鞍钢铁水脱硫扒渣发展综述

第15卷第11期

2005年11月

中国冶金 China Metallurgy

Vol.15,No.11 Nov.2005

作者简介:马传凯(19612),男,大学本科,硕士,高级工程师; E 2m ail :scxl @ ; 修订日期:2005207219

鞍钢铁水脱硫扒渣发展综述

马传凯1,　李　镇2,　张志文2,　张国垣2

(1.鞍山钢铁集团公司生产协力中心,辽宁鞍山114000;2.鞍山钢铁集团公司第二炼钢厂,辽宁鞍山114021)

摘　要:为了满足生产低硫高附加值产品的需要,铁水预处理作为钢铁冶金生产工艺的一个重要手段,越来越得到业内人士的认同,特别是铁水炉外脱硫扒渣近年来发展较快。介绍鞍钢铁水脱硫扒渣发展的3个阶段及扒渣工艺设备的优化与改进情况;对国产脱硫工艺设备、美国ESM 复合喷粉脱硫工艺设备以及德国POL YSU IS 复合喷粉脱硫工艺进行了全面的对比分析。鞍钢铁水脱硫扒渣发展过程充分实践了鞍钢“高起点、少投入、快产出、高效益”的技改方针。

关键词:铁水;脱硫扒渣;发展综述

中图分类号:TF535.2+2 文献标识码:A 文章编号:100629356(2005)1120011204

Overvie w of H ot Metal Desulphurization and Slag Skimming in Angang

MA Chuan 2kai 1,　L I Zhen 2,　ZHAN G Zhi 2wen 2,　ZHAN G Guo 2yuan 2

(1.The production assisting center of Anshan Iorn &Steel Group Corporation ,Anshan 114000,China ;2.The No.2Steel 2making Plant of Anshan Iorn &Steel Group Corporation ,Anshan 114021,China )Abstract :In order to meet the request of producing product with lower sulphur and high additional value ,hot metal pretreatment is an important step in the process of iron and steel production ,especially ,the development of hot metal desulphurization and slag skimming is very fast.The text emphatically introduces three development periods of hot metal desulphurization and slag skimming technologies and equipments.Different hot metal desulphurization and slag skimming technologies and equipments between Angang mono 2injection ,ESM co 2injection and POL YSU 2IS co 2injection are analyzed and compared.

K ey w ords :hot metal ;desulphurization and slag skimming ;overview of development

鞍钢随着技术改造的不断深入,生产工艺装备

不断完善,先后开发生产了轿车用钢(IF 钢系列)、高级别管线钢(X70及以上级别)、冷轧硅钢、洁净钢等新产品。这些产品对硫的要求更加严格,因此铁水脱硫扒渣是生产此类钢种不可或缺的工艺环节,且降低高炉脱硫负荷对释放产能与降低生产成本也是十分有益的。同时,为了满足转炉对高质量铁水的需求、缩短冶炼时间,在高炉与转炉之间建立铁水脱硫扒渣生产工艺设备也是十分必要的。鉴于此,鞍钢从1990年就开始在炼钢厂建起了脱硫扒渣处理站。并在1999—2003年先后引进了9套具有世界一流水平的脱硫复合喷粉工艺设备,为鞍钢铁水脱硫提供了必要的设备保证。

1　工艺的发展与完善

随着铁水脱硫扒渣工艺的不断发展与完善,其成效已得到业内人士的认可,并得以广泛推广。鞍

钢铁水脱硫扒渣在近几年也取得了较快发展。1.1　脱　硫 脱硫工艺设备的发展从时间上可划分为3个阶段:①20世纪90年代,鞍钢单一(混合)喷吹法脱硫工艺设备。原第三炼钢厂于1990年7月建成了年处理能力为180万t 的铁水脱硫扒渣项目,项目设计、工艺设备全部国产化。由于90年代初鞍钢的产品对硫的要求不十分严格,使得发展生产所需的脱硫工艺未发挥其应有的作用;直到2000年才发挥铁水预处理的作用,但因其脱硫设备老化、工艺布局不合理、处理周期长、生产成本高,已不能满足生产需要,故于2001年3月停止生产。②1999年12月鞍钢第一炼钢厂从美国ESM 引进的脱硫复合喷粉铁水预处理工艺项目竣工,脱硫喷粉关键部件及过程自动控制系统由ESM 提供,年设计处理能力180万t 。2000年12月原第二炼钢厂、原第三炼钢厂从美国ESM 引进的脱硫复合喷粉铁水脱硫工艺项目竣工,

脱硫喷粉关键部件由ESM提供,过程自动控制系统由鞍钢自行设计开发;年设计处理能力分别为180, 240万t。③为了彻底缓解高炉与转炉脱硫的压力,释放高炉与转炉的产能,鞍钢又投资兴建了大脱硫项目(2003年从德国POL YSU IS引进复合脱硫喷粉工艺设备),脱硫喷粉关键部件由德国POL YS2 IU S提供,过程自动控制系统由鞍钢自行设计开发;年设计处理能力414万t,于2003年7月投产。同时,鞍钢设计第一炼钢厂年处理能力180万t的脱硫二期工程也已竣工,到2003年底鞍钢已具有铁水脱硫扒渣处理年设计生产能力约1200万t的生产装备。

1.2　扒　渣

脱硫与扒渣是两个相互独立、且又紧密联系的铁水预处理工艺,前者决定了处理终点铁水含硫的水平,而后者是将脱硫处理后的高硫渣从铁水中去除的重要手段,是决定入炉硫总量的主要因素。相比较而言,扒渣工艺对过程控硫显得更为重要。如果脱硫产物得不到有效去除,那么再好的脱硫工艺也不能充分发挥作用。因此,采用先进的扒渣设备与工艺对系统控硫与降低生产成本是十分必要的。

1.2.1　扒渣倾动方式

倾动方式主要分为液压钩倾动与吊车倾动。液压钩倾动扒渣倾角较易控制,而吊车倾动则是充分利用闲置吊车或提高相关岗位吊车作业率而采用的一种倾动方式,可节省工程投资。

1.2.2　扒渣机类型

2002年前,扒渣设备全部采用国产气动扒渣机,由于其采用氮气为工作介质,氮气可压缩性强,扒渣时操作不平稳、可控性差,扒渣时耙头下砸力大,使得渣铁不易分离而导致扒渣时间长、扒渣不彻底,且扒渣铁损大。

随着铁水预处理量的不断增加,气动扒渣机在扒渣时间与扒渣铁损两方面对生产造成的负作用越来越明显。为此,鞍钢开始着手引进进口液压扒渣机,其扒渣时操作平稳,可控性良好,铁损大幅度降低,且扒渣较彻底。

2　工艺与设备的对比分析

2.1　鞍钢单一(混合)喷吹法脱硫工艺和设备

原第三炼钢厂于1990年建成的脱硫项目全部采用国产设备,喷粉罐、控制阀等关键部件较粗糙、笨重,自动控制调节功能差。

鞍钢脱硫工艺设备示意见图1。本系统在储料罐(1)与喷粉罐(3)之间设有中间料罐(2),脱硫剂从储料罐经压力输送到中间料罐,然后从中间料罐通过旋转给料器输送到喷粉罐

。

1—储料罐;2—中间料罐;3—喷粉罐;4—倒“T”型喷枪

图1鞍钢脱硫工艺设备示意

Fig.1　Sketch of Angang desulphurization

technology and equipment

流化装置为锥形金属透气筛外衬一层尼龙布组合而成,流化装置与喷粉罐之间有气室,流化气体进入气室透过流化装置进入喷粉罐使脱硫剂松动流化。流化装置的尼龙布寿命低,用时过长透气性变差而导致喷粉速率不稳,继而发生喷溅或堵枪。喉口阀采用定径漏斗型,喉口直径分别为10,12,14 mm等型号,应根据各自的脱硫剂特性选用相应型号的喉口。它在喷粉过程中起不到调节喷粉速率的作用。

脱硫与扒渣处在同一工位进行,处理周期长,设备作业率低。此工艺采用低压、稀相、单一(或混合)喷粉工艺。脱硫剂为石灰粉或混合镁基脱硫剂,普通脱硫采用石灰粉为脱硫剂、脱硫率为30%～70%;深脱硫采用混合镁基脱硫剂,脱硫率在85%以上。因此设备无过程自动调节功能,易发生喷溅、堵枪、喷粉速率不稳等故障。因无指导喷粉操作的专家系统,使脱硫剂损耗多、处理周期长、铁水温降和铁水损失大、处理成本高;又因脱硫设备作业率低,使脱硫剂在料罐中存储时间较长,且无保护措施易吸潮,易造成生产不顺畅。

2.2　ESM脱硫复合喷粉工艺和设备

ESM脱硫复合喷粉设备精密、气密性强,喷粉罐、控制阀精密耐用。其脱硫工艺设备示意见图2。脱硫剂从储料罐靠自重向喷粉罐中传送。

流化装置由3只高密金属透气棒(伸入到喷粉罐中)组成,其透气性良好,寿命长,流化气体通过透气棒与脱硫剂接触且将其流化。喉口阀采用在线可调开口度型式,喷粉中自动调节喷粉速率。为了不

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