KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较面对钢铁市场日趋激烈的竞争，经济高效的铁水预处理脱硫，作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程：“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一，已经被广泛的应用于实际生产。
随着社会经济和钢铁工业的高速发展，社会对钢铁质量的要求越来越高、越来越苛刻，产品的种类也急剧增加，尤其是高品质高附加值钢种的需求不断在增大。面对钢铁市场日趋激烈的竞争，经济高效的铁水预处理脱硫，作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程：“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一，已经被广泛的应用于实际生产。
近30年来铁水脱硫技术迅速发展，现已经有十几种处理方法，其中应用最广且最具代表性的主要是喷吹法和KR机械搅拌法。它们在技术上都已相当成熟，从两种工艺在实际生产中的应用效果来看，二者是互有长短。虽然喷吹法发展迅速，目前在实际生产中应用更广泛，可KR法在这几年中又有了新发展，呈现出强劲的势头。那么，这两种工艺模式各有什么优劣势？哪种更具有应用前景呢？在国内外冶金界始终没有较统一的看法。为此，本文着重就两种工艺模式的发展、应用和运营成本作了比较，尤其是它们对整个流程影响的比较，希望能对技术人员及企业技术的选择提供参考。
KR法与喷吹法的工艺及特点
在进行比较前，先了解两种方法的工艺及特点是很有必要的，不仅有利于理解两种方法的实质，也是深刻理解对两种脱硫模式分析比较的前提。
KR机械搅拌法，是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头，浸入铁水包熔池一定深度，借其旋转产生的漩涡，使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应，达到脱硫目的。其优点是动力学条件优越，有利于采用廉价的脱硫剂如CaO，脱硫效果比较稳定，效率高(脱硫到≤0.005 %) ，脱硫剂消耗少，适应于低硫品种钢要求高、比例大的钢厂采用。不足是，设备复杂，一次投资较大，脱硫铁水温降较大。
喷吹法，是利用惰性气体（N2或Ar）作载体将脱硫粉剂（如CaO，CaC2和Mg）由喷枪喷入铁水中，载气同时起到搅拌铁水的作用，使喷吹气体、脱硫剂和铁水三者之间充分混合进行脱硫。目前，以喷吹镁系脱硫剂为主要发展趋势，其优点是设备费用低，操作灵活，喷吹时间短，铁水温降小。相比KR法而言，一次投资少，适合中小型企业的低成本技术改造。喷吹法最大的缺点是，动力学条件差，有研究表明，在都使用CaO基脱硫剂的情况下，KR法的脱硫率是喷吹法的四倍。
KR法与喷吹法的发展及现状
从前面分析二者的方法和特点可以知道，它们互有长短、各具特色，这也决定了它们的发展历程和现状必然是不同的。进一步了解它们的发展和现状，将更有利于理解各自技术的特点。
从时间上来看，喷吹法的研发及应用要早于机械搅拌法。喷吹法主要有原西德Thyssen的ATH(斜插喷枪)法、新日铁的TDS(顶吹法)和英国谢菲尔德的ISID法，早在1951年，美国钢厂就已成功地运用浸没喷粉工艺喷吹CaC2粉进行铁水脱硫。直至今日，尽管两种脱硫工艺方法在技术上都已相当成熟，全世界绝大多数钢铁厂广泛采用仍是铁水喷粉脱硫工艺。机械搅拌法有原西德DO (Demag-Ostberg) 法、RS (Rheinstahl) 法和赫歇法, 日本新日铁的KR (Kambara Reactor) 法和千叶的NP 法，其中，以KR法工艺技术最成熟、应用最多。KR法搅拌脱硫是日本新日铁广钿制铁所于1963年开始研究，1965年才实际应用于工业生产，之后迅猛的发展趋势表明，它具有投入生产使用较早的喷吹法无可比拟的某种优势。
在冶金工业中喷吹这种形式应用非常广泛，比如在转炉及精炼工艺中的各种顶吹、底吹和复吹技术等。当铁水预处理时，使用喷吹法把脱硫剂加入铁水中进行脱硫，这显然是可行的且易于人们接受。最早脱硫剂是以氧化钙基为主，辅助添加CaC2，而且喷吹过程也很难获得较好的动力学条件，这时主要面临两个问题：一是，如何保证CaC2的安全存贮运输和脱硫剂的脱硫效果；二是，怎样解决因动力学不足导致的脱硫效率低下，不能实现深脱硫的问题。
第一个问题侧重于开发使用更具有脱硫效率且安全的脱硫剂，于是出现了镁基复合喷吹法，脱硫效果有所改善却成效不大，而且镁粉在运输、储存、使用中同样存在很多的安全隐患，给生产带来诸多不便。然而，新型脱硫剂——钝化颗粒镁的开发成功，使纯镁喷吹脱硫技术得以实现，达到了真正高效安全的工艺目标，目前，镁系脱硫剂已经成为世界铁水预处理中的主导脱硫材料。针对第二个问题，如何才能获得更好的动力学条件呢？从工艺模式着手，技术人员研发出了具有实际应用价值的机械搅拌脱硫法，其中以KR法为典型，在根本上改善了脱硫过程中的动力学条件，并可以在脱硫剂中不加CaC2而主要采用CaO，避免了生产中使用CaC2而带来的不便和危险。然而，在工业应用时却又出现许多技术难题，比较突出的如，搅拌头的使用寿命较短；单工位操作设备导致更换搅拌头的同时无法进行铁水脱硫等。可最终这些难点还是被陆续攻破，解决了搅拌头的寿命问题，使其从原来的几十炉提高到现在的几百炉，而且摸索出了氧化钙基脱硫剂应该有一个最佳的指标要求，可以达到最理想的脱硫效果。目前，KR 法已经完全可以达到深脱硫的要求，即把铁水中的硫脱至小于0.005%-0.001%。同时，双工位布置形式的出现克服了单工位的不足，使生产的连续化程度得以提高。很长时间，KR法成本问题（尤其是前期投资）加上其过程时间较长，以及不适应于大型铁水罐，故发展缓慢；直至二十世纪后期，其投资降低后，加上运行费用低廉，所以又受到了重视。
KR法与喷吹法的比较
从铁水脱硫工艺倍受人们的重视以来，KR法与喷吹法技术一直处于发展之中，目前虽仍需完善可也已趋近于成熟，这样两者之间才更具备可比性，本文主要从以下几文面进行具体比较。
1 技术与设备
在喷吹法中，单吹颗粒镁铁水脱硫工艺因其设备用量少、基建投入低、脱硫高效经济等诸多优势而处于脱硫技术的主要发展趋势之一，可在相当长的时间我国都是引进国外的技术和设备。到2002年10月国内才首次开发出铁水罐顶喷单一钝化颗粒金属镁脱硫成套技术设备，整套装置中，除重要电器元器件采用进口或合资的外，其余机电产品100%实现了国产化，包括若干最关键的技术设备。喷吹技术和设备的国产化直接降低了建设投资和运行操作的成本，从前期的一次性投资来看，要比KR法略有优势。
虽然搅拌法的技术专利也是国外拥有，可从其设备和技术本身而言并没有难点，机械构成是常规的机械传动和机械厂提升；加料也采用的是常规大气压下的气体粉料输送系统，可以说在系统的机、电、仪、液等方面的技术应用都是十分成熟。尽管如此，KR 法设备仍然是重量大且较复杂，可它的优势是运营操作费用低廉，由此所产生的经济效益完全可弥补前期的一次性高额投资。根据有关推算，一般3～5年即可收回所增加的投资。2000年武汉钢铁设计研究院针对武钢二炼钢厂的情况，对KR 法和喷吹法两种方案的投资进行了估算，KR 法的投资估算比喷吹法投资估算多200万元。
2 脱硫效果
实际生产过程中的铁水脱硫效果，不仅与设备有关，而且受脱硫剂、操作工艺水平、时间及温度等诸多因素影响，本文主要考虑的是纯镁喷吹法和CaO 基KR法。一般对铁水预处理的终点硫含量要求是不高于50ppm，工厂生产和实验研究结果表明，喷吹法因其脱硫剂Mg的较强脱硫能力，KR法由于其表现出色的动力学条件，在可以接受的时间内（一般≤15min），它们都能达到预处理要求的目标值。国内各大钢厂的具体脱硫数据可见表1。在喷吹法中，复合脱硫剂使用CaO比例越高，脱硫效果越差，使用纯镁时脱硫率最高；KR法使用CaO脱硫剂，脱硫率只是略低于喷吹纯镁。
3 温降
铁水温降的消极影响是降低了铁水带入转炉的物理热，主要体现在转炉吃废钢的能力下降，导致转炉冶炼的能耗和物料消耗升高，直接影响了冶炼的经济成本。KR法因动力学条件好，铁水搅拌强烈，而且CaO的加入量较大，导致温降也大，目前国内KR法工艺应用较成熟的武钢可以使温降控制在28℃左右。相比之下，镁基的脱硫温降都比较小（参照表1），主要原因有以下三点：喷吹法动力学条件差，铁水整体搅拌强度不大，热量散失少；金属镁的脱硫反应过程是个放热反应；镁的利用率高，脱硫粉剂加入量少。
4 铁损
铁水预处理脱硫过程的铁损主要来自于两部分：脱硫渣中含的铁和扒渣过程中带出的铁水。由于两种工艺模式的不同，实际渣中含铁和扒渣带出铁量都有较大的差别，目前没有公开发表的详细对比数据。一方面，较少的脱硫剂产生的脱硫渣少，则渣中含铁量也低，由此颗粒镁喷吹脱硫的铁损要少一些；另外，颗粒镁喷吹脱硫的渣量少，扒净率相对低，而KR法的脱硫渣扒净率相对高。就扒渣的铁损而言，由于还取决于高炉渣残留量及扒渣过程，综合考虑看KR法与喷吹法区别不大。究竟哪个是主要因素，与各钢厂的实际操作有很大的关系，通过换算，得出具体数据可见表2。可见，喷吹法时，采用脱硫剂的CaO含量越高，则扒渣铁损越大；而KR法使用CaO作为主要脱硫剂成分，其铁损只是略高于喷吹镁脱硫铁损。
5 脱硫剂
铁水预处理过程中，脱硫剂是决定脱硫效率和脱硫成本的主要因素之一。根据日本新日铁曾做的计算，脱硫剂的费用约为脱硫成本的80%以上，所以，脱硫剂种类的选择是降低成本的关键。然而，选择时必须得结合考虑不同工艺方法的特点。
基于动力学条件和脱硫效率，目前喷吹法主要采用的是镁基脱硫剂，KR 法采用的是石灰脱硫剂。根据理论计算，在1350℃，镁脱硫反应的平衡常数可达3.17×103，平衡时的铁水含硫量可达1.6×10-5%，大大高于CaO的脱硫能力。
然而，上文已经把两种脱硫剂在各自工艺中的脱硫效果进行了对比，表明，结合实际生产工艺后它们都能达到用户对脱硫的最高要求。
在脱硫方式选择时还要考虑脱硫剂的一个因素，就是脱硫剂的来源问题。一般而言，大部分钢铁生产企业都要使用石灰石，要么有自己的石灰厂，要么有稳定的协作供货渠道，来源稳定，成本稳定，而且供货及时，不用考虑仓储问题。虽然我国的金属镁资源丰富，可是相对钢铁企业来说，获得搅拌法所需的CaO基脱硫剂更为容易，钝化颗粒镁就不具备这些有利因素。
℃左右。相比之下，镁基的脱硫温降都比较小（参照表1），主要原因有以下三点：喷吹法动力学条件差，铁水整体搅拌强度不大，热量散失少；金属镁的脱硫反应过程是个放热反应；镁的利用率高，脱硫粉剂加入量少。
【本章学习要点】本章学习铁水预处理脱硫的优点，常用脱硫剂种类及其反应特点，脱硫生产指标，KR法脱硫的生产工艺流程和脱硫的基本操作，混铁车喷吹脱硫的工艺特点和工艺操作。 第一节铁水预脱硫的概念和优点 铁水预处理，炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理。广义的铁水预处理是指包括对铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱处理，另外还有特殊铁水的预处理，如含V铁水的提V等。 铁水脱硫是二十世纪70年代发展起来的铁水处理工艺技术，它已成为现代钢铁企业优化工艺流程的重要组成部分。铁水脱硫的主要优点如下： 1.铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。 2.铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱致较低的水平。 3.铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。 4.铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。 5.铁水脱硫的费用低，如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫，其费用分别是铁水脱硫的2.6、1 6.9和6.1倍。 6.铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化，比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。 采用铁水脱硫，不仅可以减轻高炉负担，降低焦比，减少渣量和提高生产率，也使转炉也不必为脱硫而采取大渣量高碱度操作，因为在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。因此铁水脱硫已成为现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段，是提高钢质量、扩大品种的主要措施。 早期的铁水脱硫方法有很多种：如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底，靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。也有将脱硫剂加入装有铁水的铁水罐中，然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。之后逐步发展至今天采用的KR搅拌法及喷枪插入铁水中的喷吹法。 第二节常用脱硫剂及脱硫指标 一、常用脱硫剂 经过长期的生产实践，目前选用作为铁水脱硫剂的主要是Ca、Mg、Na等元素的单质或化合物，常用的脱硫剂主要有： Ca系：电石粉（CaC2）、石灰（CaO）、石灰石（CaCO3）等 Mg系：金属Mg粉 Na系：苏打（Na2CO3） 二、常用脱硫剂反应特点 1.电石粉 碳化钙脱硫反应为 用CaC2脱硫有如下特点：
摘要 本设计的的题目:铁水脱硫预处理技术的发展及其应 用。 内容：讲述铁水脱硫预处理技术的发展状况及趋势。 分析几种脱硫剂和喷吹方式的特点,脱硫剂效率 及脱硫剂的反应率和影响铁水脱硫效果效率的 因素等。 介绍炼钢铁水脱硫工艺及助理效果,并提出铁水 脱硫预处理生产中存在的问题和改进意见。 关键词；铁水预处理；脱硫;喷吹;效率；反应率。
目录 第一章绪论……………………………………… １.1铁水预处理概念……………………… 1.2铁水预处理的发展基础……………… 1.3铁水脱硫预处理的发展概况………．． １．4铁水脱硫预处理的经济指标……………. １.４.1脱硫效率…………………….. 1.4.２脱硫剂效率………………… １.４．３脱硫剂的反应率………………. 1．４． 4 脱硫分配比……………….. 第二章铁水脱硫的热力学………………………. 2.1 脱硫剂的种类……………………. 2.2 脱硫剂的反应特点…………………….. 2.3 如何选择脱硫剂………………………….
2.5影响铁水脱硫效果的因素…………… 第三章脱硫的喷吹方式………………………… 3.1脱硫预处理喷吹方式的选择………… ３.2脱硫预处理方法……………………… 第四章铁水脱硫预处理工艺在炼钢的应用…．4．1 工艺流程…………………………．. ４．２主要设备及工艺参数……………….. 4.２.１脱硫前铁水条件……………….? ４.2.2 脱硫剂配比………………… 4.2.3脱硫剂的喷吹速度……………….. 4.２.4 氮气的工作压力………………… 4．２.５铁水脱硫作业周期时间………… 4．3脱硫处理能力及脱硫处理比…………
KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较面对钢铁市场日趋激烈的竞争，经济高效的铁水预处理脱硫，作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程：“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一，已经被广泛的应用于实际生产。 随着社会经济和钢铁工业的高速发展，社会对钢铁质量的要求越来越高、越来越苛刻，产品的种类也急剧增加，尤其是高品质高附加值钢种的需求不断在增大。面对钢铁市场日趋激烈的竞争，经济高效的铁水预处理脱硫，作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程：“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一，已经被广泛的应用于实际生产。 近30年来铁水脱硫技术迅速发展，现已经有十几种处理方法，其中应用最广且最具代表性的主要是喷吹法和KR机械搅拌法。它们在技术上都已相当成熟，从两种工艺在实际生产中的应用效果来看，二者是互有长短。虽然喷吹法发展迅速，目前在实际生产中应用更广泛，可KR法在这几年中又有了新发展，呈现出强劲的势头。那么，这两种工艺模式各有什么优劣势？哪种更具有应用前景呢？在国内外冶金界始终没有较统一的看法。为此，本文着重就两种工艺模式的发展、应用和运营成本作了比较，尤其是它们对整个流程影响的比较，希望能对技术人员及企业技术的选择提供参考。 KR法与喷吹法的工艺及特点 在进行比较前，先了解两种方法的工艺及特点是很有必要的，不仅有利于理解两种方法的实质，也是深刻理解对两种脱硫模式分析比较的前提。 KR机械搅拌法，是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头，浸入铁水包熔池一定深度，借其旋转产生的漩涡，使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应，达到脱硫目的。其优点是动力学条件优越，有利于采用廉价的脱硫剂如CaO，脱硫效果比较稳定，效率高(脱硫到≤0.005 %) ，脱硫剂消耗少，适应于低硫品种钢要求高、比例大的钢厂采用。不足是，设备复杂，一次投资较大，脱硫铁水温降较大。 喷吹法，是利用惰性气体（N2或Ar）作载体将脱硫粉剂（如CaO，CaC2和Mg）由喷枪喷入铁水中，载气同时起到搅拌铁水的作用，使喷吹气体、脱硫剂和铁水三者之间充分混合进行脱硫。目前，以喷吹镁系脱硫剂为主要发展趋势，其优点是设备费用低，操作灵活，喷吹时间短，铁水温降小。相比KR法而言，一次投资少，适合中小型企业的低成本技术改造。喷吹法最大的缺点是，动力学条件差，有研究表明，在都使用CaO基脱硫剂的情况下，KR法的脱硫率是喷吹法的四倍。 KR法与喷吹法的发展及现状 从前面分析二者的方法和特点可以知道，它们互有长短、各具特色，这也决定了它们的发展历程和现状必然是不同的。进一步了解它们的发展和现状，将更有利于理解各自技术的特点。
注：（1）视脱硫剂理化指标，可将前[S]减少或提高0.010％。 （2）前[S]0.045％时，可将前[S]提高0.004～0.005％。
（3）根据搅拌头状况、铁水带渣量的多少，脱硫剂加入量可适当调整。 2. 扒渣作业： 2.1 将铁水罐在扒渣位准确停位（以行程开关控制停位精度）。 2.2 接通扒渣扒电源选择手动或自动操作方法，确认各信号是否正常及各分功能 紧停开关位置。（一般都手动操作）。 2.3 确认扒渣压力正常，小车前进端极限在零位，后退端极限在十位上。 2.4 调整大臂高度，试扒后再调整适宜高度。（见扒渣机操作说明） 2.5 当罐内渣块600kg（目测）时，原则上不能强行扒渣。 2.6 前渣扒至铁水裸露4/5（目测）,无块砣渣漂浮。后渣扒至铁水裸露3/4（目 测）。 3. 搅拌作业： 3.1 确认画面信号是否正常，确认铁水罐中心线对准搅拌器中心线，正负误差 50mm（以行程开关控制停位精度）。 3.2 测铁水液面的准确高度，（解：搅拌头插入深度：铁水的中上部1/2--1/3，要根据搅拌头的形状、铁水包的大小、液面漩涡情况具体确定），搅拌时间8～12分钟（异常情况调整搅拌时间时，必须在备注栏注明），转速75～110转/分。 3.3 在正常铁水液面方可操作，选择手动或自动及手动自动兼容操作方法，但自 动时各对应功能应选择自动状态。 3.4 加入脱硫剂时转速值应比所需转速设定低～15转，距投料剩余（80～100）kg时均匀增至所需转速并依据火花飞溅及亮度进行增减调节。（加脱硫剂的时间以搅拌头转速起来、电机电流稳定、铁水液面漩涡比较好） 3.5 搅拌结束前2分钟实施必要的均匀减速，但转速不得低于75转/分，搅拌结 束时，将铁水罐车操作指令送至现场或主台。 3.6 每处理完一罐，要对搅拌头进行检查确认，出现严重的槽沟孔眼，凹陷情况 必须进行热修补后方能使用。 3.7 处理后硫未达目标值，在铁水后温1250℃，经调度同意可进行二次脱硫。 4. 铁水罐车走行操作： 4.1 确认信号显示正常，确认方向。 4.2 倾翻车走行时原则上只能由现场操作。 4.3 操作时先点动，再联动，运行中要监视电缆柱运行情况。
铁水预脱硫喷吹系统的优化设计 翟兴华 摘要根据铁水预脱硫工艺和喷吹技术发展状况,结合实践经验,从铁水预脱硫喷吹系统设计的角度出发,对铁水预脱硫工艺、脱硫剂喷吹方式、操作方式、粉气比大小及喷吹控制方式的优化设计做一些有益的探讨。实践表明,铁水预脱硫喷吹系统的优化设计取得了良好的效果。 关键词脱硫喷吹优化设计 Optimum Design of Injection System for Predesulphurization of Hot Metal Zhai Xinghua (Wuhan Iron & Steel Design Research Institute) Abstract Based on the development status of desulphurizatin process of hot metal and injection technology, putting emphasis on the design of predesulphurization and injection system, this paper gives discussions on some aspects, such as predesulphurization process of hot metal, injection methods of desulphurizing agents ,operation patterns, ratio of powder and gas, and the optimum design of injection control. It is proved by practice that the optimum design has brought good effects. Keywords desulphurization injection optimum design 1 前言 随着喷粉技术的出现,铁水外部脱硫迅速发展;由于喷粉冶金克服了反应表面面积小,即渣—金属界面小的问题,以及硫从渣—金属界面向渣整体界面移动困难的两大难点,以喷粉技术为基础发展起来的现代外部脱硫工艺在将铁水硫含量降至很低水平方面非常有用。 由于我国从平炉改造到转炉炼钢比较晚,铁水炉外脱硫到70年代才逐渐发展起来,脱硫工艺设计存在许多不足之处,基本上都是在原有的基础上加以改进,没有大的突破和创新。80年代初宝钢首次引进新日铁的TDS(顶喷)法,在此基础上,鞍钢、武钢、太钢、攀钢等厂也建立了炉外喷吹脱硫站。TDS法是新日铁于1971年在ATH法基础上改进而成,一般适用于混铁车脱硫,铁水罐脱硫技术还需进一步完善,以适合我国一些钢铁企业进行炼钢工艺改造的需要。 本文根据铁水预脱硫工艺及喷吹技术发展状况及实践经验,从铁水预脱硫喷吹系统设计的角度出发,做一些有益的探讨。
摘要 本设计的的题目：铁水脱硫预处理技术的发展及其应 用。 内容：讲述铁水脱硫预处理技术的发展状况及趋势。 分析几种脱硫剂和喷吹方式的特点，脱硫剂效率 及脱硫剂的反应率和影响铁水脱硫效果效率的 因素等。 介绍炼钢铁水脱硫工艺及助理效果，并提出铁水 脱硫预处理生产中存在的问题和改进意见。 关键词；铁水预处理；脱硫；喷吹；效率；反应率。
目录 第一章绪论……………………………………… 1.1 铁水预处理概念……………………… 1.2铁水预处理的发展基础……………… 1.3铁水脱硫预处理的发展概况……….. 1.4铁水脱硫预处理的经济指标……………. 1.4.1脱硫效率…………………….. 1.4.2脱硫剂效率………………… 1.4.3脱硫剂的反应率………………. 1.4.4 脱硫分配比……………….. 第二章铁水脱硫的热力学………………………. 2.1 脱硫剂的种类……………………. 2.2 脱硫剂的反应特点…………………….. 2.3 如何选择脱硫剂…………………………. 2.5 影响铁水脱硫效果的因素…………… 第三章脱硫的喷吹方式………………………… 3.1脱硫预处理喷吹方式的选择………… 3.2脱硫预处理方法……………………… 第四章铁水脱硫预处理工艺在炼钢的应用…. 4.1 工艺流程………………………….. 4.2 主要设备及工艺参数………………..
4.2.1 脱硫前铁水条件………………. 4.2.2 脱硫剂配比………………… 4.2.3脱硫剂的喷吹速度……………….. 4.2.4 氮气的工作压力………………… 4.2.5 铁水脱硫作业周期时间………… 4.3 脱硫处理能力及脱硫处理比…………
铁水脱硫技术的研究进展 摘要：介绍了近几年我国铁水脱硫预处理技术的应用发展情况及达到的效果。对铁水脱硫预处理的不同工艺、不同技术装备作了对比介绍,分析了不同处理工艺和不同装备的特点,提出了脱硫工艺的选择思路。 关键字：铁水;脱硫；扒渣；脱硫剂 Abstract：China's desulphurization pretreatment technology development and achieve results in recent years are Introduced. Hot metal desulphurization pretreatment different process, technology and equipment are compared. Analyzed the different treatment processes and the characteristics of different types of equipment as well as proposed desulfurization process of selection idea. key wods: hot metal; desulphurization;slag skimming; Desulfurizer 硫在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性。对大多数钢种，硫都能使其加工性能和使用性能变坏。一般钢种要求含硫量不得超过0.05%，优质钢种要求含硫量不得超过0.02^0.03，超低硫钢要求含硫量小于0 .005%。 20世纪50~60年代世界上有的钢厂由于铁水含硫高(大于0.08%),而对铁水脱硫进行了研究和应用。70年代由于二次世界石油危机使生产成本大幅提高,世界钢产量1978年突破7亿t后到1982年下降到6.46亿t,这时,汽车工业为减重节能对钢材性能提出了更高要求。因此,70~80年代以降低成本、提高质量和开发品种为主的新工艺、新技术得到广泛研究和迅速应用,连铸和炉外精炼技术发展很快。在西欧60年代后期、日本70年代初期对铁水预处理研究工作的基础上,于70年代后期用于生产,80年代在发达国家获得广泛应用,并成为钢铁生产中必不可少的工序,完善钢铁生产工艺最有效的技术之一〔3〕、生产低硫磷(〔S〕、〔P〕不大于0.015%)和超低硫磷钢(〔S〕、〔P〕不大于0.005%)的必要手段,是实现经济炼钢的必要前提。我国武钢、太钢、宝钢、攀钢和宣钢等非常重视铁水预处理技术,70年代后期就引进了这一技术并进行了研究,80年代陆续投入生产。以后又有十几个钢铁企业做了大量工作,但由于长期以来突出产量,忽视质量品种,直到1998年我国铁水预处理比才达22%左右。我们由钢铁大国向钢铁强国的转变过程中,铁水预处理技术必然会获得应有的地位,取得重大发展。对大多数钢种，硫都能使其加工性能和使用性能变坏。一般钢种要求含硫量不得超过0.05%，优质钢种要求含硫量不得超过0.02%，超低硫钢要求含硫量小于0 .005%。 目前，由于铁矿石和焦炭以及喷吹燃料含硫量高，只靠高炉和转炉冶炼难以达到低硫钢和超低硫钢要求的含硫指标。为了解放高炉，减轻转炉负担，铁水予脱硫具有现实意义。近一、二十年，许多冶金工作者在铁水脱硫剂的研制和铁水脱硫方法的改进方面，做了大量的试验研究工作。本文是在这一基础上，从冶金反应的热力学和动力学角度，进一步对铁水脱硫反应进行了分析讨论。 目前，广泛使用的铁水脱硫方法，一是通过浸人铁水申的喷枪往铁水中喷人脱硫剂的喷射脱硫法，另一种是在铁水巾转动用耐火材料制的搅拌叶轮，将脱硫剂与铁水充分搅拌混合进行脱硫的KR法。在设备费用方面，以构造简单的喷射法比较便宜，但此法一旦喷人的脱硫剂浮到铁水液面上就几乎不再发生反应，以致会残留大最未起反应
铁水预处理工艺及设备 机电一体化专业1班姓名：XX 学号：XXXXX 摘要：铁水预处理工序介于炼铁和炼钢工序之间，对改进转炉操作指标、提高钢的质量有着十分重要的作用，是目前冶金企业大力发展的一项重要技术铁水预处理脱硫作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程的重要环节之一,已被广泛的应用于实际生产。 关键词：铁水预处理；喷吹;三脱。 正文：铁水预处理工艺，设备及操作不仅具有很强的脱硫能力，而且具有很强的脱磷能力，而掀起了铁水预脱磷和同时脱磷从脱硫研究的高潮，以致有人预言“打冶金”或苏（“钠冶金”将会盛行。但是，）由于苏打灰成本高、的重要内容，是节焦增铁、扩大品种、改善质量，降低成本，企业竞争力的有效途径。 铁水预处理可以提高钢的纯度和性能，同时对新品种开发也起到推动作用，如厚船板钢、抗氢致裂纹钢IF钢，转炉冶炼高碳钢，高锰钢、高铬钢、焊条钢，合金钢、不锈钢、航空用钢、无缝钢管用钢、防腐钢及钢轨钢等用铁水预处理后开发了许多新钢种，大大扩大了转炉冶炼钢种的范围。为防止普通钢板坯内裂纹和提高表面质量，规定[S]应小于0.02%；为防止钢的各向异性，要求[S]不大于0.011%。采用铁水预处理工艺，是现代化炼钢厂的重要标志。 铁水脱硫预处理的发展概况西欧、日本早在20 世纪60～70 年代就在铁水脱硫预处理，理论研究的基础上在工业上进行了应用。国内武钢二炼钢1 9 7 9 年引进了日本新日铁的机械搅法(ＫＲ)铁水脱硫装置，天钢，宣钢，冷水江，攀钢，酒钢等企业先后由国内自主开发了喷吹石灰，萤石的脱硫方法。 铁水深度三脱处理：铁水罐或专用转炉分期脱磷(石铁水深度三脱处理：铁水罐或专用转炉分期脱磷石灰系脱磷剂)、脱硫镁系或电石系脱硫剂镁系或电石系脱硫剂)。灰系脱磷剂、脱硫(镁系或电石系脱硫剂。 加料系统操作规程一、备料操作1、采取自动备料方式，以手动备料方式为辅；2、自动备料操作方式：设定称量值，开启自动备料，备料各阀自动关
铁水预处理工艺方法及原理 铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉前对其进行脱除杂质元素的一种处理工艺。常用的工艺方法有：铁沟散料法、铁水罐内喷吹法、铁水罐内机械搅拌法等。 （1）铁沟散料法：高炉出铁时，在铁沟内的铁水上散入工业纯碱（Na2CO3） 或复合脱硫剂（由Na2CO3 、CaO、CaCO3、CaF2、C粉等配合而成），利用铁水流动时的冲击湍流运动使铁水与脱硫剂搅拌混合，促进脱硫反应，达到脱硫目的。该法简便易行，但脱硫效率波动大（约为20—60%）、环境污染 大、恢硫多。已基本 不用。 （2）铁水罐内喷吹 法：如右图所示：在 送去转炉的铁路线 上设立喷吹脱硫站， 喷枪的铁管外复合 有耐火材料浇注料， 可插入铁水内一定深度，以空气为载体，喷入粉状脱硫剂，进行脱硫，而后耙除脱硫渣，防止恢硫（脱硫渣如果不去掉，在后续过程中，脱硫渣中的硫又会返回铁水中，造成恢硫）。由于该法使脱硫剂与铁水接触良好，脱硫效率较高，还可脱除部分硅和碳。
常用的脱硫剂： a、钝化石灰粉（不含钝化剂的石灰，存放时间稍长，吸水到 一定程度，就会堵塞喷吹系统）。 优点：成本较低、脱硫效率较高。缺点：环保较差、铁 水温降较大。 b、复合脱硫剂（由Na2CO3 、CaO、CaCO3、CaF2、C粉等 配合而成）。优点：成本较低、脱硫效率较高、比钝化石 灰粉较易耙渣。 缺点：环保较差、铁水温降较大。 c、钝化镁粒（金属镁粒需钝化，否则存放时易氧化，同时载体需改 为氮气）。金属镁粒喷入铁水后，会迅速气化，与铁水接触条 件更好，脱硫率很高。 优点：脱硫率很高、喷吹设备和操作很简单、环保较好、铁水 温降很小、脱硫渣量很小。缺点：成本高。 d、钝化镁粒与钝化石灰混喷（结合了金属镁粒脱硫率很高和 钝化石灰成本低的优点，还可根据铁水含硫量和所炼钢种，来调节钝化镁粒（0—100%）与钝化石灰的配比，从而达到最佳成本与脱硫率的配合。 优点：脱硫率很高且可调、环保较好、铁水温降较小、脱硫渣 量较小、成本较低且可调。缺点：喷吹设备投资较大、操作较 复杂。 应用厂家：唐钢一钢轧采用是单喷颗粒镁工艺进行铁水脱硫。
铁水复合喷吹脱硫技术的研究及应用 铁水脱硫不仅可以减轻高炉脱硫负担，降低焦比，同时可使转炉实现少渣量操作，提高铁的回收率，降低钢铁料消耗，使钢水终点硫控制在较小范围内，因此铁水脱硫已成为炼钢和炼铁之间的重要环节，也是炼钢厂提高钢质、扩大品种和优化炼钢操作的重要手段。 随着某炼钢厂转炉不断扩容，铁水包偏小，上部自由空间只有300mm左右，粉剂输送的稳定程度、下料速度的精确控制、喷溅严重、消耗高一直是困扰着小铁水包喷吹脱硫的难题。 一、脱硫工艺选择 机械搅拌法脱硫需要的铁水包自由空间大，一般要不小于600mm，且不能采用镁粉做脱硫剂，因此，其处理时间最长。复合喷吹工艺和单吹颗粒镁工艺都可以喷吹镁粉，反应效率高；复合喷吹脱硫最终生成的脱硫产物更稳定，更有利于深脱硫；并且它采用两种粉剂，可以单独喷吹石灰，因此，它的适应性更强一些。单吹颗粒镁成渣量低，铁损小，但就该炼钢厂情况来看，由于转炉的多次扩容，铁水包自由空间小，只有300～400mm，并且生产节奏较快，所以综合各种因素后选择了复合喷吹脱硫法。 二、生产实验 脱硫在50t铁水包内进行，其流程为：测温取样喷吹脱硫测温取样加入聚渣剂扒渣。喷枪型式为倒T型喷枪。采用复合喷吹，喷枪插入铁水液深度距包底200～300mm。铁水温度：1300～1360℃。 2.1助吹流量的影响 在喷吹脱硫中助吹流量的大小对喷吹脱硫的稳定性影响最大，提高助吹流量可以增大管道内脱硫剂输送的稳定性，但气量过大时，由于气体在铁水中上浮排出时，铁水翻动剧烈，容易造成铁水喷溅，反之如果助吹流量过小，管道阻损大及粉气比大，容易造成粉剂输送不稳定。可见，助吹流量应该有个最佳值。 2.2管道直径的影响 管道直径减小后，下料速度和过程压力的稳定性有所提高，但管道也不能太细，否则阻损太大也会影响系统的稳定性。 2.3喷枪出口直径的影响
第一节铁水预脱硫的概念和优点 铁水预处理，炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理。广义的铁水预处理是指包括对铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱处理，另外还有特殊铁水的预处理，如含V铁水的提V等。 铁水脱硫是二十世纪70年代发展起来的铁水处理工艺技术，它已 成为现代钢铁企业优化工艺流程的重要组成部分。铁水脱硫的主要优 点如下： 1.铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。 2.铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱致较低的水平。 3.铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。 4.铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。 5.铁水脱硫的费用低，如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫，其费用分别是铁水脱硫的2.6、1 6.9和6.1倍。 6.铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化，比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。 采用铁水脱硫，不仅可以减轻高炉负担，降低焦比，减少渣量和 提高生产率，也使转炉也不必为脱硫而采取大渣量高碱度操作，因为 在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。因此铁水脱硫已成为 现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段，是提高钢质量、扩大品种的 主要措施。 早期的铁水脱硫方法有很多种：如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底，靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。也有将脱硫剂加入装有 铁水的铁水罐中，然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。之后逐步发展至今天采用的KR搅拌法及喷枪插入铁水中的喷吹法。 第二节常用脱硫剂及脱硫指标 一、常用脱硫剂 经过长期的生产实践，目前选用作为铁水脱硫剂的主要是Ca、Mg、Na等元素的单质或化合物，常用的脱硫剂主要有： Ca系：电石粉(Ca C2)、石灰(CaO)、石灰石(CaCO3)等 Mg系：金属Mg粉
仅供参考[整理] 安全管理文书 铁水预处理（KR）安全操作规程 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共4 页
铁水预处理（KR）安全操作规程 1.1未经过安全教育和考试的员工，不准上岗操作。 1.2严格执行班前安全会和班前设备检查确认制度。 1.3严格遵守劳动纪律，班中劳保齐全。 1.4凡使天车吊物时，必须按规定检查确认吊具是否安全，起吊重物时5m内严禁站人，严格执行《天车安全调运管理制度》。 1.5设备运行时严禁打扫卫生、检修或身体接触等危险操作，处理故障必须停电停机，挂牌检修。 1.6高温液体区域必须保持干燥，发现积水立即处理。 1.7点动微调定位，严防超位碰撞。 2.吊铁工岗位 2.1铁水包包壁出现掉砖、包底侵蚀严重时，不准使用。 2.2天车起吊铁水时，各班必须设专人指挥，严格执行炼钢厂天车起吊高温液体指挥规定。 2.3指挥人员必须手势规范，哨声响亮，站位合理安全，严禁翻结盖铁水。 2.4铁水包液面有大渣块不能扒出，不可进行铁水预处理。 2.5起吊铁水时必须确认天车两边钩头是否挂正挂好，落包时必须确认包位准确，放稳后，指挥人员方可离开。 2.6认真检查电缆、倾翻车齿轮圈等相关部位是否处于正常状态。 3.扒渣 3.1扒渣机链条松动，不准扒渣作业。 3.2扒渣机周围有人或未报警，不准扒渣作业。 3.3扒渣前必须检查渣罐是否对位准确、干燥，渣罐潮湿或有积水， 第 2 页共 4 页
严禁使用，防止爆炸伤人。 3.4调整好扒渣机前后行程、大臂高度，操作是不准刮蹭护板。 3.5出现异常情况，分功能关闭紧停。 3.6作业完毕后，扒渣机返回后端，并按要求铁水包安全运行到所需工作区域。 4.搅拌岗位 4.1微调对位，搅拌时铁水包正负误差不得超过50mm，锁定包位。 4.2铁水包净空尽量稳定控制。 4.3搅拌器侵蚀严重时，不准使用。 4.4显示器画面无异常时不准改变，有异常时应及时通知电仪控当班人员。 5.地面操作岗位 5.1渣车对位准确，防止因对位不准引起渣落到地面。 5.2保持地面干燥清洁，不得有积水或潮湿。 5.3根据生产需要及时开动渣车，渣满后及时清理。 5.4保持渣车轨道清洁，不得有异物，以防渣车倾翻或错轨。 第 3 页共 4 页
Guide operators to deal with the process of things, and require them to be familiar with the details of safety technology and be able to complete things after special training.铁水脱硫岗位安全操作规 程正式版
铁水脱硫岗位安全操作规程正式版 下载提示：此操作规程资料适用于指导操作人员处理某件事情的流程和主要的行动方向，并要求参加施工的人员，熟知本工种的安全技术细节和经过专门训练，合格的情况下完成列表中的每个操作事项。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 1．铁水罐进出脱硫喷吹位置时，铁水包盖应处于上限位置。 2．喷吹前必须确认铁水罐是否到位。根据铁水的装入量，调整氮气压力。 3．喷吹过程中如罐体摆动异常或罐口喷溅严重时，必须采取相应的措施并查找原因。 4．对喷枪进行维护前，必须先卸压。更换喷枪要注意人员站位安全，防止枪上粘物落下或行车钩头伤人。吊具应安装牢靠，起吊时采用点动。落枪入枪架座时应平稳落实，运枪路线附近不得站人。
5．需在脱硫铁道占线清渣等作业时，必须报当班调度统一安排，并派人监护。 6．贮料区域严禁有火种或有水。 7．贮料区域内不得私自设置或使用不带防爆装置的电器。 8．不得用金属器具敲打贮料罐或输送管道。 9．使用喷枪必须干燥，严禁使用潮湿的渣罐。 10．吊换渣罐或铁罐时必须确认耳轴挂牢，操作人员站位安全。 11．脱硫结束向加料跨开铁水罐车时，要先确认道轨上无行人和障碍物，且在车辆行走过程中进行监护。 ——此位置可填写公司或团队名字——
铁水预处理技术方案 ●铁水预处理的热力学及动力学原理 ●铁水脱硫工艺及装置 ●铁水三脱（脱硅、脱磷、脱硫）工艺及装置 北京科大三泰科技发展有限公司 2004-2-13 铁水预处理技术方案 1．概述 铁水预处理技术从上个世纪六、七十年代发展起来到现在已经广
泛地应用于各国，用于提高铁水质量，其技术也已经得到迅速的发展，目前可以用于铁水预处理的技术不下二、三十种。 铁水预处理工艺方法主要有：（1）机械搅拌法，有代表性的是日本开发的KR法；（2）吹气搅拌法，包括顶吹喷粉法和底吹法，目前顶吹喷粉法得到最广泛的应用，如ATH、TDS、IRSID、ISIDD等法；（3）喂丝法近年来开始得到应用。 铁水预处理的主要工艺目标是：（1）脱硫；（2）脱磷；（3）脱硅、磷、硫（俗称三脱）；（4）其它。 从处理熔剂的选择来看有：主要是石灰系、碳化钙系、镁系三类脱硫剂，可以单独使用，可以复合应用，往往可以取得更好的冶金效果。 顶吹喷粉法近年发展了更多的工艺形成：产生了混合喷吹法和复合喷吹法以及分步喷吹法等。 从控制模型方面看：近年来更加重视建立较高精度的预处理粉剂喷吹量的控制模型。 还有一些不同的分类方法，但是无论怎样分类，每个企业选择的原则都是一样的，那就是从自己企业近期和长远规划来考虑，结合企业能力、产品目标、市场、经济效益等具体情况选择最适合自己的，最有利的方案。 本技术方案——从三个方面介绍科大三泰公司向用户推荐并可提供的技术装备： （1）（1）铁水罐顶喷纯化镁脱硫； （2）（2）铁水罐采用镁加钙系脱硫剂分步或复合喷吹脱硫（即所谓混喷）； （3）（3）铁水罐采用镁加钙系或者单纯钙系脱硫剂分步或者复合喷吹三脱（脱硫、脱磷、脱硅）； 是较高精度顶吹喷粉法；脱硫剂选用钝化镁粒或镁系的；喷吹工艺形式采用单系统喷吹或分步复合喷吹；为了提高镁的利用率，降低
INDUSTRIAL HEATING 2018年第47卷第4期Vol .47No .42018 DOI:10.3969/j.issn.1002-1639.2018.04.018 120t 铁水复合喷吹脱硫工艺设计及应用 王 建 （中冶赛迪工程技术股份有限公司炼钢事业部，重庆401122） 摘要：通过对喷吹管路和L1控制系统的优化，以及对粉末调节阀和喷吹罐底部流化装置的优化设计，使得该铁水复合喷吹脱硫系统在某厂的实际应用中取得了良好的效果，各项性能指标均达到了设计的预期目标。关键词：复合喷吹；脱硫；设计；应用中图分类号：TF704.3 文献标志码：A 文章编号：1002-1639（2018）04-0066-03 Design and Application of 120t Hot Metal Co-injection Desulfurization Process WANG Jian （Steelmaking Department of CISDI Engineering Co.Ltd.，Chongqing 401122，China ） Abstract:Through the optimization of the injection pipe and L1control system ，as well as the independent design of the regulating value and the bottom fluidizer of injection tank ，the hot metal co-injection desulphurization system has achieved good application result in a steelmaking work.All the performance indexes met the design targets.Key words:co-injection ；desulfurization ；design ；application ——————————————————————— ————————————————— 收稿日期：2018-01-16 作者简介：王建（1984—），男，硕士，工程师，研究方向为 炼钢工艺设计工作. 随着科学技术的进步和发展，用户对钢材质量和性能的要求越来越高，对钢中杂质元素含量，尤其是严重影响钢材性能的硫元素含量的要求越来越严格[1]。目前，发达国家生产的钢平均含硫量均≤0.015%，管线用钢等钢种的硫含量甚至要达到0.001%～0.002%[2-3]。我国一些知名大型钢企的铁水含硫量亦在0.01%以下，甚至达到0.005%以下。为实现钢中硫含量的控制，铁水预处理脱硫技术被广泛采用，已成为提高钢种质量、扩大品种、改善炼钢操作和满足全连铸生产节奏需要的一种高效的脱硫技术[4-5]。 近30年来铁水脱硫技术迅速发展，现已有十几种处理方法，其中应用最广且最具代表性的主要是喷吹法和KR 机械搅拌法[6] 。两种方法在技术上均已相当成熟，从实际生产中的应用效果看，二者互有长短[7] 。 1脱硫工艺简介 某厂采用“一罐制”工艺由机车从高炉运输铁水到转炉炼钢车间，然后吊运铁水至脱硫工位进行喷粉脱硫。铁水质量约120t ；处理前铁水温度≥1260℃。喷吹系统配置有两个脱硫剂储存料仓，分别储存石灰和钝化镁粉。脱硫剂储存料仓内充氮气保护，以排除料仓内的水分和氧气与脱硫剂反应。 采用两套相互独立控制的喷粉系统，钝化镁粉和 石灰分别经两条输送管并在喷粉枪内汇合，通过喷枪向铁水内喷吹。喷吹指令发出后，喷吹系统氮气阀自动开启，喷吹管线气流畅通，同时对喷吹罐及流化装置加压，启动喷吹罐下部给料阀，喷吹罐内的脱硫剂经流化装置流化后均匀地从喷吹罐底喉口送出到输送管道，在管道中与氮气均匀混合并被氮气带走，最后进入铁水罐并与铁水中的[S]反应，达到脱硫的目的。本系统可使操作者更好地控制喷吹过程，进而更好地利用脱硫剂，在提高喷粉速度的同时不会造成喷枪堵塞。 2喷吹系统关键技术 复合喷吹系统的技术核心是粉剂的最佳配比，粉剂的流态化程度，粉剂在线混合的均匀性，不同粉剂的喷吹速度的精确控制和调节，关键设备是喷吹罐及下料喉口调节阀。实际生产中，铁水条件很不稳定，针对每罐铁水的喷吹模型选择及对喷吹设备的精确控制非常重要，这是保证以最经济的粉剂消耗来达到脱硫目的的关键所在。2.1 喷吹过程自动补气 粉气比和喷吹速度的变化直接影响管道阻力损失，进而影响系统压力损失和粉气流喷枪出口速度。在管径和喷枪内径为32.4mm ，喷吹速度50kg/min 不变的情况下，计算粉气比在20~60kg/m 3变化时的系统压力损失和喷枪出口速度，计算结果见表1。 从表1中可以看出，随着粉气比增大，管道阻损增加，随之系统总压力损失增加。由于阻损增大，喷枪出 · ·66万方数据
国内外铁水脱硫预处理技术发展概括 1前言 20世纪50～60年代世界上有的钢厂由于铁水含硫高(大于 0.08%),而对铁水脱硫进行了研究和应用。70年代由于二次世界石油危机使生产成本大幅提高,世界钢产量1978年突破7亿t后到1982年下降到6.46亿t,这时,汽车工业为减重节能对钢材性能提出了更高要求。因此,70～80年代以降低成本、提高质量和开发品种为主的新工艺、新技术得到广泛研究和迅速应用,连铸和炉外精炼技术发展很快。在西欧60年代后期〔1〕、日本70年代初期对铁水预处理研究工作的基础上,于70年代后期用于生产,80年代在发达国家获得广泛应用,并成为钢铁生产中必不可少的工序〔2〕、完善钢铁生产工艺最有效的技术之一〔3〕、生产低硫磷(〔Ｓ〕、〔Ｐ〕不大于0 015%)和超低硫磷钢(〔Ｓ〕、〔Ｐ〕不大于0.005%)的必要手段,是实现经济炼钢的必要前提〔4〕。 我国武钢、太钢、宝钢、攀钢和宣钢〔3〕等非常重视铁水预处理技术,70年代后期就引进了这一技术并进行了研究,80年代陆续投入生产。以后又有十几个钢铁企业做了大量工作,但由于长期以来突出产量,忽视质量品种,直到1998年我国铁水预处理比才达22%左右。我们由钢铁大国向钢铁强国的转变过程中,铁水预处理技术必然会获得应有的地位,取得重大发展。
2铁水脱硫预处理用熔剂的研究和应用现状 脱硫剂主要有石灰(CaO)基脱硫剂、苏打(Na2CO3)脱硫剂、电石(CaC2)基脱硫剂和镁基(Mg)脱硫剂。从其脱硫热力学研究得出,在1350℃时的脱硫反应平衡常数从大到小依次 为:CaC2→Na2O→Mg→CaO。 2.1 CaC2基脱硫剂的特点和应用 CaC2脱硫能力很强,但极易吸收水份而生成乙炔(C2H2),容易爆炸。其运输储存需保护性气氛,使用中必须采取安全措施。动力学研究表明,CaC2脱硫反应速度的限制性环节是CaC2颗粒和铁水界面的铁水一侧界面层硫的扩散速度,因而要加入促进剂。常用促进剂有CaCO3和MgCO3,促进剂在铁水中分解，生成大量CO2气泡,一方面搅动铁水,加快硫的扩散,一方面CO２气泡冲破载气(N2)气泡,释放出携带的大量CaC2粉末,从而提高了CaC2的利用率。试验表明,加入CaCO3可提高CaC2利用率1倍。 但加入CaCO3后,生成的CO2具有氧化性,对脱硫不利,为此加入碳,使CO2还原成CO。实验表明,加入10%碳,可提高CaC2的利用率6.7%,使脱硫命中率达95%左右。法国敦克尔刻索拉克钢铁公司采用该类脱硫剂,用量3kg/t,终〔Ｓ〕小于0.010%,脱硫率ηs大于75%。采用CaC2 60%+CaO 20%+C 5%脱硫剂,用量2.55kg/t,终〔Ｓ〕达0.0069%,脱硫率大于80%,处理时间15～40min。我国攀钢采用CaC2 50%～55%+CaO
铁水预处理顺序的选择 1 CaO作“三脱”剂 （1）脱硅－脱硫－脱磷顺序 ——铁水沟处铁鳞脱硅 铁水脱硅是放热反应，铁水温度越低，脱硅的效果越好。考虑到铁水的脱硫温降和运输、等待温降，若将脱硅置于脱硫之后，脱硅时的铁水温度将较铁水沟脱硅更低，铁水预脱硅工序应尽量置于脱硫之后，而不是在脱硫之前。 ——脱硫 反应平衡时 [%S]达10-4数量级，可满足所有钢种的要求；温度的变化对铁水脱硫效果的影响很小，因此脱硫可考虑提至脱硅之前，在确保脱硫效果的同时使脱硅也处于较好的热力学条件下。 ——转炉内脱硅、脱磷 有资料表明：铁水中[%Si]大于0.15时为脱硅期，[%Si]小于0.15时脱磷反应才会开始，脱磷反应是放热反应，较低温度的脱磷炉内脱硅的热力学条件应是最佳的。因此应取消铁水沟处的高温脱硅，将其移至脱硫之后的脱磷转炉内和脱磷一同进行。 （2）脱硫－脱硅、磷顺序 “脱硫—脱硅、脱磷”顺序的情况下，脱硫反应平衡时量[%S]下降了一个数量级。将脱硅任务放在脱硫之后完成，能明显改善CaO粉剂脱硫的热力学条件。 （3）脱硅、脱磷－脱硫顺序 在“脱硅、脱磷—脱硫”顺序的情况下，脱硫反应平衡时 [%S]为10-3数量级，而在“脱硅—脱硫—脱磷”顺序下，[%S]为10-4数量级，在“脱硫—脱硅、脱磷”顺序下，[%S]为10-5数量级。显然“脱硫—脱硅、脱磷”顺序下CaO粉剂脱硫反应的热力学条件更好。 （4）同时“三脱” 机理研究表明：用氮氧复合气体作载气喷吹CaO粉同时进行铁水预处理“三脱”反应时，脱硅、脱磷主要是在喷枪附近的高氧势区进行的瞬时接触反应；脱硫则是还原性渣和铁水之间的持久接触反应。 对铁水预处理脱硅来说，脱磷转炉顶吹氧加CaO粉剂脱硅的热力学条件是最优的。 CaO的脱磷能力受铁水温度的影响很大，在其它操作条件允许的情况下，应该尽量在低温下脱磷。“脱硫－脱硅、脱磷”顺序下，专用脱磷转炉脱磷时铁水的温度较同时“三脱”时低。综合比较认为：Ca O作三脱剂时，脱磷应在脱硫之后，并在专用转炉内进行最佳。 喷吹CaO粉剂同时进行铁水“三脱”的脱硫能力相对最弱。 从热力学角度分析原因：同时“三脱”在同一个容器中既要实现氧化脱磷、脱硅，又要完成还原脱硫，两者都要兼顾，在热力学上存在着矛盾，工艺上也不好实现。而将脱硅、脱磷和脱硫分阶段处理，分别创造氧化和还原的气氛，显然比同时“三脱”的热力学条件更优化。 由以上计算与分析可知，CaO作三脱剂时的最佳预处理顺序为：脱硫－脱硅、脱磷。 2 镁粉作脱硫剂，CaO作脱硅、脱磷剂 从热力学角度看，理论上“脱硅、脱磷－脱硫”顺序下镁粉能将铁水中的[%S]降至10-6～10-7数量级，而“脱硫－脱硅、脱磷”顺序下镁粉只能将铁水中的[%S]降至10-5～10-6数量级。但由图1可知，温度对脱硫的影响较小，但对硅磷却有着很大的影响，高温不利于脱硅磷，1500℃时，硅、磷含量在0.01%以上，不能满足要求，此时硫含量为20ppm，满足要求，因此综合考虑，镁粉作脱硫剂，CaO作脱硅、脱磷剂最佳顺序为：脱硫－脱硅、脱磷。
鞍钢技术2017年第6期ANGANG TECHNOLOGY 总第408期 复合旋转喷吹铁水脱硫预处理工艺研究与应用 徐延浩,徐向阳,高学中,马勇 (鞍钢股份有限公司炼钢总厂,辽宁鞍山114021) 摘要:鞍钢股份有限公司炼钢总厂结合复合喷吹脱硫和KR 搅拌脱硫两种工艺的优势,研制了复合旋转喷吹铁水脱硫预处理工艺,并且增加了脱硫喷枪的喷吹孔数量,调整了喷枪旋转转速,优化了喷吹孔位置分布以及喷吹孔径尺寸等参数。实践表明,采用复合旋转喷吹铁水脱硫预处理工艺可以降低脱硫粉剂消耗约30%,脱硫率提高了4.25%。 关键词:铁水脱硫预处理;复合旋转喷吹;喷枪 中图分类号:TF537文献标识码:A 文章编号:1006-4613(2017)06-0013-05 Research of Hot Metal Desulfurization Pretreatment Process by Complex Rotary Injection Method and Application of the Process Xu Yanhao ,Xu Xiangyang ,Gao Xuezhong ,Ma Yong (General Steelmaking Plant of Angang Steel Co.,Ltd.,Anshan 114021,Liaoning,China ) Abstract :By combining the advantages of these two processes of the complex injection desulfurization process and stirring desulfurization process by KR,the hot metal desulfurization pretreatment process by the complex rotary injection method was developed in General Steelmaking Plant of Angang Steel Co.,Ltd..Based on the development of the process such measures as in ?creasing the number of injection holes of desulphurization lances,adjusting the rotation speed of lances,optimizing the arrangement of injection holes and the hole diameter size of injection holes were also taken.The production practice showed that the consumption of desulfurization powder was reduced by about 30%and desulfurization rate was improved by 4.25%after the new process was put into operation.Key words :hot metal desulfurization pretreatment;complex rotary injection;injection lance 铁水脱硫预处理能够减少带入炼钢转炉的硫 含量,降低转炉脱硫负担,有利于钢种低硫含量的 控制。现有的铁水罐脱硫工艺主要有复合喷吹脱 硫和KR 搅拌脱硫两种[1-2]。复合喷吹脱硫操作简单,铁水脱硫过程温降小,但动力学条件差;KR 搅 拌脱硫动力学条件好,但一次投资大,铁水脱硫过 程温降大。两种脱硫工艺在使用不同类型的脱硫 粉剂情况下,脱硫剂单耗成本也不同。 国内外钢厂根据品种质量要求及自身生产条 件采用了不同的脱硫工艺流程[3-5]。鞍钢股份有限公司炼钢总厂一分厂应用复合喷吹并模拟搅拌法铁水脱硫预处理工艺,形成了复合旋转喷吹铁水脱硫预处理工艺(以下简称复合旋转喷吹),该工艺结合了复合喷吹脱硫和KR 搅拌脱硫两种工艺的优势,最大限度地发挥了现有工艺设备的脱硫功效,实现了降低脱硫粉剂消耗的目的。1脱硫工艺原理高温下,喷吹钝化金属镁粉进入铁水中,先后发生液化、气化反应[6-7],发生如下脱硫反应: (Mg )+[FeS ]=MgS (s )+[Fe ](1)(Mg )(g )→[Mg ](2)徐延浩,硕士,高级工程师,2007年毕业于辽宁科技 大学钢 铁冶金专业。E-mail:lnasxyh@https://www.doczj.com/doc/042905337.html, 13--