铁水预处理技术的发展及应用

铁水预处理技术的发展及应用

摘要：本文介绍了铁水预处理工艺发展过程，通过对铁水预处理方法和效果的比较与分析，阐明了铁水预处理的重要性，并且介绍了在铁水兑入炼钢炉之前进行处理的原因，以及铁水预处理的优越性，并分析了铁水预处理以后发展的方向和重要意义。

关键词：铁水预处理三脱炉外脱硫

development process, through the comparison and analysis of the hot metal pretreatment method and effect, and clarified the importance of hot metal pretreatment, and against in molten iron are introduced into the furnace before processing, as well as the advantages of hot metal pretreatment, and analyzes the hot metal pretreatment of later development direction and important significance.

Keywords: three to take off the outside furnace desulphurization of hot metal pretreatment

铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进行的各种处理。分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理两大类。普通铁水预处理包括：铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱P。特殊铁水预处理一般是针对铁水中含有的特殊元素进行提纯精炼或资源综合利用，如铁水提钒、提铌、脱铬等预处理工艺。但是炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理，所以我们重点来说一下铁水预处理脱硫技术，以及方法，何其优越性重要性。

一、铁水预处理技术的发展

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1979年引进了日本新日铁的机械搅拌法(KR)铁水脱硫装置，北台，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。1985年宝钢一炼钢引进日本鱼需罐车内喷吹石灰、萤石的脱硫装置。武钢一炼钢开发的镁基混合喷吹工艺，1998年宝钢，鞍钢，包钢引进美国ESM II公司镁基复合喷吹技术，本钢引进了霍戈文镁基复合喷吹法脱硫技术。近几年我国铁水预处理有了强劲发展，新建设的铁水脱硫预处理生产线使用的脱硫工艺主要有KR法和喷吹法，处理容器基本上为转炉铁水罐。

虽然近几年铁水脱硫预处理得到发展，但对我国钢产量来说，其比例与先进国家水平相比还相差甚远。

二、铁水预处理脱硫剂脱硫原理

研究表明铁水预处理脱硫条件比钢水脱硫优越，脱硫效率也比钢水脱硫高4到6倍。主要原因是铁水中含有较高的C、Si、P等元素，提高了铁水中硫的活

度系数，并且铁水中的氧含量低有利于脱硫。

（1）苏打(Na2CO3)系：(+ 氧化剂，同时脱磷脱硫)

Na2CO3(l) ==== Na2O(l) + CO2

Na2O(l) + [S] + [C] ==== (Na2S) + CO

价格贵，挥发损失严重，环境污染大，侵蚀包衬，目前只作号外铁补救脱硫之用

（2）石灰(CaO)系

(CaCO3+CaF2+C，+CaC2，+ Al)

CaO(S) + [S] + [C] ==== (CaS) + CO

当[Si]0.05% 时，

CaO(S) + [S] + 1/2[Si] === (CaS) + 1/2(SiO2)

价廉易得，高温、细磨、活性高脱硫效果较好。

石灰易吸水，脱硫渣夹带铁，不能进行深度脱硫。所以选用的时候要注意。

碳化钙(CaC2，电石)系

（3）碳化钙(CaC2，电石)系

CaC2(+CaO+CaCO3+CaF2)、(CaC2+CaCO3)

CaC2(S) + [S] ==== (CaS) + 2[C]

相对较便宜，高温、细磨、深喷，脱硫效率较高，脱硫效率受温度和粒度影响较大，安全性不高！

(4) 镁(Mg)系

种类：①镁焦(Magcoke)；②镁合金(MgFeSi)；③覆膜镁粒：④覆膜混合镁粒：含Mg30~80%，余为CaO。

[Mg ]+ [S] == MgS(固) Mg(气) + [S] == MgS(固)

镁脱硫的热力学：受铁水温度和镁的蒸气压影响

Log [Mg]sat = 7000 T + Log PMg5.1(低温和高压有利！)

三、铁水的预处理方法

这里我们主要介绍铁水预处理中的一脱，也是最重要的一脱——炉外脱硫的方法。

（1）投掷法：将脱硫剂投入铁水中脱硫

（2）喷吹法，将脱硫剂喷入铁水中脱硫

（3）搅拌法（KR）通过中空机械搅拌器向铁水中加脱硫剂，搅拌脱硫.

四、国内铁水脱硫预处理工艺的应用效果

（1）KR法

日本新日铁君津厂是KR法的首创者。将脱硫粉剂直接加入铁水中，使搅拌头下降至铁水中搅拌进行脱硫处理。

武钢二炼钢KR法己应用生产20多年，生产技术水平和技术经济指标均较原设计有大幅度的提高。济钢三炼钢KR法脱硫2003年3月投产，在铁水初始硫质量分数为0.05%时，处理后硫质量分数可达0.010%以下，脱硫剂单耗最大为7.1kg/t 。昆钢，川威等厂也采用了KR法。2005年江阴特钢引进了Diamond 公司的KR法脱硫装置。

（2）单颗粒镁工艺

单吹颗粒镁工艺是单一喷吹钝化了的颗粒镁进行脱硫。颗粒镁的给料是通过转子给料计实现精确给料，给料强度范围为6～15kg/min 。喷枪端头带一个气化室，创造了镁气化溶于铁水中的良好条件。对大型铁水罐，也使用直筒型喷枪。

太钢二炼钢2002年引进了乌克兰单吹颗粒镁脱硫技术，建设了一套铁水脱硫装置。每罐铁水重量近80t，颗粒镁喷吹强度为8～10kg/min，用作粉剂输送的氮气流量为130 m3/h，初始硫质量分数为0.031%，目标硫质量分数为0.003%，金属镁消耗为0.807kg/t，温降为11℃。渣量一般在0.6～1.4t。湘钢新炼钢也采用了这种工艺，2005年6月热试成功。在铁水129.4 t时，初始硫质量分数为0.018%，终点硫质量分数为0.005%，颗粒镁用量为41.2 kg，温降14℃。首钢、唐钢等也采用了单吹颗粒镁脱硫技术。

（3）镁基脱硫剂复合喷吹工艺

镁基脱硫剂复合喷吹法，是将两种以上脱硫粉剂分别在不同的喷吹罐内流态