铁水是液态铁的俗称，它的成分是单质铁，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。

铁水预处理是指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。

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。

氮、氢、氧等气体在液态金属中有一定的溶解度。溶解在金属中的气体数量与温度、环境条件、金属成分等因素有关。通常含碳量、含硅量低的金属中溶解的气体数量较大。由于气体在液态金属中的溶解度远远大于在固态金属的溶解度，液态金属凝固时，大部分气体会从金属中逸出。

微碳铬铁中溶解的气体约占金属体积的30%。在铁合金的浇注冷却过程中，析出的气体在铁锭内部形成气泡或气孔。这不仅影响产品的外观质量，也直接影响产品的内在质量，影响用户的使用。

经过真空处理后，液态金属中的氮、氢、氧含量有明显降低。其他有害杂质如碳、磷、硫、砷等也都会得到不同程度的降低。脱气后的金属液在浇注冷凝后可以得到表面光洁、结晶致密的金属。

金属中溶解的气体数量随金属的温度和环境压力而改变。在温度一定时，气体含量可以由西华特定率计算：

式中——系数；

——环境气相压力。

可以看出，真空度越高，金属中气体的含量越低。但是，在真空状态下一些金属的挥发损失是不可忽视的。

含铬70%的微碳铬铁在真空处理时铬的气化速度与温度的关系式为：

在真空铬铁生产中铬的气化是明显的。

真空处理中低碳铬铁和微碳铬铁的适宜真空度为10～13.3kPa。真空处理时间为7～8min。

锰的蒸气压更高。在1244～1545 (1517～1818K)液态金属锰的蒸气压()可由下式计算：

在1427℃，液态金属锰的蒸气压为1kPa。在这一温度采用1kPa的真空度处理金属锰就会出现金属沸腾的现象。真空度过高必然会造成大量金属挥发损失。因此，液态金属锰的真空处理必须严格控制系统的真空度。真空度的范围为46.67～53.33kPa。在实际应用中采用真空度为50%～95%左右的粗真空对含气量高的液态锰铁进行真空脱气处理。

采用真空度为95%的粗真空对低碳铬铁脱气后再进行浇注可以得到表面光洁、结晶致密的铬铁。脱气设备由真空室、除尘器、水环真空泵和真空管道组成。真空泵的抽气速率必须足够高。将铁水置于真空室内，启动真空装置，在1～2rain内系统达到一定真空度(1.0～5.0kPa)，铁水呈沸腾状态。大部分溶解的气体被脱除后，液面逐渐平静。一般脱气时问只有5～6min。

受到时间、铁水降温、熔渣层的传质、铁水压力等许多条件的限制，真空处理后的铬铁含氮量、含氧量仍然较高。在真空处理过程铁水降温很大，操作不当造成的时问拖延常造成金属粘包损失。

采用真空条件处理铁合金可使铁合金含氮量降低近50%。为了减少铁合金中气体，有些铁合金厂对液态铁合金进行真空处理。铬铁中含气体为和金属锰中含气体为，经过真空处理后，气体可以降至。

在真空下用富锰渣对锰铁脱碳可以制取含碳小于2.0%的精炼中碳锰铁。

在一定温度和真空度下锰铁中的[C]与溶于锰铁中的[O]会相互作用。气相越低，锰铁中平衡的碳含量越小。

利用渣中的()使锰铁脱碳的反应式为：

首先将高碳锰铁的熔体用氧气吹炼到含碳不大于3.5%和小于0.2% ；然后加入含 为44%的富锰渣，在1500～1550℃下对铁水和炉渣真空处理。每吨锰铁消耗330kg渣可制得1050kg中碳锰铁(1.2% 和2.0% )。

为降低锰铁中的硅含量，预先将锰铁在钢包反应器中进行吹 ，处理，并在，含量低的渣下进行真空脱碳，可提高反应器中炉衬的寿命。

采用真空中频感应炉对含碳量为0.07%～0.09%微碳铬铁进行处理，可以得到含碳量小于0.04%、硫小于0.005%的纯净铬铁。碳小于0.01%的比例达到60%。

感应炉的熔炼温度为1650℃左右，真空度为5Pa，真空处理时问为1h。处理中合金含碳量变化如图1所示。

真空处理脱硫的效率与真空度有关。在压力为266～1200Pa下处理高碳铬铁5～25min，硫含量降低28%～85%，在压力为2400～6400Pa真空处理高碳铬铁30～55s可除去14%～31%的硫。

熔池表面的渣壳会影响真空精炼，在操作中应该尽量避免将炉渣带入炉内。

经过真空精炼铁水中的有色金属铅、锡、硼、锑降低到5ppm以下。

氮与铬有较高的亲和力。真空处理不锈钢液可使含氮量降低至0.01%～0.02%，但真空处理低碳铬铁含氮量却无法达到如此低的水平。溶解在微碳铬铁中的氧在真空状态能与碳发生反应。在真空感应炉内采用70～260Pa的真空度对含碳0.06%的铬铁进行1h真空处理，金属的含碳量降低到0.02%以下，但含氮量仍然维持在0.04%左右。

真空处理还可以降低铬铁中的有色金属含量，锌、铜、硫也可部分脱除，磷基本没有降低。铬铁真空处理前后的碳、氧、氮、铅、锡、砷、镉的百分含量如图2所示。

铬在1700。C的蒸气压为1237Pa。将铬铁在真空度为133Pa时处理1h后，合金含铬量降低2%～4%，升华的铬凝聚在温度较低的真空炉衬部位

铁水包用于盛接铁水，包括矿热炉车间用铁水包和精炼炉车间用铁水包。

铁水包有铸钢铁水包和砌砖铁水包两种，铸钢铁水包的使用效果较好。铸钢铁水包也可当渣包用。砌砖铁水包制造简单，但耐火材料消耗量大。

无内衬的铸钢铁水包(如图3所示)使用前先挂渣。为了降碳，盛硅铬合金的铁水包最好为下注。