常用的几种铁水脱硫工艺的介绍和比较

４ 三种铁水脱硫工艺源自文库成本比较
４ ． １ 建设 成本 比较 ４ ． １ ． １ Ｋ Ｒ法 目前 Ｋ Ｒ 法设 备 的主要 问题 是设备 比 较 庞大 ，设备总 重人 ，设备 总高达 到 ２ １ 米 左右 ， 此 需要厂 房高度 相应 高大 ，占地面
提高脱硫率， 必须延长处理时间并且在脱硫 处理 前后都 需要扒渣 ， 这样总 的 处理时 间～
８ Ｏ ％ ～９ ５ ％【 ¨
。
该 法起 源 于 日本 新 日铁 ， 日本 绝 大多数 钢 铁企 业采 用机 械搅 拌法 脱硫 。 而 欧美 等 国 （ １ ）可 以使铁 水 硫 含 量 降低 到 极 低 含 【 大 １ 为他们 的复 合喷 吹法 应用 的 量， 有 利于转 炉 冶炼 品种钢 、 优 质钢 和纯 净 应 用 的较 少 ， 我 国武铡 是最 早 引 钢 ，实现钢铁 产 品 的升 级换 代 ，生产 出具 有 已经 比较 早和 比较 广泛 。 进 机 械搅 拌法 的 ，到现 在 已生产 ２ ０多年 ， 高 附加值 的优质 钢材 。 生产技 术 （ ２ ）能保 证转 炉炼 钢 吃精 料 ，节 约炼 在消 化 引进技 术 的基础 上有 创新 ， 水 平 和技 术 经 济 指标 均 较 原 设计 有 一 定 提 钢 原材料 消耗 ，降低 炼钢 的 生产成 本 ， 提 高 高。 生产 率。 但 是 该 法 在 我 国前 十 几 年 没有 得 到 更 （ ３ ）提 高高 炉 生产 能力 ，减 轻高 炉脱 只有 硫 负担 ， 由于 高炉Ｔ 序几 乎不 考虑 产 品硫 含 多的应 用 ，到几 年前全 国还不 到十套 ， 如 武钢 、济 铡 、兴 澄特钢 、川威 、 昆铡 等。 景 ，这 样可 降低 高 炉渣碱 度 ，减 少渣 量 ，减 轻碱 金属 的危 害，有利 于冶 炼低 硅铁 水 ，使 主 要 原 因是 该 方法 使 用 的 设备 比较 复 杂 和 需 要解 决合格 高炉 操作 稳定 、顺 行 、降低焦 比和 能耗 ，使 庞 大 ，需要 更高 的厂 房建筑 ， 高 炉 降低 焦炭 消耗 ２ ３ － － ４ ５ ｋ ｇ ／ ｔ ，增 加铁 水产 的脱硫 剂 石灰 供给 问题 ，一次投 资较 大 ，而 喷 吹法 当时 的发展 条件 优于 搅拌法 。 但 是最 罩 ５ ￣ ／ ｏ ￣ １ ０ ％。 Ｆ颗粒 镁 的价格 上升很 快 （ 原 ～ （ ４ ）可 有效 地提 高铁 、钢 、材 系 统 的 近 两年 ，由 １ ７ ０ ０ ０元 ／ ｔ升 到最 高时候 ￣３ ６ ０ ０ ０ — ４ ０ ０ ０ ０冗 综 合经 济效 益 。 硫 是 决 定连铸 坯质 量 的关键 ／ ｔ ） ， 使得 单喷 颗粒 镁脱硫 的生产成 本大 为增 素 ，铁水脱硫 是 目前 实现 全连铸 、 近 终 形 稳 定 的 连铸、 连 铸连 轧和热 装热 送 新工 艺 的最可 靠 加 。同时更 多 的企业 要求全 量脱硫 ， 实现 中 、 深 度脱 硫 ， 搅 拌法 逐渐 显示 了其 优 技 术保障 。 势， 所 以全 国 陆续上机 械搅 拌法 的企 业 已经 ２ 目前 国内几 种主 要铁 水脱硫 增 加 较快 。 技 术 ２ ． ２ 单 吹颗 粒镁 工艺 单 吹 颗 粒 镁 工艺 是 指 只 利用 一 套 储 料 ２ ． １ Ｋ Ｒ法 通 过 强制给 料 电机 和 喷吹氮 气 Ｋ Ｒ法 是 以一种 外衬 耐火 材料 的搅 拌器 罐 和喷 吹罐 ， 压 力 将 颗 粒镁 经 带 气 化 室 的喷 枪 喷 入铁 水 浸 入 铁 水罐 内 ，利 用搅 拌 器 在 铁 水 中旋 转 中， 金属镁 的熔 点为 ６ ５ ｌ ℃， 沸点 为 １ １ ０ ０ ℃，
Ｍｇ Ｓ ， 反应 生成 的硫 化镁 在铁水 温度 下早 同 态 ，浸 入渣 ｑ Ｊ 。脱硫率 为 ８ ０ ％－ － ￣ ９ ０ ％ Ｊ 。 最 初是 ２ ０ ０ ０年 武铡 从 鸟克 兰 引进 的 Ｉ 艺技术 装备 ，由 Ｊ 。 匕具有 一系 列的优 势 ， 在 我国应用 得到 迅速发展 。 目前 国内 已经 开 发 出具有 自主 知识 产 权 的铁水 单喷 颗 粒镁 脱 硫 的 Ｉ 艺和成 套装备 。 该项 技术 在我 国 已经 得 到 了相 当广泛 的应用 ，设 备达 到近 百 台 套。 ２ ． ３ 复合 喷吹工 艺 复 合 喷吹 。 １ 艺 是指 对 分别 装 有 流态 化 石灰 、镁粉 的两个料 罐及两 个喷 吹罐 ， 配 以 合适 孔板 直径及氮 气 力参数 ， 按 一 定 比例 将 石灰和 镁粉在 喷吹管道 中混 合 ， 再经 喷枪 进 入铁 水 中 ，利 用镁 气化 溶 入铁 水 中与 【 Ｓ 】 反应 ，生成 Ｍｇ Ｓ ，经扒渣 去 除 ，达 到铁 水 脱硫 的 目的 。脱硫 率为 ８ ０ ％， － ￣ ９ ０ ％Ｌ ３ ｊ 。 此项 技 术土 要 从 欧洲 的 霍 高文 和 美 国 的Ｅ Ｓ Ｍ 引进 的，应 用在宝钢 、本钢 、马钢 、 南钢 等企业 。
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由Ｊ 高温 下 Ｍｇ利 Ｓ有很强 的亲 ｆ 力， 镁和 硫 反应 的热力 学条什和 动力学 条 ｌ ： 很好 。 镁 的脱硫机 理分 步进行 ， 先金 属镁气 化 并 溶 入铁水 ，然后 ，铁水 中的 Ｍｇ和 气态 Ｍｇ 都 能与铁 水 中 Ｓ 迅 速反应 生成 同态硫 化镁
常用 的几种铁水脱硫工 艺 的介绍和 比较
付继 刚 郑文林
摘 要 ：介绍 了 目前 国 内几 种土 要铁 水 脱硫技 术 ；分 析 了不 Ｉ 司铁 水脱硫 Ｉ 艺的特 点 ，并对 建设 成本和 生产 成本进 行 了 比较 ；提 出 了脱硫 ． １ 艺 的选择 思路 。 关键 词 ：Ｋ Ｒ法 ：单吹颗 粒镁 ；复合 喷吹 ；铁 水脱硫 ； 比较
ｌ 前言
由于社会 发展 和经济 建 设 的需要 ， 用户 对 钢材 质量 的要求 越来越 高 ， 钢 材 需具 有高 强度 、 良好 的低温 韧 性和冷 成 型性 能及 焊接 性 能 ，为达到这 一 目的 ，降低 钢 中夹杂特 别 是 降低 钢 中硫 的含 量 是提 高 钢材 综 合性 能 的有效 途径 。 铁 水脱 硫作 为钢 铁 生产 的一道 序 ，其优 势主 要在 以下 方面…：
般在 ３ ５分钟或 以上 ， 使得 湍 降达 ３ ０ ￣４ ５ ℃， 又Ｉ 大 ｊ 为石灰熔 点高 ，脱硫 反 应是吸 热反应 ， 这 些 就 要 求 所 处 理 的 铁 水 温 度 要 求 在 ｌ ３ ５ ０ ℃以上 ，１ ３ ０ ０ ℃ 以下处理 比较 困难 。另 外 ＫＲ法 对脱硫 剂石灰 的要求 比较 严格 ， 刈 ‘ 以用钝化 石灰 ，但 生产成 本高 、投 资人 ；或 者用活 性石灰 ， 但 要求 生产石灰 时 间 １ 用Ｊ ： 处理铁水 之 间隔不人 Ｊ 一天 。 ３ ． ２ 单 吹颗粒镁 工艺 单 吹颗粒镁 Ｊ 艺处 理过 程铁水 温降 小， 渣 量少 ， 较 高 的脱硫 率 而且处理 时 间短，总 的处理 时间一般 小 ｊ ２ ８ ￣３ ０分钟 ，有利于 铁 水 脱硫 设 施 与转 炉 一对 一 匹配 生 产 。但 是， 这种 艺的 喷枪寿命 较低 ，维修 比较 麻 烦， 喷枪 系统设 备较为 复杂 ， 需 要两 支喷枪 实现在线 横移快速 换枪 。由于渣 量 少，并且 渣 较稀 ， 扒渣 操作较 为 困难 ， 不 容易快速 扒 掉 脱硫渣 ，易造成 回硫 。 特 别是 人批量 生产 超 低硫钢 时 ，同硫 问题 会十 分严重 。另外 ， 颗 粒镁 的价格现在 上升 的很快 ， 许 多企业 对 其 成本 的增加难 以接受 ， 严 重影 响 了对此 种 脱硫 方式 的选择及 应用 。 ３ ． ３ 复合 喷吹工 艺 复合 喷 吹 Ｉ ： 艺可 以使用 不 同的镁 和 灰 的配 比，也可 以单 独喷 吹石灰 ， 可 以最 人 限度 地利用最 适合 自身条 件 的脱硫 粉剂 ， 灵 活选 用 ， 以发挥 其在 脱硫 中的效果 和成本最 低 ，温 降小 ，处理 时间短 ，产生 的渣 子容 易 扒 除，不 易产生 同硫现 象 。但 是，其 动力学 条件 不如搅拌 法 ， 粉剂 重复 利用率 低 ， 特别 是用 石灰基脱硫 剂 的时候 更是如 此 ， Ｉ 大 １ 为石 灰与铁水 中硫 反应速度 较慢 ， 且石灰 表面有 生成物 薄膜 ，［ 大 Ｊ 此 单耗 人 。另外 ，石 灰基和 混合脱硫 剂对温 度 的要求较 敏感 ， 一 般应 当 在 ｌ ３ ５ ０ ℃ 以上较 好 ， １ ３ ０ ０ ℃ 以下会影 响其 脱硫率 。
（ １ ５ ０ ～ ３ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ）搅拌铁 水 ，使铁 水 产生漩 涡， 在铁 水 液面 中央 部分产 生一 个涡 流下 陷 坑， 同时加 入脱硫 剂 使其在 下 陷坑 中被卷入 铁水 内部进行 脱硫 反应 ， 从而达 到铁 水脱硫 的 目的。 它 具有 脱硫 效率 高 、 脱硫 剂 耗量 少 、 金属 损 耗低 等优 点 。 此法 Ｃ ａ Ｃ ２用量 ２ － ３ ｋ ｇ ／ ｔ 或 苏打 粉 ８ ｋ ，处理 １ ０ ｍｉ ｎ ，脱 硫 率为
３ 三种铁水脱硫工艺 的特 点
３ ． １ Ｋ Ｒ法
搅 拌 法 最主 要 的特 性 和优 越 性 是 当搅
拌 器 不停止 的搅拌 ， 脱硫 剂就一 直在 铁水 内 参 与铁 水脱硫 反应 ， 能最 人 限度 的发挥粉 剂 脱硫 作 用，脱硫剂 能够充 分利用 ，由于动 力 学 条件 好 ， 对下人批 量铁水 的脱硫 处理 很有 利 ，可实现 中、深度 脱硫 ， 比如 终 点硫 『 Ｓ １ ＝Ｏ ． ０ ０ ５ ％ｔ０ ． ０ ０ １ ％， 脱硫 率 可 以达 到 ８ ０ ＂ － － ９ ０ ％或更 高且稳 定 。ＫＲ法 可使用 廉价 且供 戍广 泛 的石灰粉基 脱硫剂 ，脱硫 成本 较低 。 另 外 由 于不用 气 体 做为 载 体 向铁 水深 处 喷 吹 ，Ｉ 大 】 此铁 水罐 中只要有一 定 的净 空 高，不 会发 生人 的飞溅 ，冈而 处理 中的铁损 少 。 但是 ，为 了充 分发挥石 灰 的脱硫 作用 ，
４ ． １ ＿ ３ 复 合喷 吹 Ｉ ： 艺
复合 喷 吹Ｉ 艺 由一 套 喷 吹 石 灰 基脱 硫 剂 系统和 一套 喷吹镁粉 系统 组成 的， 包 括上 料 、供 气输送 、电控 和仪表 检测 系统 等 ，所 以它 的设 备 量 比单 喷 颗 粒镁 要 多 一 套上 述
系 统 ，其 它 比如扒渣 机 、７ Ｆ 辆 、排烟 除尘等 只 需要 一套 。 ４ ． ２ 生产 成 本 比较 影 响铁 水 脱 硫 ： Ｊ 艺生产 成 本 土 要 是脱 硫 剂 的消 耗 ， 另 外铁水 温 降 、 铁损 以及 喷枪 或搅拌 头 消耗 也是 重要 【 大 １ 素。 ４ ． ２ ． １ 脱硫 剂 的消 耗 ＫＲ法Ｕ 使用 活性 石灰 ，复合喷 吹 Ｉ 艺 主要 原料 为钝 化石 灰利钝 化 镁粉 ， 单 吹颗 粒 镁 Ｌ 艺主 要原材 料 为颗粒 镁 ， 主 要技 术指 标 见表 ｌ Ｉ ４ ］ 。
积 也 比较 人 ，增加 了基 建投 资和 设备投 资 。 ４ ． １ ． ２ 单 喷颗粒镁 ． Ｉ 艺 单喷 颗 粒 镁 艺需 要 一套 粉 料 的上 料 系统 、喷吹 系统 、供气 系统 、电控 仪表 检测 系统 等 ，＝ ＝ ｊ ｆ ： 且镁粒 的储 仓只 需 ４立方 ，它所 占的面积 和空 间是各种 处理 方法 中最 小 的， 设备 相对 简单汞１ 总量 少 。