1.4 脱硫操作
（2）铁水脱硫
•石灰粉：主要成分是CaO，反应：4CaO+2[FeS]+[Si]=2（CaS）+2[Fe]+ （2CaO.SiO2）； 2CaO+2[FeS]+[Si]=2（CaS）+2[Fe]+（SiO2 ）。 •特点：（1）脱S的同时，铁水中硅被氧化成（2CaO.SiO2）和（SiO2 ），相 应消耗了石灰，在其表面形成（2CaO.SiO2）致密层，阻碍了S向石灰内部扩散， 影响脱S效果，其脱S率只有电石的1/4-1/3；故一般在其配加萤石、Al等，破坏 其表层；（2）脱S产物是固态，便于拔渣，（3）价格便宜
工厂 脱硫类型 脱硫后 [S]/ppm 铁水罐 [S]/ppm 回硫 ppm
A
B
鱼雷罐+喷CaC2
鱼雷罐+喷CaC2
15
11
22
21
710Leabharlann CD E F鱼雷罐+喷CaC2
铁水罐喷石灰+Mg粉 铁水罐CaC2+Mg粉 铁水罐喷石灰+Mg粉
15
10.5 10 30
25
10.5 10 30
10
-
G
H I
KR法
(% S ) t d [% S ] A Ks ([% S ]t ) dt V Ls
将上式积分可得到脱硫效率R：
R
[% S ]开 [% S ]终 [% S ]终
1 exp[ B (1 1 / )] 1 1/
1.4 脱硫操作
（1）铁水脱硫
脱硫方法有鱼雷罐喷吹、铁水罐喷吹和KR法等，脱 硫效果如表所示。由表可知，铁水罐喷吹脱硫可使入转 炉铁水[S]达到10ppm，而鱼雷罐则为20ppm。可见， 防止脱硫渣回硫是非常重要的。
(%S ) fs / Ls CS [%S ] a[O ]
1.2 炼钢过程脱硫
从本质上说，脱硫是渣金间O2-和[S]的交换： (CaO)+[FeS]=(CaS)+[FeO] (O2-)+[S]=(S2-)+[O]
碱度：提供脱S反应所需的O2-； FeO带入Fe2+及O2-，他们对脱S有反作用；对脱S不利； 渣量的影响； 温度的影响；促进石灰的溶解和提高溶渣的流动性。

前言 1. 钢中硫控制 2. 钢中磷控制 3. 钢中氢控制 4. 钢中氮去除 5. 钢中氧控制 结论
前
言
在冶金领域，金属材料中的合金元素含量和冶金熔体 中的组元含量，通常都是以（w%）表示浓度。对于金属 材料中含量特别少的杂质元素，其含量有时用ppm(10^6或10^-4%)来表示。为显著地表征钢的纯净度程度，用 ppm 来表示钢中杂质元素的含量已成为国际冶金界的习 惯。这也可以显著地表征钢纯净度的特点。 钢中的[S]、[P]、[N]、[H]、[O]是有害杂质元素，炼 钢的任务就是根据钢种的特点通过预处理、初炼、精炼等 各种不同的工艺把这些有害杂质元素尽可能降低到低、较 低或超低的水平，以满足钢材性能和使用要求。
铁水罐喷镁粉 铁水罐喂包芯镁线
10
20 30
10
30 30
10 -


1.4 脱硫操作
（1）铁水脱硫
•电石粉：主要成分是CaC2，粒度0.1-1mm，反应：CaC2 （固） +[FeS]=CaS（固）+[Fe]+2[C]。
•特点：（1）在高硫铁水中，CaC2分解的Ca离子与S结合力强，有很强的 脱S能力，脱S是放热反应，可减少脱S过程铁水的温降。（2）脱硫产物 CaS熔点高，为2450℃，在铁水液面形成疏松固体渣，不易回硫，易于扒 渣，对耐材侵蚀少。（3）有石墨碳析出，还有少量的CO、C2H2气体逸出， 并带出电石粉，除尘装置。（5）电石粉吸水后：CaC2+2H2O=Ca（OH） 2+C2H2（气）或CaC2+H2O=CaO+C2H2（气），C2H2是可燃气体，易 爆炸，运输和储存的安全。
1. 钢中硫
1.2 硫的危害 硫的另外危害：钢中[S]>0.015%时，连铸坯 易产生裂纹；硫化物夹杂会导致板材冷弯不合格； 硫偏析会引起管线钢的HIC氢致裂纹。
钢材冷弯裂纹
1.3 炼钢过程脱硫
从本质上说，脱硫是渣金间O2-和[S]的交换： (CaO)+[FeS]=(CaS)+[FeO] (O2-)+[S]=(S2-)+[O] 渣/金间的硫分配系数：
1.1 硫的危害

1. 钢中硫


根据铁硫相图，S在铁中溶解度很小，在室温更 小，故一般以硫化物夹杂的形态存在； S的最大危害是引起钢在热加工开裂，热脆，造 成热脆的原因是由于S的严重偏析，在看来即使 不高的情况下，也会出现（Fe+FeS）共晶。 共晶的铁附加在先共晶铁晶体上生长，只把 FeS剩留在晶界呈薄膜状， （Fe+FeS）共晶 温度低988℃，在热加工时1150-1250℃， （Fe+FeS）处于熔融状态，从而导致开裂， 如果钢液中含氧量比较高，则形成 （Fe+FeO+FeS）共晶，其熔点更低940℃； 在工业上，通过加入锰来避免形成FeS，防止热 脆，MnS的熔点1620℃。

1.4 脱硫操作
（3）铁水脱硫
•金属镁和镁基材料：熔点、沸点低，熔点651，沸点1107，在铁水中呈现气态， 镁与S的结合力很强，反应：Mg（固）--Mg（液态）--Mg（气）--[Mg]； [Mg]+[FeS]=MgS（固）+[Fe] •方式：沸点低，在铁水中呈气态，为了降低速度一般有两种方式，（1）将镁掺 入焦碳中，在铁水蒸发离开焦碳表面与铁水中S接触反应生成MgS，（2）将其 钝化后的镁通过气态喷入铁水； •特点：镁的脱S能力很强，效率高；产物为固态MgS，易于拔除，对耐材侵蚀轻； 消耗量少，处理时间短；价格高。


这些杂质元素主要是在炼钢生产过程中去除，一旦钢 水凝固成钢锭或连铸坯，在随后的热加工过程中是无法去 除的，它们会直接或间接影响钢热加工性、组织转变、质 点析出等，以致影响钢材力学性能和使用性能。 从炼钢发展历程来看，钢中五大有害元素含量的演变： 年代 [S]+[P]+[N]+[H]+[O]，ppm 60年代 ≤900； 70年代 ≤800； 80年代 ≤600； 90年代 ≤100； 2000年后 ≤50。 纯净度是个相对概念，钢中的有害杂质元素降到什么 样的水平决定于钢种和产品的用途。 本文简要评述钢中五大有害元素在炼钢-精炼-连铸过 程中的去除及达到水平。