脱硫剂与钢厂实例

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：

1)在高碳系铁水中，CaC2分解出的Ca离子与铁水中的硫有极强的亲和力。因此CaC2

有很强的脱硫能力，在一定的铁水条件下，用CaC2脱硫，脱硫反应的平衡常数可达6.9×105，反应达到平衡时，铁水中硫含量可达4.9×10-7。

2)用CaC2脱硫，其脱硫反应是放热反应，有利于减少铁水的温降。

3)脱硫产物CaS，其熔点24500C，因此脱硫后，在铁水面上形成疏松的固体渣，有利于防止回硫，且对混铁车内衬浸蚀较轻，扒渣作业方便。

4)由于电石粉脱硫能力强，故用量少，渣量也较少。

5)电石粉易吸潮，吸潮时产生如下反应:

CaC2+H2O=CaO+C2H2

CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2

这个反应会大大降低电石的脱硫能力，而且放出的C2H2是属易爆气体，因此在运输和保存电石粉时要采用氮气密封，储料罐必须安装乙炔检测等安全装置，以防爆炸等事故。

6)用电石粉脱硫生成的碳除饱和溶解于铁水外，其余以石墨态析出，喷吹过程中随喷吹气体有少量的电石粉带出，同时还有少量的C2H2产生，这些都会对环境产生污染，故必须有除尘设备。

2.石灰粉脱硫

石灰脱硫的反应式为：

用脱硫有如下特点：

1)在高C和一定含硅量的铁水中，有较强的脱硫能力，在1350℃时，用脱

硫，反应达平衡时，铁水中硫含量可达，比的脱硫能力要弱得多。

2)脱硫渣为固体渣，扒渣方便，对铁水缶、混铁车侵蚀较小，但用量较大，故形成的渣量也大，铁损也较高，铁水温降也较大。

3)石灰粉资源广、价格低、易加工，使用安全。

4)石灰粉流动性差、在输送中易堵塞、在料罐中也可能会“架桥”而堵料，且石灰易吸潮，

吸潮后其流动性大大恶化，吸潮后会生成，不仅影响脱硫效果，而且会污染环境，因此，石灰的加工运输和贮存都要在干燥条件下进行，一般也采用氮气密封和输送。

3.用Mg粉脱硫

用Mg粉脱硫，其反应式为：

镁粉脱硫有如下特点：

1)Mg有很强的铁水脱硫能力，13500C时，用Mg粉脱硫，反应的平衡常数为3.17×105，反应达到平衡时，铁水中含硫量可达l.6×10-7，大大高于Ca0的脱硫能力。

2)Mg的沸点为ll070C，Mg加入铁水后，变成Mg蒸气，形成气泡，使Mg的脱硫反应在气液相界面上进行，另外由于金属Mg变成Mg蒸气．使得反应区附近的流体搅拌良好，大大增强Mg的脱硫效果。

3)Mg在铁水中有一定的溶解度，铁水经过Mg饱和后能防止回硫，这部份饱和的Mg在铁水处理后的运送过程中仍能起到脱硫作用。

4)由于Mg进入铁水后就会气化，反应非常强烈，因此一般不使用纯Mg，而与其他材料混合一起喷入，目前多与Ca0一起混合后作成混合脱硫剂。

5)Mg的价格昂贵，但因Mg混合脱硫剂只要配比合适，也会使其用量少，而且铁水温降小，渣量少，铁损也少等特点，其综合成本也不一定高，而且由于用量少，处理周期也短，对高节奏的转炉也是有利的，因此Mg脱硫剂已越来越多被采用。

其他脱硫剂，像石灰石（CaCO3）因脱硫效果差而且铁水温降太大，而像苏打（Na2CO3）由于资源短缺，而且脱硫产物呈液态对罐衬侵蚀严重，降温也大，因此这些在铁水脱硫生产中已较少采用。

三、脱硫生产指标

对一种脱硫工艺方法或脱硫剂的脱硫效果的评定，目前还没有一个统一的、全面的指标来反映，但在实际生产中仍可根据以下指标来评价其脱硫效果。

1.脱硫效率()

式中：——处理前铁水原始含硫量，％

——处理后铁水成品含硫量，％

此值反映脱硫工艺对铁水脱硫的直接影响，是工艺操作中很重要的工艺参数，值较大，说明此工艺的脱硫效果越好，当然值的大小与原始含硫量有关，如脱硫前原始硫很高，即使值较大，也不能说明成品硫就很低。此外由于公式中无脱硫剂的使用量，因此该公式并未反映出脱硫剂的脱硫效果。

2.脱硫剂效率(Ks)

式中：w—脱硫剂的消耗量，kg/t铁

假设在脱硫反应过程中，脱硫剂的效率不变，则：

脱硫剂效率Ks的意义是单位脱硫剂的脱硫量，此值虽不能准确地描述脱硫剂的脱硫能力，但在生产操作中有实际意义。当掌握了一定工艺条件下的经验脱硫数据后，就可以根据要求的脱硫量控制加入脱硫剂的数量。

3.脱硫剂的反应率ηM

脱硫剂加入铁水后，并非全部脱硫剂都参与了脱硫反应而起到了脱硫作用，为比较脱

硫工艺中脱硫剂参与脱硫反应的程度，可用脱硫剂的理论消耗量和实际消耗量的比值来表示脱硫剂的反应率

式中：——脱硫剂的理论消耗量，kg/t铁

——脱硫剂的实际消耗量，kg/t铁

例如：用电石粉的脱硫剂的反应率

式中：64—的分子量

32 — S的分子量

—电石粉的单耗，kg/t铁

—电石粉中的含量，％

一般来说脱硫剂的反应率都不高，电石粉的反应率为20～40％，而石灰粉的反应率仅5～10％。

4.脱硫分配比

脱硫的产物必须进入渣中，从而使钢中的硫减少，其反应式简化为：。

炉渣的脱硫能力，通常用硫在渣—铁中的分配比的大小来表示，=（S）/[S]式中：

—硫在渣—铁中分配比

(S)—渣中硫的含量，％

[S]—铁中硫的含量，％

值越大，说明炉渣的脱硫能力越强，一般而言，象高炉渣由于FeO低，可达100，电炉还原期可达30～50，而转炉渣仅为5～10。

第三节常用脱硫方法及其操作

一、铁水罐搅拌法脱硫(KR法)

搅拌法是铁水脱硫技术的重要进展，它放弃了传动的容器运动方式，通过搅动来使液体金属与脱硫剂混合接触达到脱硫目的。

搅拌法分为两种形式即莱茵法和KR法。