KR脱硫在含钒钛铁水中的应用
KR法铁水预处理脱硫的生产实践浅析
211管理及其他M anagement and otherKR 法铁水预处理脱硫的生产实践浅析张振杰（南京钢铁股份有限公司板材事业部第一炼钢厂，江苏 南京 210035）摘 要：硫对于大部分钢种危害程度较高的一种元素，并且其通常情况下是以硫化物的形式存在于钢中。
在实际的应用过程中倘若钢内的硫含量过高，将会对钢材的加工以及使用方面造成极大程度的影响，因此对展开铁水预处理脱硫的意义重大。
本文主要针对南钢KR 机械搅拌法改造后铁水预处理脱硫的生产实践进行了有效的分析。
关键词：机械搅拌法；铁水；脱硫；生产中图分类号：TF704.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）22-0211-2 收稿日期：2020-11作者简介：张振杰，男，生于1982年，汉族，河北衡水人，本科，工程师，研究方向：钢铁冶炼及其相关。
近些年来，铁水预处理脱硫技术得到了相对较快的发展，至今已出现了多种不同类型的工艺处理方法，然而在具体的应用过程中经常使用广泛的有喷吹法以及KR 搅拌法。
KR 搅拌法在进行铁水预处理脱硫的生产实践过程中消耗相对喷吹法较小，同时在处理的过程中有所产渣量相对较少，反应速度快和效率高等优势。
1 方案选型现阶段，铁水脱硫的主要手段在具体生产过程中经常采用的有以KR 法未代表的机械搅拌法以及喷吹法。
该两种脱硫方法在具体实践过程中，均有一定的优势与特点，从而使其能够在炼钢业内得到相对较为广的应用。
关于KR 法脱硫工艺与喷吹法脱硫工艺主要特点的比较。
（1）关于KR 脱硫法工艺由于其在脱硫的过程中动力条件相对较为充分因此该工艺具有相对较高的脱硫率，同时其重现性与稳定性相对较高。
然而因为喷吹脱硫工艺在具体的实施过程中其角度方面的制约还有脱硫剂不能下沉等方面因素的影响，在脱硫的过程中存在一定的死角区域，从而一定程度上影响铁水动力学条件，且经常出现回硫的情况以及对于脱硫剂的消耗相对较大等不足之处，由于该因素的存在使得喷吹脱硫工艺在重现性与稳定性方面与KR 脱硫法存在一定的差距。
含钛铁水脱硫及转炉冶炼实践
含钛铁水脱硫及转炉冶炼实践用钛矿或钛球进行高炉护炉操作已是高炉操作者常用的护炉方法。
其机理是当使用钛矿护炉时，Ti(C，N)将在高炉炉缸铁浴内形成并沉积于炉缸受侵蚀部位的工作面或砖缝之中，而Ti(C，N)的沉积或团聚物被认为起到了保护炉衬的作用。
2008年以后，鞍钢股份炼铁总厂开始使用钛球进行高炉护炉，由于最初无钛球护炉经验，铁水的钛含量显著升高且控制不稳定。
在未加钛球前，铁水钛稳定控制在0.05%以下，使用钛球护炉后，铁水钛提高到0.12%～0.20%，最高时甚至超过0.20%。
铁水钛含量升高，对炼钢工序的操作产生诸多不利影响，主要体现在：脱硫工序扒渣铁损增加，转炉冶炼工序熔剂消耗增加，溅渣护炉效果变差。
因此，研究针对含钛铁水的冶炼技术，对降低冶炼成本、减轻或消除铁水钛含量升高对炼钢操作的影响具有重要意义。
铁水钛含量升高的不利影响对铁水预处理脱硫工序的影响。
在铁水预处理脱硫时，如果钛含量较高，镁钙复合喷吹的载气氮气与铁水中的碳、钛极易结合生成Ti(C，N)，且易与CaO结合，恶化钙粉的脱硫效率，并使得脱后渣黏稠，增加喷吹粉剂消耗；同时由于渣黏稠，喷吹时进入渣中的铁液被包裹在渣中，造成扒渣工序铁损增加。
对转炉炼钢的影响。
在转炉冶炼过程中，钛的氧化物与石灰中的CaO 结合使得白灰利用率降低，转炉势必增加渣料消耗，造成熔剂成本增加。
同时渣量增加，直接导致转炉冶炼吹损增加，并且白灰利用率的降低增加了转炉脱磷负担，冶炼终点补吹次数增加，造成终渣FeO含量高，在增加铁损的同时恶化溅渣护炉效果。
含钛铁水脱硫工序冶炼实践目前国内外针对含钛铁水脱硫的应对策略。
德国等欧洲国家钢厂对采用加钒钛矿护炉的铁水，采取的办法是将冰晶石（K3AlF6）作为铁水熔剂制作成粉末与流化石灰粉混合后，通过脱硫喷枪喷入铁水中。
由于冰晶石熔点仅为600℃ ，能显著降低脱硫渣的熔点。
为防止氮化物的生成，可将脱硫载气氮气用氩气代替。
由于国内冰晶石资源贫乏，进口或国内人造冰晶石的价格过高，而鞍钢的氩气资源不足，因此须要研究新的方法以降低或彻底杜绝高钛铁水对铁水脱硫的影响。
KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较
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。
钢厂KR铁水脱硫自动化控制系统开发应用
钢厂KR铁水脱硫自动化控制系统开发应用Development and Application of Automatic Control System for Desulphurization of Molten Iron in Steel Plant• 山东电子职业技术学院 郭金恒 Guo Jinheng 山钢集团莱芜三控冶金建设监理事务所 郭宗华 Guo Zonghua• 山钢股份莱芜分公司炼钢厂 殷志辉 Yin Zhihui 山钢集团莱芜钢铁集团有限公司建安公司 于春峰 Yu Chunfeng• 上海倍安实业有限公司 吕勇 Lv Yong摘 要：本文对基于西门子S7-1500系列PLC控制系统的KR铁水脱硫工艺流程、设备及搅拌特点、自动控制系统软件编制设计思路和方法，以及上下游设备通讯控制等功能重点研讨。
关键词：搅拌脱硫 以太网 上位机 编码器 变频器Abstract: S7-1500introduces a new generation PLC for Siemens，with its own display screen and Ethernet port，which is simple and fast previous generation PLC hardware confi guration，network expansibility，can quickly realize fi eld-level communication，programming debugging and other operations，processing speed is faster and integrated diagnosis function，when the fault can be quckly identifi ed fault channel，information collection and view more convenient，with more reliability.This paper introduces the functions of KR hot metal desulfurization process，equipment and agitation characterstics，software design of automatic control system，communication control with upstream and downstream equipment.Key words: stirring desulfurization Ethernet upper computer encoder frequency converter【中图分类号】TF345 【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2020）03-0055-041 引言莱钢新旧动能转换新建KR铁水预处理产线，工艺技术先进、处理效率高，其三电控制系统全面实现了仪电合一和信息共享。
KR铁水脱硫水模实验方法及应用
KR铁水脱硫水模实验方法及应用KR脱硫法在铁水预处理方法中,具有脱硫效率高、脱硫效果稳定和脱硫成本低等诸多优点,现在已经被各大钢铁企业广泛使用生产低硫含量钢。
因此对KR 脱硫法的研究成为众多学者的研究课题,实验室KR脱硫法研究主要有物理模拟与数值模拟。
数值模拟研究随着计算机发展相对成熟,物理模拟中的水模型实验法则因为KR搅拌过程的复杂性存在实验方法与测试参数上的不完善。
本文以宝钢KR脱硫动力学不足为基础,结合化工领域搅拌罐内固液两相传质实验研究与铁水预处理实验方法,提出全面的KR脱硫水模型实验方法与测试参数,并对宝钢KR脱硫动力学进行动力学优化实验,得出合理的搅拌工艺参数。
水模实验方法动力学相似采用修正费鲁特准数,模拟脱硫剂介质选择根据斯托克斯公式推导。
测试参数有自由液面上升高度、中心漩涡下潜深度、分散系数、混匀时间、弱流区比例、传质系数、粒子分散数目等多方面反映特征。
再以数值模拟法和公式法为辅助方法,验证得出水模实验结果的可靠性。
宝钢KR铁水脱硫优化实验应用得出,搅拌桨转速120r/min、潜入深度1650mm时,流体在搅拌罐内动力学条件最好。
由于宝钢实际生产电机功率限制使搅拌桨转速100r/min左右,此条件下实验得出搅拌桨潜入深度为1350mm时各个参数达到最佳。
在一定范围内适当增加搅拌桨半径与铁水罐直径比,提高脱硫反应效率。
水模实验表明直径比为0.41的搅拌桨适合宝钢现行搅拌工艺。
三叶搅拌桨与四叶相比,增加叶面间夹角同时减轻搅拌桨重量,同一条件下搅拌能传递效率得到提高,流体受迫运动强度增加,减少脱硫剂中心团聚,提高脱硫效率。
控流装置中的挡板,能够有效的将旋转运动的流体改变为轴向的垂直翻转运动,消除中心漩涡脱硫剂聚集现象,提高脱硫剂在流体中卷吸量,提高脱硫剂利用率。
2块长挡板能够有效的提高塑料粒子分布,提高脱硫剂利用率且减少耐火材料消耗。
不加挡板情况下,一次性加料、喷吹混合加料与连续性加料三种方式对流体中脱硫剂分散性效果表现为:喷吹加料>连续加料>一次性加料。
喷吹法和KR机械搅拌法在铁水脱硫中的分析
脱硫技术 初创于 二十世纪三十年代 ， 发展于二十世纪六十 年代 ， 至今 ，
已经 日趋成熟 。 目前 ，铁水脱硫 已经形成 了十几种脱硫 方法 ，这其中 最具有代 表性、应用最广泛 的当属喷 吹法 和 Ｋ Ｒ法 （ 又称 ＫＲ机械 搅
一
的 发展 ，生 成 了混 合和复 合喷 吹法两种 形式 的喷 吹法 。混合 喷 吹法
定 的费用。但 Ｋ Ｒ机械搅拌 法也有其 自身 的局限性 。由于 Ｋ Ｒ机械
合 。在 Ｃ ａ Ｏ、Ｍｇ 和Ｃ ａ Ｃ 在 内的脱硫粉 剂充 分混合 后 ，再 使用惰 性 搅拌法对设备机械 的要 求较高 ，特别是对耐火材料 制成 的搅拌器要求 极高 ，搅拌 器的生命往往很短 。而 且 Ｋ Ｒ机械搅拌法设备 所 占场地也 气体 将其 喷进铁水 中 。在 混合 喷吹法 铁水脱 硫过程 中 ，镁 系和钙 系 脱硫粉 剂通 过混合 ，钙 系脱硫粉 剂会分 散镁 气泡 ，进 而增 加镁 的有 较大 ，投资较 高，适用于 资金 充足、规模较大 的钢铁生产 厂家。 效表面 面积 ， 并形 成 Ｍｇ Ｓ 。 在脱 硫的上升过 程中将 Ｍｇ Ｓ 脱 离出铁水 ，
的发展 ，提 高铁 水脱 硫、脱硫的效率显得 尤为重要。本文通过分 别分析 了喷吹法和 Ｋ Ｒ 机械搅拌 法在铁水脱硫 Ｋ Ｒ机械搅拌法各 自的优 势。 关 键 词 ：铁 水 脱 硫 ； 喷 吹 法 ； Ｋ Ｒ法
Ｏ 引 言
随着 二十一世纪以来科学技术的飞速发展 ， 能源产业 、 化工产业、
拌法 ）。
法中 ，脱硫剂仅仅借助 惰性气体才能与铁水混合 ，造成只 有在 自身的
上升过程之 中才 能吸收铁 水中的硫元素 ，使得大量 的脱硫 剂无法完全
KR法铁水预处理的脱硫效果
１ 方 案选 型
目前 ， Ｋ 以 Ｒ法 为代 表 的机 械 搅 拌 法 脱硫 和 喷 吹法 脱硫 ， 为 两种 主要 的铁 水 脱 硫 手 段 ， 作 以其各 自的优势 和特 点在 炼钢 行业 中得 到广 泛地
Ａｂｓｒ ｔ： Ｂｙ ｃ ｍ ｐａ ｎｇｔ ｉ ｔ ａｃ ｏ ｉ ｒ ｈｅｒｏｗｎ ｄ ｎｔｇ ｓａ ｄ ｃ ｒ ｃｅ ｓｉｓｉ ＫＰ ｍ ｅｈｏ ｎ ｌ ｗ ｉ ｅｈ ａ ｖａ ａ ｅ ｎ ｈａａ ｔｒ ｔｃ ｎ ． ｉ ｔ ｄ ａ ｄ ｂ ｏ ｎｇｍ ｔ ｏｄ，ＫＲ ｅ ｈ ｎ ｃｌ ｍ ｃ ａ ｉａ ａ ｉａｉ ｎ ｗａ ｈｏ ｅ ｇｔｔｏ ｓｃ ｓ ｎ，ｔ ｓｐ ｐｅ ｈｅ ｈ ｅａ ｒ ｔｅ ｔ ｅ ｏ ｅ ｓｉ ＫＲ ｔｒｉ ｇ ｗ ａ ｅ ｃ ｂｅ ｈｉ ａ ｒｔ ｏｔｍ ｔｌｐ ｅｒ ａｍ ｎｔｐｒ ｃ ｓ ｎ ｓｉｒｎ ｓｄ ｓｒ ｄ，ｔ ｉ ｉ ｒｎｃｐｅ ｉ ｈｅｍ ｘｎｇ ｐ ｉ ｉｌｓ ａ ｅ ｈ ｎｉ Ｓｏｆｄｅｕｌ ｉｚ ｔｏ ｓｄｓ ｕ ｓｄ， ｔ ｆ ｃ ｆｐｒ ｄｕ ｔｏ ａ ａ ａｙ ｅ ， ｔ ｅｕｌ ｈｏ ｅ ｈａ ． ｎｄ ｍ ｃ ａ ｓ ｓ ｆ ａｉ ｎ ｗａ ｉｃ ｓｅ ｍ ｕｒ ｈｅ ｅ ｅ ｔｏ ｏ ｃｉ ｎ ｗ ｓ ｎ ｌｚ ｄ ｈｅ ｒ ｓ ｔ ｓ ｗ ｄ ｔ ｔＫＰ ｓ ｄ ｓ ｆ ｉｚ ｔｏ ｅ ｅ ｔｉ ｂ ｔｅ ｏ ｍｅ ｔｔ ｔ ｅ ｅ ｕ ｒ ｍ ｅ ｓ ｅｕｌ ｕｒ ａｉｎ ｆ ｃ ｓ ｅ ｔｒｔ ｅ ｈｅ ｓｅ ｌｒ ｑ ｉｅ ｎｔ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ＫＲ ； ｈｏ ｅａ ｅｒａｍ ｅ ； ｔ ｆｅ ｔｖ ｎｅｓｏｆｄ ｓ ｆ ｉａｉ ｎ ｄ ｔｍ ｔｌｐｒｔｅ ｔ ｎｔ ｈｅ ｅ ｃｉ ｅ ｓ ｅｕｌ ｚ ｔｏ ｕｒ
硫是 绝 大多 数 钢 种 中的 有 害元 素 ， 以硫 化 它 物 的形式 存在 于钢 中． 中 的含 硫量 高 ， 使 钢材 钢 会 的加 工性 能 和使 用 性 能 大 大 降低 ， 在热 加 工 过 程 中甚 至 会 造 成 “ 脆 ” 裂． 着 科 学 技 术 的 进 热 断 随 步， 用户 对钢 材质 量 的要求 越来 越高 ， 尤其 对 钢材 的含 硫量 提 出 了更 严格 的要 求 ． 因此 ， 铁水 预处 理
钢铁脱硫之KR定向快速脱硫技术的应用
钢铁脱硫之KR定向快速脱硫技术的应用关键词：脱硫技术脱硫剂脱硫效率山东钢铁股份有限公司济南分公司炼钢厂120t转炉区域配备3座KR 铁水预处理，3座120t的顶底复吹转炉、配有副枪，2台单流直弧型板坯连铸机，2台单流直弧型中薄板连铸机，精炼区配有CAS站、3座LF精炼炉、1座VD精炼炉、1座RH精炼炉等，目前120t转炉区域的工艺装备水平已具备了交通运输、石油化工、重型机械、海洋工程、核电军工等行业用钢的冶炼基础条件。
随着对产品质量要求的不断提升以及降本增效工作不断深入推进，济钢炼钢厂铁水预处理如何在现有条件下，更有效地既满足炼钢工业的快节奏高品质要求，又要满足降成本的需要，发挥更重要更关键的作用，成为一项新的课题。
1、KR定向快速脱硫技术的应用1.1倒罐坑测温取样技术1.1.1提高KR铁水成分预知率铁水采样测温地点由操作室改为倒罐坑，并利用倒罐坑附近风动送样装置送HM样，节省了大量时间，保证在铁水处理前能够按需备料。
如图1所示，采用倒罐坑取样，可节省吊运进站倾翻的环节，约可节省4min的时间。
通过4min的时间，可有效提高成分预知率至98%。
根据铁水成分备料，避免了二次投料。
图1优化取样流程1.1.2优化预报铁水成分为有效利用炼铁铁水成分，对单罐、单包铁水成分由倒罐站负责直接报KR岗位和调度，对不同罐次混包的铁水，根据不同罐次出铁量和铁水硫含量进行计算，第一时间传递至KR岗位。
有效预报铁水成分信息，为KR处理提供指导。
如表1所示，从9月1日当天数据中可以看出，炼铁化验信息与炼钢化验信息差异很小，有很大的参考价值。
表1优化预报铁水成分1.2强流化高压送投料技术受厂房工艺布局的影响，料仓位置距离KR处理位较远，且脱硫剂输送管道不能取直线进入，导致脱硫剂的输送过程中易发生堵料，投料受影响，脱硫效率无法保证。
经过技术改进，在由给料泵至投料管中间的输送管道，每隔5m增加助吹阀1个，提高压送效果，增加运输能力，也解决了堵料的痼疾。
对KR法与喷吹法两种铁水脱硫工艺的探讨 阐述武钢二炼钢厂投产应用多年的铁水搅拌式脱硫
对KR法与喷吹法两种铁水脱硫工艺的探讨阐述武钢二炼钢厂投产应用多年的铁水搅拌式脱硫(KR法)装置的概况,简要介绍了国内几家采用喷吹法的应用情况,对两种铁水脱硫工艺进行了分析。
关键词：KR法喷吹法铁水脱硫工艺铁水脱硫是实现现代化炼钢厂优化生产工艺流程即:铁水预处理——顶底复合吹炼转炉——钢水炉外精炼——全连铸和热送热轧的工艺路线的重要环节。
特别是在钢铁市场面临市场激烈竞争的形势下,用户对产品质量,品种的要求不断提高。
硫作为一种有害元素(特殊要求钢种除外),不仅对最终产品的内在质量和机械性能具有显著的影响,而且也增加转炉冶炼的负担和铸坯产生热裂的危险性。
因此,许多炼钢厂即使生产普通碳素钢,也要求入炉铁的含硫量＜0.020%。
又如德国某厂为我国北海油田酸性输气管生产的36×28.4mm的X65钢板,其平均含硫量为0.0008%(质量百分数,标准差为0.00015%。
这说明了铁水脱硫是生产纯净钢的需要,也是市场和企业发展的需要。
1 武钢二炼钢厂KR铁水脱硫装置概况武钢二炼钢厂KR铁水脱硫装置是70年代从新日铁株式会社引进的搅拌式铁水脱硫装置。
设备总重量为650t(不含铁水罐车及渣罐车),国外引进量为270t,占41.5%,其余为国内配套。
当时投资费用为1152万元,其中KR装置为780.86万元。
KR脱硫装置设计年处理量为47.5t,由于铁水进厂次数限制及运输线路的影响,年处理量较低,1990年实际处理量仅28.62万t。
1991年后,通过双罐脱硫改造及改进生产管理组织工作,使处理量逐年提高,到1998年脱硫处理量达到83.9万t,其它指标如脱硫剂耗量、耐材耗量及能耗等也逐年降低,作为脱硫装置的主要消耗部件——搅拌头的寿命已突破500次,单位铁水脱硫成本降为10.17元/t铁。
今年来,武钢二炼钢厂采用Cao+Mg作脱硫剂进行工业试验,也收到初步成效。
目前在国内,只有武钢二炼钢厂采用KR法进行铁水脱硫。
宣钢KR铁水自动脱硫技术的应用实践
宣钢KR铁水自动脱硫技术的应用实践DOI:10.3969/j.issn.l006-110X.2021.03.004宣钢KR铁水自动脱硫技术的应用实践韩云飞(河钢集团宣化钢铁公司，河北075100)［摘要］为了适应优质钢低含硫量的要求，充分发挥KR铁水脱硫效率，宣钢公司组织了KR铁水自动脱硫技术研发。
本文介绍了KR脱硫的工艺流程和自动控制模型，阐述了自动控制模型的主要功能和实施效果。
铁水自动脱硫控制模型的运行，实现了脱硫操作流程的标准化和KR的精确脱硫,脱硫命中率由85%提高到945%。
同时节约了脱硫处理时间，保障了转炉铁水的供应，缩短了转炉等铁水时间，而工人的劳动强度也随之降低。
［关键词］KR铁水脱硫；自动脱硫技术;精准脱硫;脱硫命中率Application and practice of KR hot metalautomatic desulphurization technology in XuansteelHA#Yun-fei(HBIS Xuanhua Iron and Steel Company,HEBEI075100)Abstract In order to meet the requirements of high quality steel with low sulfur content,fully excavating KR hot metal efficiency of desulfurization,Xuansteel company organized research and development of KR hot metal automatic desulfurization technology.In this paper,the process flow and the automatic control model of KR desulphurization technology are introduced,the main functions and implementation effects of the automatic control model are described.By put into operation of automatic control model for iron water desulfurization,realized the standardization of desulfurization operations process and the KR accurate desulphurization,the desulfurization hit rate has been increased from86.7%to94.2%.At the same time,saved the desulfurization treatment time,guaranteed the hot metal supply of the converter, reduced hot metal waiting time for converter,and the labor intensity of the workers is reduced.Key words KR hot metal desulfurization,automatic desulphurization technology,accurate desulfurization,desulfurization hit rate0引言随着宣化钢铁公司（后称宣钢）转型升级的持续推进，产品的结构发生了较大变化。
KR法铁水脱硫工艺的探讨
KR法铁水脱硫工艺的探讨KR法是一种常用的铁水脱硫工艺，该工艺通过添加钙质和稀释剂来去除铁水中的硫，以达到提高钢的质量要求。
本文将对KR法的原理、应用和优缺点进行探讨。
首先，我们来了解KR法的原理。
KR法主要是通过在铁水中添加适量的钙质来与硫形成CaS生成物，从而实现脱硫的目的。
在该过程中，稀释剂的作用是减少铁水中的硫含量。
具体操作时，先将铁水注入脱硫槽中，再向脱硫槽内注入一定量的钙石灰，并将钙石灰与铁水充分混合，保持一定的时间，使得CaS与其他杂质形成稀溶态，最后再注入稀释剂进行稀释。
通过这一过程，使锻造过程中产生的硫化物含量降低，达到提高钢的质量要求。
第二，我们来探讨KR法的应用。
KR法广泛应用于钢铁行业中，特别是一些高硫含量的铁水处理上。
在高硫含量的铁水中，硫化物会对钢的性能产生负面影响，容易导致钢的脆性增加。
通过使用KR法进行脱硫处理，可以有效地降低硫化物含量，提高钢的质量和性能。
此外，KR法还可以用于冶金行业中其他需要脱硫的工艺，如铝合金的冶炼过程中也可应用KR法进行脱硫处理。
最后，我们来分析KR法的优缺点。
首先，KR法相比于其他脱硫工艺来说，操作简单、易于控制，适用范围广，可以处理不同硫含量的铁水。
其次，在脱硫过程中，可以不必增加额外的顶吹氧气设备，减少了设备投资成本。
此外，KR法对钙石灰或者其他脱硫剂的要求较低，也减少了原料成本。
然而，KR法也有一些缺点，比如脱硫效率较低，需要较长时间保持混合反应，运行成本相对较高。
综上所述，KR法是一种有效的铁水脱硫工艺，通过添加钙质和稀释剂来去除铁水中的硫，提高钢的质量和性能。
尽管存在一些缺点，但KR 法由于其简单易控制的特点，在钢铁行业及冶金行业中得到了广泛应用，并取得了良好的效果。
随着技术的发展，相信KR法在铁水脱硫领域将会有更大的应用前景。
武钢二炼钢KR铁水脱硫生产实践
武钢二炼钢KR铁水脱硫生产实践铁水脱硫处理是钢铁联合企业通常用以提高产品质量、开发生产高附加值产品的重要技术手段。
随着连铸技术的迅速发展和市场对钢质量要求的日益苛刻,促使铁水脱硫技术不断发展和日臻完善。
目前,以KR法为代表的机械搅拌脱硫法和喷吹脱硫法,作为两种主要的铁水脱硫手段,在我国一些转炉炼钢厂得到广泛地应用。
本文介绍武汉钢铁(集团)公司第二炼钢厂(以下简称武钢二炼钢)KR铁水脱硫技术的最新应用情况及其在国内的推广应用简况。
1KR脱硫生产概况武钢二炼钢第一台KR铁水脱硫装置是1979年从新日铁引进的。
其设计脱硫能力为47.5～53. 5万t/ a ,主要用于硅钢生产,后经过技术改造和不断的技术进步,使铁水脱硫生产水平较原设计能力大幅提高,2000年处理铁水量达93. 4万t,比原设计能力提高了86%以上.尽管如此,经其脱硫处理的铁水量,仍仅占全厂实际消耗铁水量的41. 82 %.远远满足不了优质品种钢生产的要求。
由于武钢二炼钢承担了大量高难度品种钢和新试品种钢的生产任务,为了满足生产的需要,1999年武钢决定扩大二炼钢的铁水脱硫处理能力,在全面比较分析了喷吹式和搅拌式脱硫工艺优缺点的基础上,决定仍采用KR脱硫工艺。
2000年11月23日,由国内设计的我国第一台140万t/ a KR脱硫“一搅双扒”装置(2号KR脱硫处理站)建成投产.加上原有1号KR脱硫站90万t/ a的处理能力,全厂铁水脱硫处理能力达到230万t/ a,具备了铁水全脱硫处理的能力。
根据不同品种钢的生产要求,采用“深脱”和“浅脱”两种铁水脱硫处理方式。
“深脱”将铁水硫脱至w(S)≤0.003 %,用于超低硫钢种的生产;“浅脱”将铁水硫脱至w(S)≤0.015 %,用于一般品种钢的生产。
KR铁水脱硫设备主要由扒渣机、搅拌器和脱硫剂储存和输送系统3个主要部分组成.武钢二炼钢KR脱硫设备的主要参数如下。
扒渣机前后行程 3～5m(最大6m)行进速度 0.5～1.5 m/s上下行程 900mm(最大1000mm)旋转角度士12. 5。
KR深脱硫技术的研究
KR深脱硫技术的研究1前言一般来说，硫在钢中是一种有害元素。
硫在钢中的存在对钢的成形性、抗拉强度、抗腐蚀性、抗裂纹性和疲劳性等有着很大的影响，随着科学技术的迅速发展，对钢的性能要求更高，降低钢中P、S等有害元素，提高钢水纯净度是炼钢行业多年来一直研究的课题。
目前武钢炼钢总厂二分厂生产的钢种较多。
下图1为兑入转炉的铁水[S]含量的分布情况，可以看出，钢种对入炉铁水[S]的要求大部分集中在0.001%-0.005%之间，而且要求在0.001%以下的比重较大。
图1 钢种对入转炉铁水[S]要求分布图从转炉脱硫效率来看，转炉脱硫最大能力在40%左右，而且当入炉铁水[S]≤0.020%时，转炉脱硫能力逐步下降，在[S]≤0.001%已无脱硫能力（见图2），相反，有散状料、转炉操作等多种因素会导致“返硫”。
从经济成本来看，同样脱1㎏硫，转炉脱硫成本是铁水脱硫的16.9倍。
因此把脱硫任务让转炉去完成，既不符合实际，也不经济。
图2 转炉脱硫能力图把钢水连铸成坯的过程中，含硫量越高，典型拉速降低，内裂等废品增加，与典型拉速相比较，钢水含S量越高，需降速幅度越大，降低硫含量有利于连铸生产和产品质量。
从上述情况可以看到，铁水炉外处理深脱硫技术的开发与应用，是适应市场需求的必然趋势，也是降低脱硫成本，促进钢铁生产发展的迫切要求。
2制约深脱硫的要因分析存在的难点因素，如高炉渣及脱硫后渣、铁水[S]、脱硫剂的粉化和加入时间、方向、搅拌头的插入深度及如何防止铁水返硫等进行了整合分析，形成下图3。
图3 影响脱硫效率因素3深脱硫技术探讨与应用根据上述整合结果，结合生产实际，对各影响因素进行了探讨分析，并提出了解决办法。
分类简述如下。
3.1渣控技术3.1.1高炉渣CaO脱硫反应也像CaC2一样是固—液反应，但是CaO脱硫反应产物中有游离氧，它容易与铁水中的硅发生反应：2（CaO）+[s]+1/2[Si]=（CaOS）+1/2（Ca2SiO4），其产物Ca2SiO4是高熔点物质，它容易在石灰表面形成很薄而致密的“包裹层”，阻碍着脱硫反应和脱硫速度。
钒钛铁水KR 脱硫控制渣铁不分工艺实践
92Metallurgical smelting冶金冶炼钒钛铁水KR 脱硫控制渣铁不分工艺实践李志丹，牟小海，陈 刚，杨宗波（成渝钒钛科技有限公司炼钢厂，四川 内江 642469）摘 要：成渝钒钛科技有限公司炼钢厂，采用钒铁铁水进行冶炼，由于高炉钒钛矿冶炼的特殊性，铁水条件不稳定，高硫低温铁水频次多，在炼钢进行KR 脱硫时，常造成渣铁分离差，严重影响生产，预处理铁损增加。
钒钛科技炼钢厂通过对KR 脱硫工艺的优化调整，有效控制低温高硫铁水KR 脱硫渣铁不分的产生。
关键词：提钒；脱硫中图分类号：TF713.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）13-0092-2收稿日期：2020-07作者简介：李志丹，男，生于1979年，汉族，辽宁铁岭人，本科，助理工程师，研究方向：钢铁冶金。
钒钛科技一炼钢，采用小高炉钒铁铁水冶炼，铁水硫含量高、温度低，且波动大，KR 脱硫搅拌过程中，脱硫剂用量大、温降大。
易造成渣铁分离效果差，严重时产生渣铁不分，铁损大，后续提钒炼钢过程中将导致钒渣CaO 含量增加，钢水回硫，对生产、质量以及成本带来较大的影响。
1 生产现状（1）生产工艺。
高炉来铁→捞前渣→搅拌→捞后渣→提钒。
（2）钒铁科技一炼钢铁水条件。
表1 钒钛科技炼钢厂铁水条件项目Si （%）C （%）P （%）S （%）T （℃）条件0.2～0.43.5～3.90.09～0.120.09～0.151150～13502 KR脱硫产生渣铁不分的机理低温高硫钒铁铁水，过热度低，脱硫效率差，为保证脱硫效果，不得不加大脱硫剂用量，大量的脱硫剂在低温环境下，扩散脱硫反应困难，渣铁分离差。
且炉渣中含有一定的TiO 2，降低了炉渣的流动性，更进一步加剧了渣铁不分的产生。
2.1 钒、钛含量对脱硫的影响含钒铁铁水黏度、熔化性温度及凝固点随铁水中V、Ti 含量的增加而增加。
钒铁铁水的这些特点，在一定程度上恶化了脱硫反应动力学条件。
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低（ 651℃ 和 1107℃ ） ，爆炸式反应造成喷溅，同时价 格和成本高。CaO 资源广、价格低、易加工，生成固 体渣，扒渣方便，但单耗高，渣量大，处理周期长。
CaC2 具 有 很 强 的 脱 硫 能 力，在 铁 水 中 反 应 为［2］：
［Abstract］ Vanadium-Titanium bearing hot metal has the characteristics of low physical heat，lack of reduction Atmosphere，poor liquidity and difficult slag － iron Separation，and these features are not helpful for application of KR desulphurization． By optimizing the KR desulfurization parameters，phosphorus reversal of hot metal was controlled effectively，the rate of desulfurization was improved，and the iron loss was reduced． At the same time reduced the cost of production，and achieved considerable economic benefits． ［Key words］ KR，desulphurization，vanadium-titanium bearing hot metal
表5
历年 KR 法脱硫主要指标对比
指标
单位 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 2010 年
预处理率 % 57． 62 79． 09 91． 25 98． 09 99． 76
脱硫率
% 33． 19 70． 00 91． 18 96． 13 90． 12★
脱硫剂单耗 kg / t 铁 8． 78 8． 37 8． 16 8． 07 7． 90
CaC2 +［S］= CaS + 2［C］ △G1Θ = － 359 245 + 109. 45T j / mol 在温度高和 S 含量高时，CaC2 有较高的脱硫速 率，硫在较短时间能降到一定水平； 生成的 CaS 熔点 高（ 24500 C） ，形成疏松状固体渣便于扒渣及减少回 硫。生成的 C 可弥补铁水 C 低的缺陷； CaC2 脱硫属 放热反应，可降低温损。 因此，选用主要成分为 CaO∶ CaC2 ∶ CaF2 = 5∶ 4∶ 1 的复合脱硫剂，能够满足含钒钛铁水 KR 脱硫的工 艺要求。历年 KR 脱硫主要指标如表 5，脱硫剂对铁 水 S 含量的适应性如表 6。
搅拌形成漩涡对脱硫剂的卷入量和卷入深度有 很大关系。搅拌头旋转后，在离心力作用下，液体表 面中心形成抛物面状的漩涡。漩涡深度随着搅拌头 转速以及浸入深度变化。在浸入深度一定的情况 下，液面漩涡深度随着转速的提高而不断增大； 在转 速一定的情况下，漩涡深度随着浸入深度的减小而 加深。加大漩涡深度有利于增大液体表面脱硫剂的 卷入深度和传质速度。但是，漩涡深度越大，铁水罐 的有效容积比率越小，包壁周围的铁水液面就越高， 铁水容易溢出。
APPLICATION OF KR DESULPHURIZATION IN VANADIUM-TITANIUM BEARING HOT METAL
Zhao Xilin
（ New Steelmaking Works of Panzhihua Iron and Steel Group Corp． ，Xichuang，Sichuan 615012，China）
0． 035 0． 020 ～ 0． 050
攀钢含钒
新钢业含
钛铁水
钒钛铁水
0． 063
0． 085
0． 038 ～ 0． 139 0． 014 ～ 0． 267
收稿日期： 2011 － 02 － 10 作者简介： 赵希林，男，工程师，从事炼钢工艺技术与生产管理工作。
第3 期
Sichuan Metallurgy
4． 2 优化 KR 脱硫参数 KR 脱硫的关键参数在搅拌头，合适的搅拌头
转速、插入 深 度 及 加 料 时 间，是 强 化 脱 硫 的 关 键 参 数。在 KR 搅拌脱硫过程中，脱硫剂与铁水的接触 时间，接触面积和接触概率是实现强化脱硫反应的 关键手段之一。优化扒渣操作可有效控制脱硫后铁 水的回硫量。 4． 2． 1 搅拌三阶段
【摘 要】 含钒钛铁水具有物理热低、还原性气氛不足、流动性差、渣铁不易分离的特点，不利于应用 KR 脱 硫。通过优化 KR 脱硫参数，有效控制了铁水回硫量，提高了脱硫率，降低了铁损，在完全满足提钒炼钢生产的同时 有效降低了生产成本，取得了可观的经济效益。
【关键词】 KR 法 脱硫 含钒钛铁水 【中图分类号】 TF704. 3 【文献标识码】 B
1 前言
攀钢集团西昌新钢业有限公司（ 以下简称攀钢 新钢业） 是使用含钒钛矿石炼铁并进行提钒炼钢的 厂家之一，自 2002 年投产以来，含钒钛铁水［S］含 量高且一直波动较大，温度低且波动大导致半钢冶 炼渣量大，钢铁料消耗高。攀钢新钢业炼钢厂新建 KR 脱硫站，针对含钒钛铁水特点优化 KR 脱硫参 数，有效解决了含钒钛铁水脱硫困难及回硫量大的 问题，创造了可观的经济效益。
含钒钛铁水不同 S 含量脱硫率对比
0． 070 ～ 0． 080 0． 074 0． 004 94． 59
0． 120 ～ 0． 130 0． 123 0． 003 97． 56
0． 080 ～ 0． 090 0． 087 0． 002 97． 70
0． 130 ～ 0． 140 0． 135 0． 010 92． 96
图 6 优化后温度、厚度对应图
0． 090 ～ 0． 100 0． 095 0． 002 97． 89
0． 140 ～ 0． 150 0． 148 0． 004 97． 30
0． 100 ～ 0． 110 0． 105 0． 003 97． 14 ≥0． 150 0． 180 0． 003 98． 33
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四川冶金
第 33 卷
搅拌过程可分为三阶段： 1） 开始启动阶段： 搅 拌不充分，搅拌头的旋转使得铁水沿叶片端高速排 出，并在近壁区与壁面发生作用，流体被分为上下两 股。2） 加速旋转未达到正常转速前： 铁水动能不断 增加，轴向的环流不断向顶部和底部延伸，轴向环流 半径增大，同时，由于搅拌头的带动，铁水旋转流矢 量逐渐增大。3） 正常转速阶段： 搅拌充分，液面漩 涡形成，径向旋转流和轴向环流充分耦合，使脱硫剂 在轴向和径向充分混合。 4． 2． 2 搅拌的特点
第 33 卷 第 3 期 2011 年 6 月
四川冶金 Sichuan Metallurgy
文章编号： 1001—5108（ 2011） 03—0012—03
Vol． 33 No． 3 Jun． ，2011
KR 脱硫在含钒钛铁水中的应用
赵希林
（ 攀钢集团西昌新钢业有限公司炼钢厂，四川 西昌 615012）
不易分离，脱硫铁水回硫量较大（ 随机抽取 100 炉 进行统计，结果如表 3） 。
3 含钒钛铁水 KR 脱硫问题分析
3． 1 脱硫的热力学条件差 导致含钒钛铁水脱硫率较低的因素有： 铁水温
度低（ 见图 1） ，脱硫率低； 同时低温导致脱硫渣与铁 水
原始 S% 0． 077
脱硫后 S /% 0． 014
含钒钛铁水脱硫渣上浮困难，导致脱硫后铁水 回硫。曾经对扒净渣的铁水采用过静置，观察到脱 硫渣还在上浮，对于低温铁水尤其明显。因此在扒 渣操作时采取： 1） 底吹氮： 在铁水罐底部靠扒渣倾
翻侧增加底吹氮气装置，可加快铁水内脱硫产物上 浮的速度，增加上浮几率，使铁水更洁净。同时，底 吹氮上浮力将铁水液面的脱硫渣向扒渣倾翻方向驱 赶，可改善扒净效果（ 见图 2） ，降低扒渣铁损（ 见表 7） 。2） 严格控制扒渣时间： 在不明显增加温损的情 况下适当延长扒渣时间能降低回硫量增。扒渣时间 6 ～ 12 min 试验的回硫量对比得出，扒渣时间 10 min 时回硫量最小（ 见表 8） 。
备注： 2010 年脱硫后 S 及脱硫率均较 2009 年有下降，这是为降低成
本将电石配比大幅降低导致的。
表6
项目 铁水原始 S
脱硫后 S 脱硫率
项目 铁水原始 S
脱硫后 S 脱硫率
单位 % % %
单位 % % %
0． 060 ～ 0． 070 0． 065 0． 002 97． 31
0． 110 ～ 0． 120 0． 115 0． 002 98． 26
扒渣时间 / min
8
10
0． 003
0． 003
0． 029
0． 026
0． 026ຫໍສະໝຸດ 0． 0230． 018
0． 018
0． 008
0． 005
12 0． 002 0． 030 0． 028 0． 021 0． 007
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第3 期
Sichuan Metallurgy
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图 5 优化前温度、厚度对应图
4 KR 脱硫工艺参数优化
4． 1 脱硫剂选择 4． 1． 1 脱硫剂选择的原则
适宜含钒钛铁水 KR 脱硫的脱硫剂要适当添加 还原剂以弥补铁水还原性气氛不足，应具有脱硫能 力强、效率高、单耗低，对温度和成分的适应范围广， 脱硫反应时不降温或少降温的特点。同时成渣后要 能够有利于渣铁分离，降低扒渣铁损。 4． 1． 2 脱硫剂特点及选择
图 2 底吹氮气对扒渣效果的改善
表7
指标 脱硫铁损 /%