铁水预处理脱硫的优点、工艺及操作全解析

因此，铁水脱硫已成为现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段，是提高钢质量、扩大品种的重大措施。早期的铁水脱硫方法很多，如直接在铁水罐底部加入脱硫剂，依靠铁流冲击形成混合液进行脱硫。还有一种是将脱硫剂加入盛有铁水的铁水罐中，然后使铁水罐偏心旋转或正反旋转的方法，逐渐发展为现今采用的KR搅拌法和将喷枪插入铁水的喷射法。 第二节 常用脱硫剂及脱硫指标常用脱硫剂经过长期的生产实践，目前选定作为铁水脱硫剂的主要元素是Ca、MgNa等单质或元素的化合物，常用的脱硫剂主要有： Ca系列：电石粉（CaC）、石灰（CaO、石灰石（CaCO）等 Mg系列：金属 MgNa系列：苏打（N@CO） 电石粉：电石 脱硫反应为吉摩尔反应，用CaG脱硫有以下特点： 1）在高碳铁水中，CaC分解出的Ca离子与铁水中的硫有很强的亲和力，因此，CaC有很强的脱硫能力，在一定的铁水条件下，可用CaC脱硫。 aC脱硫，脱硫反应平衡常数可达6.9。 当反应达到平衡时，铁水中硫含量可达4.910-7。脱硫产物CaS的熔点为2450℃。因此，脱硫后铁水表面形成疏松的固体渣，有利于防止硫的回流，对混铁车内衬的侵蚀较轻，清渣操作方便。CaC+HO=CaO+C2CaC+2H2O=Ca（OH2+CH）此反应将大大降低电石的脱硫能力，而且放出的GHa是爆炸性气体。因此，运输、储存电石粉时应采用氮封，储罐必须配备乙炔检测等安全装置，防止爆炸等事故。

用电石粉脱硫生成的碳饱和溶解于铁水中，其余则以石墨形式析出。在喷吹过程中，有少量电石粉随喷吹气体带出，还生成少量CHa。这些都会污染环境，所以必须有除尘设备。石灰粉脱硫-石灰脱硫反应式为〆69Ejl巳硫。当反应达到平衡时，铁水中硫含量可达，远弱于’-的脱硫能力。此后其流动性大大变坏，吸湿后生成不仅影响脱硫效果，而且污染环境。因此，石灰的加工、运输和贮存必须在干燥条件下进行，一般采用氮气密封运输。 Mg粉脱硫 Mg粉脱硫具有以下特点：Mg对铁水有很强的脱硫能力，在1350C时该反应的平衡常数为3.17，当反应达到平衡时，铁水中的硫含量可达1.610-7，远高于CaO的脱硫能力。Mg的沸点为Mg蒸气，加入铁水后形成气泡，使Mg的脱硫反应在气液界面进行。另外由于金属Mg变成Mg蒸气，使反应区附近的流体得到很好的搅拌，大大加强了Mg的脱硫效果。Mg在铁水中有一定的溶解度，铁水经过Mg和Mg后，可以防止回硫。这部分饱和的Mg进入铁水后会气化，反应很剧烈。 因此一般不采用纯Mg，而是与其他材料混合后一起喷洒，目前多与CaO混合制成混合脱硫剂。

Mg价格昂贵，但只要Mg混合脱硫剂的比例合适，其用量就少，而且铁水温降小，铁损也小，所以其综合成本不一定高。另外，由于用量小，处理周期短，对高速转炉也有好处，所以Mg脱硫剂的应用日益广泛。其他脱硫剂如石灰石（CaCO）脱硫效果差，铁水温降大，而苏打（NS2CO）由于资源短缺，脱硫产物为液态，对槽内衬腐蚀严重，温降大，所以在铁水脱硫生产中很少使用。3、脱硫生产指标目前尚无统一、全面的指标来反映评价某种脱硫工艺方法或脱硫剂的脱硫效果，但在实际生产中，仍可依据以下指标来评价脱硫效果。 脱硫效率（处理前铁水原始硫含量，%——处理后成品铁水硫含量，%）该数值反映了脱硫工艺对铁水脱硫的直接影响，是工艺操作中非常重要的工艺参数，其数值越大，说明该工艺的脱硫效果越好。当然，该数值与原始硫含量有关，比如脱硫前原始硫很高，那么即使该数值很大，也不代表成品硫很低。另外，由于公式中没有提到脱硫剂使用量，所以公式不反映脱硫剂的脱硫效果。脱硫剂效率（Ks）式中，〆w—脱硫剂消耗量，kg/t假设脱硫剂在脱硫反应过程中效率保持不变，则：脱硫剂效率Ks的含义是单位脱硫剂的脱硫量。该值虽然不能准确描述脱硫剂的脱硫能力，但在生产操作中却有实际意义。

在掌握了一定工艺条件下的经验脱硫数据后，可以根据所需的脱硫量来控制脱硫剂的加入量。脱硫剂加入铁水中后，并不是全部的脱硫剂都参与脱硫反应，起脱硫作用。为了比较脱硫剂在脱硫过程中的参与程度，可以用脱硫剂的理论消耗量与实际消耗量的比值来表示脱硫剂的反应速率。 00% 式中〆为脱硫剂理论消耗量，kg/t'--脱硫剂实际消耗量，kg/t 例如采用电石粉的脱硫剂反应速率为CaC2C 式中〆64--32S的分子量--电石粉单耗，kg/t"--电石粉中32S的含量，%--一般来说脱硫剂反应速率不高，电石粉反应速率为20~40%，而石灰粉反应速率仅为脱硫分配比的10%，脱硫产物必须进入炉渣中才能降低钢中的硫，反应公式简化为： 炉渣的脱硫能力通常用炉渣中硫与铁的分配比：2：3的比例来表示，数值越大，脱硫能力越强渣的脱硫能力。一般来说，高炉渣FeO较低，2：3比例可达100，电还原期2：3比例可达30~50，而转炉渣2：3比例仅为5~10。第三节常见脱硫方法及其操作1、铁水槽搅拌法脱硫（KR法）搅拌法是铁水脱硫技术的重要发展，它摒弃了传输容器移动方式，通过搅拌使液态金属与脱硫剂混合接触而达到脱硫目的。搅拌法分为莱茵法和KR法两种形式。

两种搅拌脱硫方法最大的区别在于搅拌器插入铁水的深度不同。莱茵法中，搅拌器只部分插入铁水，通过搅拌使槽上部的铁水与脱硫剂形成涡流搅拌，相互混合接触，同时通过循环流，使整个槽内的铁水都能到达上部脱硫区，实现脱硫。KR法中，搅拌器不是在铁水与脱硫剂的界面处搅拌，而是浸入铁水中，形成铁水运动的涡流铁水预处理，使脱硫剂扩散混入铁水中，从而加速脱硫过程。武钢二炼钢的KR法是利用机械搅拌使脱硫剂与铁水充分混合，达到脱硫的目的。 因此脱硫剂利用率高，消耗低。目前武钢二炼钢KR铁水脱硫脱硫剂消耗达5.0kg/t.Fe左右（CaO基），搅拌器寿命达700次以上，耐火材料消耗0.02kg/吨，脱硫效果[S]可达0.001%，脱硫效率达90%，可生产和满足不同低硫品种的需要。KR铁水脱硫工艺流程机械搅拌脱硫是将耐火材料制成的搅拌器插入铁水槽液面以下一定深度，并进行转动。搅拌器旋转时，在铁水表面形成“V”形旋涡（中心低，四周高）。 此时，脱硫剂加入后，脱硫剂颗粒由于湍流的作用，在叶片端部区域内分散开来，并沿径向被“吐出”，然后悬浮起来，绕轴线旋转并浮在铁水中。也就是说，脱硫剂就是通过这种机械搅拌作用，被吸入铁水中并与铁水接触、混合搅拌，从而进行脱硫反应。

搅拌器运转时，液面上看不到脱硫剂，停止搅拌器后，生成的干而厚的炉渣浮在铁水表面，除去炉渣后，就达到了脱硫的目的。脱硫前，若铁水鼓内有高炉炉渣，应先除去炉渣，即脱硫前后应除渣两次。 KR专用槽工艺流程 高炉出铁槽直达 KR脱硫工艺流程： 脱硫活混铁炉-KR高炉出铁槽直达 KR脱硫工艺流程 高炉出铁条件 铁水温度 〆T1250 铁水硫含量 〆[S]0.060 渣层厚度 〆三处理铁水量 〆Q=80-90 重量配比 〆活性石灰 〆88—90% 萤石：1 脱硫剂粒度要求 粒度 0.1mm 0.1-0.6mm 0.1-1.0mm 1.0mm 配比 60%30% 重量配比 〆活性石灰 75～80 萤石 〆15～10% Mg粉 〆》10% 粒度要求（活性石灰、萤石同KC Mg：阻燃剂时、闪点〆615脱硫铁水罐由牵引车运送至除渣位置后，主控制台将罐体倾斜至除渣角度（以铁水不溢流为准），然后进行除渣作业。除渣机操作前应接通电源，选择手动或自动操作方式（拧动转换操作手柄）。确认手动（ISW）或自动（3PL）灯显示及急停手动按钮位置确认清楚。确认压缩空气进气压力达到0.6~0.8MPa，操作压力大于0.45MPa。操作前应将小车前进端限位设置在零位，后退端限位设置在接料位置，否则应将小车前移端限位设置在接料位置。