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铁水苏打处理 (soda ash treatment of hot metal)
铁水进入炼钢炉前使用以碳酸钠为主要成分的熔剂进行脱硫、脱磷和(或)提取铁水中有价元素(如钒和铌)的铁水预处理工艺。也称"苏打冶金"、"钠化处理"。最初工业上应用的铁水苏打处理是简单地将苏打灰铺撤在流铁槽表面或投入铁水包中,用冲兑的办法达到使硫高的铁水在进入炼钢炉之前预先脱硫的目的,以便能最终炼成合格的钢。为了解决低磷、低硫(≤10×10-4 %)和极低磷,极低硫(≤5×10-4 %)钢的炼制,对正常磷硫含量的铁水也要进行预处理。使用苏打灰作处理时,可同时脱硫脱磷。但在加入苏打灰之前,铁水中硅含量应在0.2%以下;如超过此限,铁水还须先作脱硅处理。
含钒和铌等有价值元素的铁水经苏打处理后,可使这些元素转移至渣相。因处理后的苏打渣有好的水溶性,有利于这些元素和苏打灰本身的湿法回收。这种方法对攀枝花、马鞍山和承德的含钒铁水以及包头的含铌铁水的综合利用有重要意义。中国的冶金工作者对此做了大量的试验研究工作。20世纪70年代以来,日本对正常磷、硫含量的铁水进行苏打处理的试验研究十分活跃,其目的在于开发炼钢新流程。铁水在经预脱硅至0.2%后,用苏打灰同时脱磷、脱硫至低于成品钢规格,以最大限度地减轻炼钢炉的精炼负担,使炼钢转炉向少渣以至无渣炼钢转变,逐步成为单一的脱碳升温炉。同时,经处理后的苏打渣要回收,以便循环使用。通过一系列的开发研究,逐一解决了诸如抗苏打渣侵蚀的耐火材料、真空吸渣、苏打灰回收、环境保护和无渣脱碳等技术问题,新日铁生产技术研究所试验厂建立了45t/h级规模的连续式AL炉。住友金属鹿岛制铁所则以间断式操作实现了工业化。日本钢管福山制铁所也进行了140t工业规模的试验。
工艺特点 与以石灰为基本脱硫剂的铁水预处理相比,它有如下特点:
(1)脱磷脱硫能力比石灰强,熔剂用量减少,生成的渣量也少。
(2)可在较低的氧势下实现同时脱磷、脱硫,渣中含铁量低,金属损失小。
(3)处理后的苏打渣流动性好,且有水溶性,可用真空吸渣器(见VSC真空除渣机)吸出,冷却后湿法处理回收铁水中有价元素及苏打灰本身。
(4)苏打灰成本比石灰高,不如石灰取材方便和供应充足。
(5)苏打灰在高温下可同多种元素反应,发生激烈的气化,造成大量烟雾。使用时,如无好的密闭装置和烟尘净化回收系统,会恶化操作条件,严重污染环境,对车间设备和钢结构有腐蚀破坏作用,需慎重对待。
(6)对耐火材料侵蚀严重。处理前的铁水成分为:C4.5%,Si 0.15%,Mn0.50%,P 0.1% 0.04%。
小苏打,又叫碳酸氢钠,是一种弱碱性的抗酸药物,也是厨房用品 大苏打,是硫代钠的俗名,又叫海波(Hypo的音译),带有五个结晶水(Na2S2O3·5H2O),故也叫做五水硫代钠...
苏打(纯碱)是碳酸钠 Na2CO3 易溶于水,微溶于无水乙醇,不溶于丙醇。  ...
小苏打制馒头制造气孔,而苏打本身只起发酵作用
生石灰、熟石灰、消石灰、石灰乳、碱石灰及苏打、小苏打、大苏打的区分
生石灰、熟石灰、消石灰、石灰乳、碱石灰及苏打、小苏打、大苏打的区分 种类 化学成分 备注 生石灰 CaO 生石灰跟水剧烈反应,并放出大量热量 CaO+H2O===Ca(OH) 2+热量 熟石灰【消石灰、石灰乳】 Ca(OH)2 二氧化碳通入澄清石灰水后,变混浊 Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H 2O 石灰石 CaCO3 石灰窑里高温煅烧,就制成了生石灰 CaCO3===CaO+CO2↑ 碱石灰 CaO+NaOH CaO与 NaOH 的混合物 苏打 Na2CO3 又称纯碱或苏打粉。带有结晶水的叫水合碳酸钠。 小苏打 NaHCO3 加热至 270℃时全部分解放出二氧化碳。 2NaHCO3===Na2CO3+H 2O+CO2 大苏打 Na2S2O3?5H2O 五水硫代硫酸钠较强的还原性,能将氯气等物质还原
“小苏打和白醋的变化”教学设计及课后反思
“小苏打和白醋的变化”一课由三部分组成:一是观察小苏打和白醋;二是观察小苏打和白醋混合后的变化;三是探究两种物质混合后产生了什么气体。这三部分内容环环相扣,让学生在观察中发现问题,并不断进行新的探究活动。同学们在前面第一课认识物质变化分为“物理变化”和“化学变化”,以及第二课观察到“明显现象”和“没有明显现象”一样重要的基础上,加深对化学变化知识的理解。
脱硫剂常用的有活泼金属脱硫剂(金属镁)、碳化物脱硫剂(如电行
发展了一种单吹颗粒金属镁的铁水预处理脱硫方法。铁水包单吹颗粒金属镁脱硫技术是为了进一步提高脱硫效率和金属镁的利用率,降低生产运行成本而在共吹法基础上发展起来的新型脱硫方法,它取消碳化钙,而单吹颗粒镁,比混吹(镁 石灰)节省成本,脱硫效率高,可将铁液中S含量降至0.001%以下,脱硫剂利用率可高达95%以上。
脱硫机理:吹入铁水的颗粒镁经喷枪上的气化室预热,在喷枪出口处迅速得到气化,并溶人铁水。气化上升或溶人铁水中的镁在载流气体搅拌下与铁水中的硫进行充分的接触,发生高效的脱硫反应,从而达到最经济的脱硫日的。
镁在铁液中的行为:
单吹颗粒镁铁水脱硫工艺相对于KR搅拌法脱硫工艺而言,设备用量少,基建投人低,脱硫效率更高,脱硫效果更好,铁水温降低,铁损低。但是喷吹法最大的缺点是动力学条件差。有研究表明:在都使用氧化钙脱硫剂的前提下,KR搅拌法的脱硫率是喷吹法的四倍。另外,颗粒镁的高昂价格也限制了喷吹法的发展。 2100433B
铁水预处理是指铁水进入炼钢炉之前采取的冶炼工艺。铁水预处理工艺始于铁水炉外脱硫,1877年,伊顿(A.E.Eaton)等人用以处理不合格的生铁。铁水预脱硅、预脱磷始于1897年,英国人赛尔(Thiel)等人用一座平炉进行预处理铁水,脱硅、脱磷后在另一座平炉中炼钢,比两座平炉同时炼钢效率成倍提高。到20世纪初,由于人们致力于炼钢工艺的改进,所以铁水预处理技术发展曾一度迟缓。直至20世纪60年代,随着炼钢工艺的不断完善和材料工业对钢材产品质量的要求开趋严格,铁水预处理得到了迅速的发展,并逐步成为钢铁冶金的必要环节。
传统的炼钢方法常将炼钢的所有任务放在转炉内的炼钢工艺中去完成。但是随着钢铁原料、燃料的日趋贫化,造成了这些原料、燃料中的磷、硫含量高,使得炼钢用铁水中初始磷、硫含量增加;另外,随着科学技术进步的发展,用户对炼钢产品的质量、性能的要求越来越苛刻,这就要求钢中的杂质含量如磷、硫含量很低才能满足用户的要求。而传统的转炉炼钢方法,由于炉内的高温和高氧化性,转炉的脱磷、脱硫能力受到限制。因此为了解决这些矛盾,现代的高炉炼铁和转炉炼钢之间采用了铁水预处理工艺,对进入转炉冶炼之前的铁水做去除杂质元素的处理,以扩大钢铁冶金原料的来源,提高钢的质量,增加转炉炼钢的品种和提高技术经济指标。铁水预处理工艺实质上是把原来在转炉内完成的一些任务在空间和时间上分开,分别在不同的反应器中进行,这样可以使冶金反应过程在更适合的环境气氛条件下进行,以提高冶金反应效果。铁水预处理工艺已经发展到了很成熟的阶段,先进国家的铁水预处理比例高达90%—100%。
采用铁水“三脱”处理能给转炉炼钢带来一系列优点,如减少转炉炼钢吹炼过程中除去硅、磷所需的石灰造渣料,减少渣量,减少熔渣外溢及喷溅等,熔渣对炉衬的侵蚀也因之减轻,炉龄显著提高。同时又缩短了转炉的吹炼时间,提高了转炉的生产率,降低了铁损,钢水质量也得到提高。这是转炉采用少渣量操作带来的优点。
研究表明,铁水中硅含量为0.3%即可保证化渣和足够高的出钢温度,硅过多反而会恶化技术经济指标。因此,有必要开展铁水预脱硅处理。
脱硅剂以能够提供氧源的氧化剂材料为主,以调整炉渣碱度和改善流动性的熔剂为辅。如日本福山厂脱硅剂组成为铁皮0~100%、石灰0~20%、萤石0~10%;日本川崎水岛的脱硅剂为烧结矿粉75%、石灰25%。脱硅生成的渣必须扒除,否则影响下一步脱磷反应的进行。
铁水预脱硅方法按处理场所不同,可分为高炉出铁场铁水沟内连续脱硅法和铁水罐(或鱼雷罐车)内脱硅两种,其中高炉出铁场是主要炉外脱硅场所。
除易切削钢外,硫是影响钢的质量和性能的主要有害元素,直接决定着钢材的加工性能和适用性能。铁水脱硫可在高炉内、转炉内和高炉出铁后脱硫站进行。高炉内脱硫技术可行,经济性差;转炉内缺少还原性气氛,因此脱硫能力受限;而进入转炉前的铁水中脱硫的热力学条件优越(铁水中[C]、[P]和[Si]含量高使硫的活度系数增大,铁水中比钢液中高3—4倍),性价比高,成为脱硫的主要方式。
除易切削钢和炮弹钢外,磷是绝大多数钢种的有害元素,显著降低钢的低温冲击韧性,增加钢的强度和硬度,这种现象称为冷脆性。
铁水预脱磷采用的脱磷剂主要由氧化剂、造渣剂和助熔剂组成,其作用在于供氧将铁水中磷氧化成,使之与造渣剂结合成磷酸盐留在脱磷渣中。工业上使用较广的石灰系脱磷剂以为主,配加氧化剂和助熔剂。
铁水预脱磷按处理设备可分为炉外法和炉内法。炉外法设备为铁水包和鱼雷罐,炉内法设备为专用炉和底吹转炉。按加料方式和搅拌方式可分为喷吹法、顶加熔剂机械搅拌法(KB)和顶加熔剂吹氮搅拌法等,多采用喷吹法。炉外法预处理后铁水磷含量不应高于0.030%,转炉内预处理后的铁水磷含量不应高于0.01%。,若生产超低磷钢种时,处理后铁水磷含量不应高于0.005%。采用炉外法预脱磷,必须先进行预脱硅处理,铁水中硅含量不应高于0.2%。
钒是重要的TAk原料,我国西南、华北、华东等地区的矿石中含有钒,冶炼出的铁水含钒较高,可达0.4%~0.6%。因此,可通过特殊的预处理方法提取铁水中的钒。
我国主要采用氧化提钒工艺进行含钒铁水提钒,即先对含钒铁水吹氧气,使铁水中的钒氧化进入炉渣,然后对富含的炉渣进行富集分离来提钒。
铁水提钒方法有摇包法、转炉法、雾化法和槽式炉法,德国、南非主要采用转炉法和摇包法,我国主要采用转炉法和雾化法。