鐵水預處理

前言

鐵水預處理技術始于鐵水爐外脫硫，最早可追溯至19世紀后期，在20世紀60~70年代得到迅速發(fā)展，現(xiàn)在已經廣泛地應用于各國，用于提高鐵水質量。鐵水預處理工藝對現(xiàn)代鋼廠尤為重要，已經從最初為滿足冶煉低硫或極低硫鋼種的需求，發(fā)展成為完善和優(yōu)化整個鋼鐵生產工藝流程的不可缺少的工藝環(huán)節(jié)，是鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)煉鋼生產“高效、高質、低成本、節(jié)能、環(huán)?！蹦繕说囊粋€重要技術支撐。隨著我國鋼鐵產量持續(xù)增長，市場競爭將愈演愈烈，提高鋼鐵產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)選擇合適的鐵水預處理技術是其作為提高產品質量及市場競爭力的重要手段。鐵水預處理技術的核心是工藝、熔劑和設備，合適的預處理技術應該是處理成本低，處理效果好，操作簡單的技術。掌握各種不同鐵水預處理熔劑參與化學反應的熱力學和動力學特征，對比分析各種處理方法和設備的優(yōu)缺點，有助于冶金工作者開發(fā)出新工藝、新流程和新方法，開發(fā)出新型無害化鐵水預處理熔劑和高效裝置。因此，為適應鐵水預處理技術的發(fā)展趨勢，滿足本科教學和專業(yè)技術人員的需要，作者在多年講授鐵水預處理課程資料和科研成果基礎上，參考近年來國內外的文獻資料，編寫了本書。本書力求系統(tǒng)、精練、實用，從理論和實踐結合的角度來闡明鐵水預處理的原理、方法、設備、工藝特點及過程控制等內容。通過學習，能夠使冶金工程專業(yè)學生對鐵水預處理技術有一個比較全面的了解和認識，并會從設備、工藝等角度分析不同預處理技術的特點，掌握解決實際問題的能力。本書由武漢科技大學鋼鐵冶金及資源利用教育部重點實驗室程常桂和馬國軍編寫。程常桂編寫第1~6章，馬國軍編寫第7章，全書由程常桂匯總定稿。編寫過程中，武漢科技大學教務處和材料與冶金學院給予了大力支持。特別感謝武漢科技大學鋼鐵冶金及資源利用教育部重點實驗室于學斌教授和李光強教授，他們對本書編寫給予了熱情的鼓勵并提供了一些寶貴的資料。編者所帶的研究生帥靜、車芳、余樂、蘇偉厚為本書的插圖繪制、文字校對等方面付出了辛勤勞動，編者對他們的無私幫助表示感謝。限于編者水平有限，書中難免有不妥之處，敬請讀者批評指正。編者2009年3月

內容概要

鐵水預處理工序介于煉鐵和煉鋼工序之間，對改進轉爐操作指標、提高鋼的質量有著十分重要的作用，是目前冶金企業(yè)大力發(fā)展的一項重要技術。本書從技術基礎、冶金原理及工藝方法等角度介紹了鐵水預處理技術。全書共分7章，包括緒論、鐵水預處理的熱力學、鐵水預處理的動力學、鐵水預處理的方法和設備、典型鐵水預處理工藝、鐵水預處理模型控制技術及鐵水預處理用耐火材料。本書力求系統(tǒng)、精練、實用，從理論和實踐結合的角度來闡明鐵水預處理的原理、方法、設備、工藝特點等內容。     本書可作為高等院校冶金工程專業(yè)和相關專業(yè)學生的教材或參考書，亦可供鋼鐵企業(yè)和科研院所從事鋼鐵冶金生產的工程技術人員及管理人員參考。

書籍目錄

第1章　緒論 　1.1　鐵水預處理的發(fā)展基礎 　　1.1.1　鐵水預脫硫的發(fā)展基礎 　　1.1.2　鐵水預脫磷的發(fā)展基礎 　　1.1.3　鐵水預脫硅的發(fā)展基礎 　1.2　鐵水預處理發(fā)展概況 　　1.2.1　國內外鐵水預脫硫發(fā)展概況 　　1.2.2　國內外鐵水預脫磷發(fā)展概況 　　1.2.3　鐵水預脫硅發(fā)展概況 　1.3　鐵水預處理的經濟指標 　　1.3.1　脫硫效率（ηS） 　　1.3.2　脫硫劑效率（KS） 　　　1.3.3　脫硫劑的反應率（ηm） 　復習思考題 第2章　鐵水預處理的熱力學 　2.1　鐵水脫硫的熱力學 　　2.1.1　鐵水脫硫劑的種類 　　2.1.2　復合脫硫劑中添加劑的作用 　　2.1.3　脫硫劑的反應特點 　　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濟效益 　2.2　鐵水預脫硅的熱力學 　　2.2.1　鐵水的最佳含硅量 　　2.2.2　脫硅劑的種類 　　2.2.3　脫硅劑脫硅的反應 　　2.2.4　影響鐵水脫硅效率的因素 　　2.2.5　脫硅過程中的泡沫渣現(xiàn)象 　2.3　鐵水脫磷熱力學 　　2.3.1　鐵水預脫磷的基本冶金條件 　　2.3.2　脫磷劑的構成 　　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　無氟脫磷渣的研究 　2.4　鐵水同時脫磷脫硫的熱力學 　　2.4.1　鐵水同時脫磷脫硫的熱力學條件 　　2.4.2　同時脫磷脫硫熔劑及處理效果 　復習思考題 第3章　鐵水預處理的動力學 　3.1　鐵水脫硫動力學 　　3.1.1　鐵水噴粉脫硫的反應過程 　　3.1.2　噴吹法脫硫劑顆粒進入鐵水的條件 　　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的停留時間 　　3.1.5　噴粉工藝參數(shù)對脫硫的影響 　　3.1.6　CaC2脫硫的動力學 　　3.1.7　鎂脫硫的動力學 　　3.1.8　鎂粉和CaC2混合噴吹脫硫的動力學 　　3.1.9　CaO脫硫的動力學 　　3.1.10　Mg/CaO噴粉脫硫動力學 　　3.1.11　渣中FeO和鐵水中Si對CaO基脫硫劑脫硫動力學的影響 　3.2　鐵水脫磷的動力學 　　3.2.1　鐵水預脫磷的反應步驟 　　3.2.2　CaO噴粉脫磷預處理過程的反應速率 　　3.2.3　影響鐵水脫磷效率的因素 　3.3　鐵水脫硅的動力學 　復習思考題 第4章　鐵水預處理的方法及設備 　4.1　鐵水預處理方法的分類 　4.2　鋪撒法 　4.3　搖動法 　4.4　機械攪拌法 　……第5章　典型鐵水預處理工藝 第6章　鐵水預處理模型控制技術 第7章　鐵水預處理用耐火材料 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第3章 鐵水預處理的動力學根據(jù)熱力學平衡計算，利用脫硫劑、脫磷劑、脫硅劑進行鐵水預處理時，理論上可以將鐵水中的硫、磷、硅降至極低的水平，但實際操作過程中，鐵水中這些元素的含量遠高于理論計算平衡值。這表明，熱力學的理論計算結果僅能表示反應可能達到的最大限度，具體的脫硫、脫磷、脫硅反應，還受到動力學因素的影響。例如，對于鐵水噴粉脫硫而言，其熱力學和化學動力學條件（熔劑種類、溫度）是固定的，脫硫效率主要由過程動力學來控制（射參數(shù)和處理容器內的（混合），研究鐵水脫硫的過程動力學有利于提高脫硫劑的利用率和硫效率。對于脫硫過程動力學而言，決定脫硫率、噴粉效率的關鍵參數(shù)包括有：噴入鐵水中粉劑的穿透率、粉劑在鐵水內的停留時間分布或平均停留時間，及粉劑與鐵水的均勻混合時間等參數(shù)。3.1 鐵水脫硫動力學3.1.1 鐵水噴粉脫硫的反應過程鐵水噴粉預脫硫過程中，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行脫硫反應，同時上浮進入頂渣的熔劑也能起到部分脫硫作用。因此，鐵水噴粉脫硫反應是由三部分所組成，即頂渣與熔池內鐵液間的持續(xù)反應、噴人的脫硫劑在鐵液內上浮過程中與鐵液間的移動反應、氣泡界面脫硫反應。在鐵水噴粉脫硫過程中，鐵水中硫的去除速度可用持續(xù)反應速度與移動反應速度及與氣泡相關的反應速度之和來表示。

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《鐵水預處理》由化學工業(yè)出版社出版。

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