| KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较 |
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| 作者：未知 点击数： 更新时间：2007-7-13 14:12:36 |
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2 脱硫效果
实际生产过程中的铁水脱硫效果，不仅与设备有关，而且受脱硫剂、操作工艺水平、时间及温度等诸多因素影响，本文主要考虑的是纯镁喷吹法和CaO基KR法。一般对铁水预处理的终点硫含量要求是不高于50ppm，工厂生产和实验研究结果表明，喷吹法因其脱硫剂Mg的较强脱硫能力，KR法由于其表现出色的动力学条件，在可以接受的时间内（一般≤15min），它们都能达到预处理要求的目标值。国内各大钢厂的具体脱硫数据可见表1。在喷吹法中，复合脱硫剂使用CaO比例越高，脱硫效果越差，使用纯镁时脱硫率最高；KR法使用CaO脱硫剂，脱硫率只是略低于喷吹纯镁。
表1．国内各大钢厂不同预脱硫工艺的比较
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工艺方法 |
处理容器 |
脱硫剂
|
脱硫剂消耗/kg·t -1 |
脱硫率ηS/ % |
最低硫/ ppm |
纯处理时间
/ min |
处理温降/ ℃ |
铁损/ kg·t-1 |
钢厂 |
|
机械搅拌法- KR 法 |
100t铁水罐 |
CaO |
4.69 |
92.50 |
≤20 |
5 |
28 |
－ |
武钢二炼 |
|
CaO 基喷吹法 |
280t混铁车 |
CaO基 |
4.30 |
75 |
60 |
18.4 |
25.5 |
－ |
宝钢一炼 |
|
CaC2 + CaO喷吹法 |
140t铁水罐 |
50% CaO+
50% CaC2 |
7.85 |
81.79 |
40 |
－ |
31 |
－ |
攀枝花 |
|
Mg +CaO混合喷吹 |
100t铁水罐 |
20% Mg+
80% CaO |
1.68 |
87.73 |
－ |
7 |
19.07 |
13.27 |
武钢一炼 |
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Mg +CaO复合喷吹 |
300t铁水罐 |
Mg + CaO
(1:3) |
Mg 0.31
CaO 1.05 |
79.22 |
21.3 |
< 10 |
－ |
－ |
宝钢 |
|
Mg + CaO复合喷吹 |
160t铁水罐 |
Mg + CaO
(1:2～3) |
Mg 0.45
CaO 1.48 |
90 |
≤50 |
7.55 |
8～14 |
－ |
本钢 |
|
纯Mg 喷吹 |
100t铁水罐 |
Mg |
0.33 |
≥95 |
≤10 |
5～8 |
8.12 |
7.1 |
武钢一炼 |
3 温降
铁水温降的消极影响是降低了铁水带入转炉的物理热，主要体现在转炉吃废钢的能力下降，导致转炉冶炼的能耗和物料消耗升高，直接影响了冶炼的经济成本。KR法因动力学条件好，铁水搅拌强烈，而且CaO的加入量较大，导致温降也大，目前国内KR法工艺应用较成熟的武钢可以使温降控制在28℃左右。相比之下，镁基的脱硫温降都比较小（参照表1），主要原因有以下三点：喷吹法动力学条件差，铁水整体搅拌强度不大，热量散失少；金属镁的脱硫反应过程是个放热反应；镁的利用率高，脱硫粉剂加入量少。
4 铁损
铁水预处理脱硫过程的铁损主要来自于两部分：脱硫渣中含的铁和扒渣过程中带出的铁水。由于两种工艺模式的不同，实际渣中含铁和扒渣带出铁量都有较大的差别，目前没有公开发表的详细对比数据。一方面，较少的脱硫剂产生的脱硫渣少，则渣中含铁量也低，由此颗粒镁喷吹脱硫的铁损要少一些；另外，颗粒镁喷吹脱硫的渣量少，扒净率相对低，而KR法的脱硫渣扒净率相对高。就扒渣的铁损而言，由于还取决于高炉渣残留量及扒渣过程，综合考虑看KR法与喷吹法区别不大。究竟哪个是主要因素，与各钢厂的实际操作有很大的关系，通过换算，得出具体数据可见表2。可见，喷吹法时，采用脱硫剂的CaO含量越高，则扒渣铁损越大；而KR法使用CaO作为主要脱硫剂成分，其铁损只是略高于喷吹镁脱硫铁损。
5 脱硫剂
铁水预处理过程中，脱硫剂是决定脱硫效率和脱硫成本的主要因素之一。根据日本新日铁曾做的计算，脱硫剂的费用约为脱硫成本的80%以上，所以，脱硫剂种类的选择是降低成本的关键。然而，选择时必须得结合考虑不同工艺方法的特点。
基于动力学条件和脱硫效率，目前喷吹法主要采用的是镁基脱硫剂，KR法采用的是石灰脱硫剂。根据理论计算，在1350℃，镁脱硫反应的平衡常数可达3.17×103，平衡时的铁水含硫量可达1.6×10-5%，大大高于CaO的脱硫能力。然而，上文已经把两种脱硫剂在各自工艺中的脱硫效果进行了对比，表明，结合实际生产工艺后它们都能达到用户对脱硫的最高要求。
在脱硫方式选择时还要考虑脱硫剂的一个因素，就是脱硫剂的来源问题。一般而言，大部分钢铁生产企业都要使用石灰石，要么有自己的石灰厂，要么有稳定的协作供货渠道，来源稳定，成本稳定，而且供货及时，不用考虑仓储问题。虽然我国的金属镁资源丰富，可是相对钢铁企业来说，获得搅拌法所需的CaO基脱硫剂更为容易，钝化颗粒镁就不具备这些有利因素。
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