分：C:4.2%~4.5%Si：0.5％～0.8％Mn：0.4～0.6％S、P:越低越好铁水带渣：≯0.5％3-1-2废钢•废钢是氧气顶吹转炉炼钢的主原料之一，是冷却效果稳定的冷却剂。•通常占装入量的30％以下。•适当地增加废钢比，可以降低转炉钢消耗和成本。观看录像3－2录像网址：=38废钢来源炼钢原料废钢厂回收料返回料工业废料钢制报废件对废钢的要求•不同性质废钢应分类存放，以避免贵重合金元素损失或造成熔炼废品；•废钢入炉前应仔细检查，严防混入封闭器皿、爆炸物和毒品；严防混入易残留于钢水中的某些元素如铅、锌等有色金属（铅比重大，能够沉入砖缝危害炉底）；•废钢应清洁干燥，尽量避免带入泥土沙石、耐火材料和炉渣等杂质；•废钢应具有合适的外形尺寸和单重。返回子目录3-1-3生铁块•生铁块也叫冷铁，是铁锭、废铸件、罐底铁和出铁沟铁的总称，其成分与铁水相近，但没有显热。•冷却效应比废钢低，同时还需要配加适量石灰渣料。有的厂家将废钢与生铁块搭配使用。生铁块3-1-4铁水预处理脱硫脱硅脱磷提铌降低转炉脱硫负荷，提高钢材质量和性能。实现少渣或无渣工艺；为炉外脱磷创造了条件；减少脱磷剂用，提高脱磷脱硫效率。降低转炉脱磷负荷，提高钢材质量和性能。提取铁水中有益元素铁水预处理是指铁水在兑入炼钢炉之前，为去除或提取某种成分而进行的处理过程－三脱3-1-4-1铁水炉外脱硫•脱硫原理：使用与硫的亲和力比铁与硫的亲和力大的元素或化合物，将硫化铁中的硫转变为更稳定的，极少溶解或完全不溶于铁液的化合物。•铁水脱硫条件优于钢水脱硫条件，原因：•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；•铁水中氧含量低，提高渣铁之间硫分配比，脱硫效率高；•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；•铁水脱硫费用低于高炉、转炉和炉外精炼的脱硫费用。•脱硫能力•成本•资源•环境保护•对耐火材料的侵蚀程度•形成硫化物的性状•对操作影响•安全因素脱硫剂的选择原则常用的脱硫剂•电石粉（CaC2）•石灰粉（CaO）•石灰石粉（Ca2CO3）•金属镁（Mg）和镁基粉剂（Mg／CaO、Mg／CaC2）•苏打粉（Na2CO3）电石粉脱硫CFeCaSFeSCaC2(2＋＋固）（固）•脱硫特点：•CaC2有很强的脱硫能力•易于扒渣，对混铁车或铁水包内衬侵蚀较轻•污染环境，必须安装除尘装置•电石粉是工业产品，价格较贵•5）要特别注意电石粉在运输和储存过程的安全主要成分:CaC2，熔点为2300℃，粒度在0.1～1mm，脱硫反应：石灰粉脱硫主要成分是CaO石灰粉222224SiOCaOFeCaSSiFeSCaO＋（固）22222SiOFeCaSSiFeSCaO＋（固）•脱硫特点：•可在铁水中加入一定量的铝，可以显著提高石灰的脱硫能力和脱硫效率•与用CaC2脱硫相比，其脱硫能力相应低得多•脱硫产物为固态，便于扒渣，对铁水包内衬耐火材料侵蚀较轻，但渣量较大•石灰粉最好在干燥氮气下密封存放在单独料仓•石灰粉资源广，价格低，易加工，使用安全•脱硫特点：•可在铁水中加入一定量的铝，可以显著提高石灰的脱硫能力和脱硫效率•在高碳和一定硅含量的铁水中，CaO有较强的脱硫能力。但与用CaC2脱硫相比，其脱硫能力相应低得多•脱硫产物为固态，便于扒渣，对铁水包内衬耐火材料侵蚀较轻，但渣量较大•石灰粉流动性差，易堵料，且石灰粉易吸潮，吸潮后其流动性更大大恶化。因此，石灰粉最好也在干燥氮气下密封存放在单独料仓•石灰粉资源广，价格低，易加工，使用安全石灰石粉脱硫•其主要成分是CaCO3，属于石灰脱硫范畴（钙基脱硫剂）•脱硫反应：气）固固）(2)((32COCaOCaCO分解产生的CaO起着脱硫作用•用石灰石粒子分解时会发生炸裂，生成的是细小的、多孔的、活性强的CaO粉粒子，使CaO的反应面积增大，脱硫作用增强，提高了CaO的利用率•石灰石受热分解放出CO2气体，CO2气体从铁水中上浮，加强了铁水的搅拌，真假了脱硫剂与铁水的接触机会，提高了脱硫反应率和脱硫剂效率•用石灰石粉脱硫降低铁水温度，这是不利于脱硫反应进行的•石灰石资源丰富，价格低廉，不吸潮，易于保存，流动性好，不易堵塞喷吹管脱硫特点金属镁和镁基材料脱硫•金属镁脱硫剂镁为碱土金属，其熔点与沸点都较低，熔点为651℃，沸点是1107℃，在铁水存在的温度下呈气态。镁与硫的结合力很强MgMgMgMg气液固FeMgSFeSMg固•镁的脱硫能力很强，脱硫效率高产物为固态硫化镁，易于扒除，对耐火材料侵蚀较轻•消耗量少，处理时间短•可实现自动控制•金属镁价格较贵脱硫特点•Mg／CaO复合脱硫剂：喷吹Mg／CaO复合脱硫剂时，铁水中会发生喷吹Mg和单独喷吹CaO脱硫时，相应发生的反应，但平衡时不存在•脱硫反应式：•Mg(气)＋[S]＋CaO(固)=CaS(固)＋MgO(固)［Mg］＋[S]＋CaO(固)=CaS(固)＋MgO(固)•理论上喷吹Mg／CaO复合脱硫剂时，脱硫极限as可达约10－7％数量级。镁基粉剂中的钙镁比（Wcao／WMg）为2～3作为石灰、镁粉的喷吹比，效果好•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•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、成本更低苏打粉脱硫•其主要成分是Na2CO3，其受热分解，然后与铁水中的硫反应•脱硫反应：•Na2CO3(固)