含磷20-26%,含硅01-6%的共生化合物。因为磷铁的主要成分是铁和磷,其他少量的元素有镍、铬等。其中,磷的含量一般达到3%到8%,而铁的含量主要在90%到95%之间。可改变钢的抗蚀性和切屑性。磷铁(ferrophosphorus)是磷和铁组成的铁合金,还含有硅、锰、碳、硫等杂质,主要用作钢和铁的磷添加剂。
液态铁,成分是单质铁,为纯净物,是液态的铁,铁的熔点为1535度,是一种吸热快散热慢的物质。
铁水预处理,将铁水兑人炼钢炉之前脱除杂质元素或回收有价值元素的一种铁水处理工艺,包括铁水脱硅、脱硫、脱磷(俗称“三脱”),以及铁水提钒、提铌、提钨等。
我国很多钢厂都采用了铁水预脱硫处理,甚至铁水三脱处理、提钒、提铌、提钨等,尤其是对于生产超低硫、超低磷钢种的转炉炼钢车间。
扩展资料
20世纪70年代以来,炼铁高炉向大型化发展,出铁场的生产操作发生了根本变化,随着出铁时间的延长,烟尘污染时间也延长,散发的烟尘量大,烟尘颗粒细,对周围环境影响范围广。如不采取有效控制措施,则不仅污染环境,而且将严重地妨碍出铁场的操作和安全,同时对于设备、仪表的正常运行,也将是极大的威胁。
大型高炉出铁、出渣时,铁水流槽和铁水罐表面散发的烟尘量每吨铁水约为400~700g,烟气含尘浓度在150~1500mg/m³之间。
出铁时烟尘中的二氧化硅含量约为08%~12%,每吨铁水CO含量平均为07~115kg。当出铁时,工作地点的CO含量为125~250mg/m³。渣槽、渣沟表面每吨铁水散发的含硫气体量为120~170g,渣槽、渣沟旁平均含硫浓度为30mg/m³。
-高炉出铁场
-铁水
1水份: 是煤中无用成分,同时还影响煤的发热量和可磨性。因此,无论是对炼焦用煤或对蒸汽用煤来讲,它都是一个重要的指标。对于用户来讲,具有实际意义的是应用基水份,既从洗煤厂运到工厂时的煤炭所含有的水份。关于煤的水份含量的极限,还没有统一的限制。水份的大小随当地条件和运输距离而定。对于外销煤炭,装船时允许的水份一般为6-8%。由于水份就炼焦煤来说是无效的,它还需热量使其蒸发,同时还会降低炼焦炉装煤容量,因此越低越好。某些新型炼焦炉在装煤前进行预热,虽然增高了费用,但能显著地提高生产率。另一方面,如果煤太干时。也会产生问题;尤其是在风大的地区,装卸时煤粉会污染环境。
2挥发分:可燃基挥发分几乎是世界各国用来进行煤炭分类的指标之一。一般认为挥发分低于14%的煤将不能炼焦,或只能炼出质量差的焦炭;如果太高,也不能炼焦。虽然没有固定的界限,但38%被认为是上限,也有把上限定到43%。通常认为15-31%的煤炭属于很好的炼焦煤;美国有一种炼焦炉要求最理想的挥发分是28-30%。由于符合理想的单个煤炭的数量有限,因此,不得不采用把几种不同的煤炭搀和起来,以炼成最理想的焦炭。
3固定碳: 是美国作煤炭分级的一个普通指标。由于固定碳是全部真正的碳,其含量的多少,对于焦炭是很重要的。适于炼焦的煤炭,固定碳限于69-78%。
4元素分析:随煤阶的增加,即煤化程度的加深,碳含量逐渐增加,氧含量逐渐减少。褐煤和较低品级的烟煤,氢含量稳定在大约5%左右;较高品级的烟煤和无烟煤氢含量降至3-4%。氢含量随煤阶的增加而减少,是与挥发分减少有关。烟煤的氮含量最高,大约是17%;较低煤阶和较高煤阶的氮含量要低一些。碳是煤中最重要的元素,完全是碳含量提高了焦炭的价值。但高氧煤则只能炼出质量较次的焦炭。
5硫分: 由于硫能进入焦炭而危害金属的质量,以及随煤炭燃烧时会进入大气,污染环境。因此,无论是冶金用煤,还是蒸汽用煤,都需要给以极大重视的一个指标。炼焦时,煤中的硫含量大约有80-85%进入焦炭,比灰分更有害于高炉。为了使硫不进入铁中,让其随炉渣排除,这样就会增加炉渣量,也就是需要消耗更多的焦炭,根据某些计算,焦炭中硫含量从10%增加到15%,要多消耗焦炭15%。
用作炼焦煤的硫分,其上限一般在10%。不过,某些硫分稍高的煤炭,如果是用来与低硫煤搀和炼焦时,其平均硫含量不超过1%的话,也是可用的。有文章指出,如果煤炭经洗选后不能把硫降到15%以下,就不适合于作为炼焦煤掺合使用。
至于蒸汽用煤的硫分,在国际煤炭市场上,主要视当地的环境保护法而定。如有的地区把它限制在1%。此外,有的用户还从锅炉的结污观点去关心煤中硫含量。
为了评价煤中的硫含量,有必要测定各形态硫。煤中硫的赋存形态主要有硫酸盐硫、硫化铁硫和有机硫。硫酸盐硫的正常数值应是很小的,一般不大于01%,超过时则很可能是煤已受了氧化。硫化物硫主要是黄铁矿和白铁矿,它们一般呈细粒状、结核状赋存。把煤经过破碎、研磨,再进行洗选,这部分硫有一半以上可以除去。有机硫是碳氢化合物结构中的一部分,只能用代价高昂的溶剂才能分离出去,一般只能随燃烧过程挥发。因此,在估计将来洗煤硫的可能含量时,可以用硫化物硫的一半加有机硫。然后经可选性试验,就会得到更准确的资料。
6磷:对于炼焦煤,磷是有害成分,弄清其含量是非常重要的。由于高炉炉料中所有的磷可以还原进入铁水。因此,铁水中的磷含量 取决于耗焦率、灰分和矿石。煤灰中磷含量通常是很低的。对于耗焦率为900磅、灰分为7%的焦炭,最大允许限度是焦炭灰分中的磷含量为009%,呈现在铁水中的磷含量是0073%,这是大多数钢铁厂多半会接受的平均水平。由于焦炭灰分大多高于7%,因此,对煤中磷含量最好安全极限应是005-006%。
7氯:对炼焦和蒸汽用煤都是有害元素(腐蚀管道和炉壁)。因此对各种煤中的氯含量测定值应予以重视。大多数煤中的氯含量是很低的,一般低于01%。虽然还没有一个上限,但对于任何氯含量较高的煤炭,应认为是可疑的。
8可磨性:一般来说,现代煤炭生产的最终产品的尺寸是很小的。这是由于:(1)煤炭利用方面,要求越来越多的粉煤。例如:产生蒸汽的锅炉,装煤时是以强大的压力把粉煤喷入燃炉内;冶金高炉喷吹煤粉;近年来开始发展的煤炭管道运输,要求把煤炭研磨成粉煤后,才能在管道中以煤浆送走。(2)通过研磨可以把与矿物杂质分离出一部分,然后经过洗选,降低灰分、硫分等有害杂质,以减少运输费用和提高煤炭的利用效率。(3)可以使不同的煤炭,例如采自同一矿井(矿区)的不同煤层的煤炭,经研磨和洗选后,按要求进行搀和,可以获得不同级别的煤炭产品,供不同目的的用户使用,以达到煤炭最佳的利用效果。
在设计和改进制粉系统、估计磨煤机的产量和耗电率时,都需用到煤的可磨性。因此,煤的可磨性是评价煤炭工艺性能的重要的控制性参数之一。
美国测定煤的可磨性采用哈德葛罗夫法。它是以一种易磨碎的烟煤为标准,把它的可磨性定为100,以此作为标准,来对其它被测定的煤样的相对可磨性或破碎的难易程度。
可磨性指数越大,表明该煤软,越容易被破碎。一般要求哈德葛罗夫可磨性指数大于50。一般情况下,大多数烟煤的可磨性指数最大,褐煤和无烟煤较小。
煤的水份含量和杂质可以影响可磨性指数。
由于煤炭—特别是煤阶较低的次烟煤和褐煤—受内在水份的影响,因此在报告可磨性指数时要报告水份含量。未经干燥的高水份煤炭,会引起研磨时的困难;烘干的煤对于研磨当然是理想的,但这难免要增加费用。
各煤层以及采自同一煤层的不同样品,可磨性指数会有很大的变化,这是由于一般存在于煤中的杂质引起的。
哈德葛罗夫可磨性指数是在理想的煤炭破碎和煤粒分级的假设条件下进行的,它仅仅代表了那些取了煤样或粒级样品的测定结果。煤炭是非均质体,是以显著的易变性为其特征。这样一旦判断错了,对将来的生产必然会引起严重影响。虽然存在这个问题,但在不久的将来,还没有切实可行的方法来替代。
9筛分试验:是洗煤厂设计所需考虑的问题,在焦炭生产中也是很重要的。因此,不仅要求在生产煤矿、采样工程中采取煤层大样进行试验,还要求用6英寸或8英寸直径的钻孔中取样进行这种试验。
大多数炼焦煤用户愿意接到小于35-50毫米的煤炭。有些购煤合同把小于05毫米物料的数量限制在20-25%。进入炼焦炉的粒级,一般在进炉前,把煤破碎到通过33毫米(1/8英寸)的煤级达90%。
10煤的可选性: 经过筛分后的各粒级煤样,再进行浮沉试验,以了解煤的可洗性。为洗煤厂设计提供选煤方法、工艺流程和选用设备等方面的技术数据。
煤炭经过洗选,除了在前面“可磨性”一项中已叙述的可以降低有害组分、减少运输量、提高热能利用之外,还可以:(1)从其它被认为是蒸汽用煤或非炼焦用煤中,获得一些炼焦煤。在国际煤炭市场,炼焦煤的价格比非炼焦煤要高的多。同时还可以充分发挥煤炭资源的潜力,尤其对缺乏炼焦煤资源的地区,更具有实际意义。因此,对于接近炼焦煤的非炼焦煤煤种,有必要进行自由膨胀序数、基氏塑性计等结焦性试验。(2)由于对各比重级的灰分、硫分、发热量进行了测定,如果再配以结焦性试验和煤岩分析资料,就有可能计算出两种或多种煤炭搀和后所能炼出最理想焦炭的最佳百分比。(3)对于多煤层的矿井(或矿区),根据洗选资料可以计算出:进行怎样的搀和,才能使各类煤炭的强弱性达到平衡。以满足市场需要,并获得最大的经济效益。(4)可以供应或销售多种煤炭产品。特别是可以计算出优质产品所占的百分比。此外,目前采用较大马力的设备,这些设备具有切割所碰到的任何物料的能力。它所切割下来的物料,既是较小尺寸的产物,又混杂有非可燃的物料。这样也就增加了洗选的必要性。
11灰分及煤灰性质:煤中的灰分是有害成分。主要的害处就是增加了运输量和炉渣量。为了减轻运输量,现在国际上一般都是经过洗选后才运出。
煤灰性质是指煤灰成分、煤灰熔融温度和煤灰粘度。煤灰成分是以化学分析方法了解其化学性质,煤灰的熔融温度和煤灰粘度是测定煤灰的物理性质,煤灰的化学成分又影响着煤灰的物理性质。
美国在使用煤炭产生蒸汽方面,特别注意通过释放更多热量的方法来提高热效率的利用。这样就产生了极为严重的结渣和结污方面的问题,并导致了对煤炭性质的较为详细的研究。
煤灰在炉中燃烧时的状况,对于蒸汽锅炉的设计、选型、效率和决定技术参数方面有着非常重要的关系。实用的锅炉是使用特地的煤炭设计的,也就是说,煤炭的物理性质和化学性质要附和特地的范围。这样锅炉制造厂就能根据煤灰特性来改进锅炉的设计。这样,在签订购销合同时,煤灰特性是合同的内容之一。同时,这种合同期限一般是30年左右,以保证设备的服务年限,然后再挑选新的设备和煤源。
煤灰在炉中的燃烧状态,取决于化学组分。根据煤灰的化学成分可以计算出结渣指数(slagging index)和结污指数
TFe、CaO。
尘灰含TFe大于50%,具有较高的氧化性,而且还含有8-20%的CaO,两种成分均为铁水脱磷所需的有效成分。
磷是重要的化工原料,也是农作物生长的必要元素,工业用磷必须大量从磷矿中提取。
磷铁是从制磷电炉中获得的。它是含磷20-26%,含硅01-6%的共生化合物。磷铁在炼钢工业中作为合金剂,还可以生产磷酸盐。
用于冶金中的合金添加剂和脱氧剂。
在一般的钢铁产品中,磷是有害成份,但是在一些特种产品中,磷的加入,可以改善钢的某些方面的性能。
磷铁广泛用于轧辊、汽车缸套、发动机滚轴及大型铸造件以增加机械部件抗 腐蚀性和耐磨性,相关人才主要收集中钢铁英才网。
磷在钢中部分溶于铁素体,部分形成脆性很大的化合物。使室温下钢材的塑性和韧性急剧降低,同时使脆性转变温度升高。
磷铁可以用来制造手雷、炮弹等的外壳,因其性脆,可以在爆炸后获得大量的弹片,提高杀伤效能。
生铁是含碳量大于211%的铁碳合金,工业生铁含碳量一般 在211%--43%,并含C、Si、Mn、S、P 等元素是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同,又可分为炼钢生铁、铸造生铁。
生铁性能:生铁坚硬、耐磨、铸造性好,但生铁脆,不能锻压。生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。
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生铁特性:
生铁里的碳主要以碳化铁的形态存在,其断面呈白色,通常又叫白口铁。这种生铁性能坚硬而脆,一般都用做炼钢的原料。
铸造生铁中的碳以片状的石墨形态存在,它的断口为灰色,通常又叫灰口铁。由于石墨质软,具有润滑作用,因而铸造生铁具有良好的切削、耐磨和铸造性能。但它的抗拉强度不够,故不能锻轧,只能用于制造各种铸件,如铸造各种机床床座、铁管等。
球墨铸铁里的碳以球形石墨的形态存在,其机械性能远胜于灰口铁而接近于钢,它具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能,有一定的弹性,广泛用于制造曲轴、齿轮、活塞等高级铸件以及多种机械零件。
此外还有含硅、锰、镍或其它元素量特别高的生铁,叫合金生铁,如硅铁、锰铁等,常用做炼钢的原料,在炼钢时加入某些合金生铁,可以改善钢的性能。
——生铁
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