鐵水預(yù)處理

前言

鐵水預(yù)處理技術(shù)始于鐵水爐外脫硫，最早可追溯至19世紀(jì)后期，在20世紀(jì)60~70年代得到迅速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各國(guó)，用于提高鐵水質(zhì)量。鐵水預(yù)處理工藝對(duì)現(xiàn)代鋼廠尤為重要，已經(jīng)從最初為滿(mǎn)足冶煉低硫或極低硫鋼種的需求，發(fā)展成為完善和優(yōu)化整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)工藝流程的不可缺少的工藝環(huán)節(jié)，是鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)煉鋼生產(chǎn)“高效、高質(zhì)、低成本、節(jié)能、環(huán)保”目標(biāo)的一個(gè)重要技術(shù)支撐。隨著我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將愈演愈烈，提高鋼鐵產(chǎn)品的高附加值仍是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，企業(yè)選擇合適的鐵水預(yù)處理技術(shù)是其作為提高產(chǎn)品質(zhì)量及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。鐵水預(yù)處理技術(shù)的核心是工藝、熔劑和設(shè)備，合適的預(yù)處理技術(shù)應(yīng)該是處理成本低，處理效果好，操作簡(jiǎn)單的技術(shù)。掌握各種不同鐵水預(yù)處理熔劑參與化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征，對(duì)比分析各種處理方法和設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，有助于冶金工作者開(kāi)發(fā)出新工藝、新流程和新方法，開(kāi)發(fā)出新型無(wú)害化鐵水預(yù)處理熔劑和高效裝置。因此，為適應(yīng)鐵水預(yù)處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，滿(mǎn)足本科教學(xué)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的需要，作者在多年講授鐵水預(yù)處理課程資料和科研成果基礎(chǔ)上，參考近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)資料，編寫(xiě)了本書(shū)。本書(shū)力求系統(tǒng)、精練、實(shí)用，從理論和實(shí)踐結(jié)合的角度來(lái)闡明鐵水預(yù)處理的原理、方法、設(shè)備、工藝特點(diǎn)及過(guò)程控制等內(nèi)容。通過(guò)學(xué)習(xí)，能夠使冶金工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)鐵水預(yù)處理技術(shù)有一個(gè)比較全面的了解和認(rèn)識(shí)，并會(huì)從設(shè)備、工藝等角度分析不同預(yù)處理技術(shù)的特點(diǎn)，掌握解決實(shí)際問(wèn)題的能力。本書(shū)由武漢科技大學(xué)鋼鐵冶金及資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室程常桂和馬國(guó)軍編寫(xiě)。程常桂編寫(xiě)第1~6章，馬國(guó)軍編寫(xiě)第7章，全書(shū)由程常桂匯總定稿。編寫(xiě)過(guò)程中，武漢科技大學(xué)教務(wù)處和材料與冶金學(xué)院給予了大力支持。特別感謝武漢科技大學(xué)鋼鐵冶金及資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于學(xué)斌教授和李光強(qiáng)教授，他們對(duì)本書(shū)編寫(xiě)給予了熱情的鼓勵(lì)并提供了一些寶貴的資料。編者所帶的研究生帥靜、車(chē)芳、余樂(lè)、蘇偉厚為本書(shū)的插圖繪制、文字校對(duì)等方面付出了辛勤勞動(dòng)，編者對(duì)他們的無(wú)私幫助表示感謝。限于編者水平有限，書(shū)中難免有不妥之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。編者2009年3月

內(nèi)容概要

鐵水預(yù)處理工序介于煉鐵和煉鋼工序之間，對(duì)改進(jìn)轉(zhuǎn)爐操作指標(biāo)、提高鋼的質(zhì)量有著十分重要的作用，是目前冶金企業(yè)大力發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù)。本書(shū)從技術(shù)基礎(chǔ)、冶金原理及工藝方法等角度介紹了鐵水預(yù)處理技術(shù)。全書(shū)共分7章，包括緒論、鐵水預(yù)處理的熱力學(xué)、鐵水預(yù)處理的動(dòng)力學(xué)、鐵水預(yù)處理的方法和設(shè)備、典型鐵水預(yù)處理工藝、鐵水預(yù)處理模型控制技術(shù)及鐵水預(yù)處理用耐火材料。本書(shū)力求系統(tǒng)、精練、實(shí)用，從理論和實(shí)踐結(jié)合的角度來(lái)闡明鐵水預(yù)處理的原理、方法、設(shè)備、工藝特點(diǎn)等內(nèi)容。     本書(shū)可作為高等院校冶金工程專(zhuān)業(yè)和相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教材或參考書(shū)，亦可供鋼鐵企業(yè)和科研院所從事鋼鐵冶金生產(chǎn)的工程技術(shù)人員及管理人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章　緒論 　1.1　鐵水預(yù)處理的發(fā)展基礎(chǔ) 　　1.1.1　鐵水預(yù)脫硫的發(fā)展基礎(chǔ) 　　1.1.2　鐵水預(yù)脫磷的發(fā)展基礎(chǔ) 　　1.1.3　鐵水預(yù)脫硅的發(fā)展基礎(chǔ) 　1.2　鐵水預(yù)處理發(fā)展概況 　　1.2.1　國(guó)內(nèi)外鐵水預(yù)脫硫發(fā)展概況 　　1.2.2　國(guó)內(nèi)外鐵水預(yù)脫磷發(fā)展概況 　　1.2.3　鐵水預(yù)脫硅發(fā)展概況 　1.3　鐵水預(yù)處理的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 　　1.3.1　脫硫效率（ηS） 　　1.3.2　脫硫劑效率（KS） 　　　1.3.3　脫硫劑的反應(yīng)率（ηm） 　復(fù)習(xí)思考題 第2章　鐵水預(yù)處理的熱力學(xué) 　2.1　鐵水脫硫的熱力學(xué) 　　2.1.1　鐵水脫硫劑的種類(lèi) 　　2.1.2　復(fù)合脫硫劑中添加劑的作用 　　2.1.3　脫硫劑的反應(yīng)特點(diǎn) 　　2.1.4　常用脫硫劑的利用率和效率 　　2.1.5　不同脫硫劑的脫硫經(jīng)濟(jì)效益 　2.2　鐵水預(yù)脫硅的熱力學(xué) 　　2.2.1　鐵水的最佳含硅量 　　2.2.2　脫硅劑的種類(lèi) 　　2.2.3　脫硅劑脫硅的反應(yīng) 　　2.2.4　影響鐵水脫硅效率的因素 　　2.2.5　脫硅過(guò)程中的泡沫渣現(xiàn)象 　2.3　鐵水脫磷熱力學(xué) 　　2.3.1　鐵水預(yù)脫磷的基本冶金條件 　　2.3.2　脫磷劑的構(gòu)成 　　2.3.3　常用的脫磷劑體系 　　2.3.4　影響鐵水脫磷效果的主要因素 　　2.3.5　無(wú)氟脫磷渣的研究 　2.4　鐵水同時(shí)脫磷脫硫的熱力學(xué) 　　2.4.1　鐵水同時(shí)脫磷脫硫的熱力學(xué)條件 　　2.4.2　同時(shí)脫磷脫硫熔劑及處理效果 　復(fù)習(xí)思考題 第3章　鐵水預(yù)處理的動(dòng)力學(xué) 　3.1　鐵水脫硫動(dòng)力學(xué) 　　3.1.1　鐵水噴粉脫硫的反應(yīng)過(guò)程 　　3.1.2　噴吹法脫硫劑顆粒進(jìn)入鐵水的條件 　　3.1.3　脫硫劑顆粒在鐵液中的上浮速度 　　3.1.4　不同脫硫劑在鐵水內(nèi)的停留時(shí)間 　　3.1.5　噴粉工藝參數(shù)對(duì)脫硫的影響 　　3.1.6　CaC2脫硫的動(dòng)力學(xué) 　　3.1.7　鎂脫硫的動(dòng)力學(xué) 　　3.1.8　鎂粉和CaC2混合噴吹脫硫的動(dòng)力學(xué) 　　3.1.9　CaO脫硫的動(dòng)力學(xué) 　　3.1.10　Mg/CaO噴粉脫硫動(dòng)力學(xué) 　　3.1.11　渣中FeO和鐵水中Si對(duì)CaO基脫硫劑脫硫動(dòng)力學(xué)的影響 　3.2　鐵水脫磷的動(dòng)力學(xué) 　　3.2.1　鐵水預(yù)脫磷的反應(yīng)步驟 　　3.2.2　CaO噴粉脫磷預(yù)處理過(guò)程的反應(yīng)速率 　　3.2.3　影響鐵水脫磷效率的因素 　3.3　鐵水脫硅的動(dòng)力學(xué) 　復(fù)習(xí)思考題 第4章　鐵水預(yù)處理的方法及設(shè)備 　4.1　鐵水預(yù)處理方法的分類(lèi) 　4.2　鋪撒法 　4.3　搖動(dòng)法 　4.4　機(jī)械攪拌法 　……第5章　典型鐵水預(yù)處理工藝 第6章　鐵水預(yù)處理模型控制技術(shù) 第7章　鐵水預(yù)處理用耐火材料 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第3章 鐵水預(yù)處理的動(dòng)力學(xué)根據(jù)熱力學(xué)平衡計(jì)算，利用脫硫劑、脫磷劑、脫硅劑進(jìn)行鐵水預(yù)處理時(shí)，理論上可以將鐵水中的硫、磷、硅降至極低的水平，但實(shí)際操作過(guò)程中，鐵水中這些元素的含量遠(yuǎn)高于理論計(jì)算平衡值。這表明，熱力學(xué)的理論計(jì)算結(jié)果僅能表示反應(yīng)可能達(dá)到的最大限度，具體的脫硫、脫磷、脫硅反應(yīng)，還受到動(dòng)力學(xué)因素的影響。例如，對(duì)于鐵水噴粉脫硫而言，其熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)條件（熔劑種類(lèi)、溫度）是固定的，脫硫效率主要由過(guò)程動(dòng)力學(xué)來(lái)控制（射參數(shù)和處理容器內(nèi)的（混合），研究鐵水脫硫的過(guò)程動(dòng)力學(xué)有利于提高脫硫劑的利用率和硫效率。對(duì)于脫硫過(guò)程動(dòng)力學(xué)而言，決定脫硫率、噴粉效率的關(guān)鍵參數(shù)包括有：噴入鐵水中粉劑的穿透率、粉劑在鐵水內(nèi)的停留時(shí)間分布或平均停留時(shí)間，及粉劑與鐵水的均勻混合時(shí)間等參數(shù)。3.1 鐵水脫硫動(dòng)力學(xué)3.1.1 鐵水噴粉脫硫的反應(yīng)過(guò)程鐵水噴粉預(yù)脫硫過(guò)程中，隨載氣的噴入，一部分處理熔劑直接分散到鐵水中與鐵水直接接觸，一部分熔劑裹在氣泡內(nèi)或依附在氣泡一金屬界面。與鐵水直接接觸的熔劑邊上浮邊進(jìn)行脫硫反應(yīng)，同時(shí)上浮進(jìn)入頂渣的熔劑也能起到部分脫硫作用。因此，鐵水噴粉脫硫反應(yīng)是由三部分所組成，即頂渣與熔池內(nèi)鐵液間的持續(xù)反應(yīng)、噴人的脫硫劑在鐵液內(nèi)上浮過(guò)程中與鐵液間的移動(dòng)反應(yīng)、氣泡界面脫硫反應(yīng)。在鐵水噴粉脫硫過(guò)程中，鐵水中硫的去除速度可用持續(xù)反應(yīng)速度與移動(dòng)反應(yīng)速度及與氣泡相關(guān)的反應(yīng)速度之和來(lái)表示。

編輯推薦

《鐵水預(yù)處理》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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