半钢镁脱硫工艺技术.doc

半钢镁脱硫工艺技术摘要：本文介绍了攀钢半钢采用镁复合脱硫工艺，减少了过程脱硫温降，提高了脱硫喷枪寿命，并降低了铁损，取得了较好的冶金效果。关键词： 半钢 脱硫Desulphurization Process For Semi-Steel By Magnesium Particle-lime Co-Injection At Panzhihua SteelGe Wensun1 Chen Xiaoping2 Tang Chengyin2 Zhuo Jun2( 1 Panzhihua Iron and Steel Research Institute 2 Vanadium Recovery and Steelmaking Plant Of Panzhihua New Steel and Vanadium Ltd Co.)0 前言镁脱硫是铁水预处理工艺中综合优势最明显的铁水脱硫法。它具有脱硫效率高、脱硫可预测性强、脱硫渣量少、铁损和脱硫过程温降低，以及处理时间短等特点。自1960年代镁脱硫工艺在前苏联应用以来，经40多年的发展，现已成为一项成熟的铁水脱硫技术，特别在北美，已成为一种主要的脱硫手段。目前，德国、英国、日本等也开始应用镁脱硫工艺1，2。我国镁脱硫工艺的应用是最近才开始的，宝钢3,4、本钢5、武钢6、鞍钢7等都已成功应用。镁脱硫后铁水硫含量可达0.005%以下，最低达0.001%，且脱硫成本低1,3,5。为了理顺攀钢炼钢系统工艺流程，使攀钢尽快实现炼钢生产的工艺优化和结构优化，降低脱硫综合成本，2005年开展了半钢镁脱硫工业性试验，取得了较好的冶金效果，脱后半钢硫含量0.007%，满足了连铸钢冶炼和产品开发的要求。1 试验条件及方法1.1工艺流程试验采用的半钢脱硫工艺流程见图1-1。高炉铁水组罐提钒部脱硫扒渣送炼钢工序图1-1 试验采用的工艺流程1.2镁粒和石灰的理化性能钝化镁粒和钝化石灰理化性能见表1-1和表1-2。1.3铁水/半钢初始条件铁水/半钢初始条件见表1-3。1.4试验基本工艺参数表1-1 钝化镁粒理化性能金属Mg/%粒度分布/%备 注0.2mm0.21.0 mm 903.097.0最大粒度不超过2mm表1-2 钝化石灰理化性能牌号CaO/%S/%烧损/% 粒 度/ mm自然堆角/度备 注0.25 0.075 DHS-1900.05398%80%25最大粒度不超过0.5mm表1-3 半钢质量C/%S/%脱前半钢温度/样本/个平均范围3.703.44.00.05570.0240.1001380136014001307试验的基本工艺参数见表1-4。表1-4 半钢镁脱硫工艺主要参数喷粉速度/kgmin-1脱硫剂单耗/kg(t.Fe)-1喷吹时间/min脱硫枪插入深度/m铁水重量/t净空高度/mm镁石灰镁石灰10400.85.51521001305001.6试验方法半钢运至部脱硫站后，采用镁复合脱硫工艺进行脱硫。镁复合脱硫工艺参数严格按试验组确定的工艺参数作业。脱后半钢经扒渣后送转炉炼钢。2 试验结果及分析2.1 半钢脱硫效果半钢脱硫效果见表2-1。由表2-1可见，钝化镁粒单耗0.87 kg/（t.Fe），利用率42.5%。在“石灰单耗 5.5 kg/（t.Fe）, 镁单耗 0.87 kg/（t.Fe）”条件下,半钢脱硫效率达到88.7%；S由0.0557%脱至0.007%，满足了炼钢生产要求。表2-1 半钢镁脱硫效果石灰单耗/kg.（tFe）-1Mg单耗/kg.（tFe）-1脱前S/%脱后S/%脱硫时间/min脱硫效率/%样本/个平均范围5.53.97.20.870.561.370.05570.0240.1000.0070.0010.03915.7784988.726.098.511802.2 脱后硫含量分布半钢脱后硫含量分布见图2-1。由图2-1可见，脱后S0.005%的比例为63.9%，0.20%的比例91.8%。脱后S0.030%的比例仅为2.3%。平均0.007%，最小0.001%，最大0.039%样本1180个图2-1 镁复合脱硫后半钢硫含量分布2.3 半钢脱硫过程温降脱硫过程半钢温降见表2-2。由表2-2可见，4月度半钢脱硫过程温降15.6，与3月份一致，比、部铁水脱硫过程温降（20以上）低近5以上。表2-2 镁脱硫过程半钢温度变化脱前温度/脱后温度/脱硫温降/脱硫时间/min样本/个平均波动范围1360.0121414611344.01242141315.623415.7784911802.4 脱硫喷枪使用寿命影响脱硫喷枪使用寿命的主要原因是：喷枪弯曲和断裂。通过将喷枪内部的方形管改为圆形管、喷枪中上部加筋等措施，喷枪弯曲和断裂现象得到一定改善，但效果不太明显。下一步计划提高喷枪钢管材质，用45#取代现用的A3钢，以提高喷枪枪体强度。喷枪及管道堵塞。部脱硫试生产期间，喷枪及管道堵塞次数较多。通过采用手动操作模式、调整复喷脱硫工艺参数，以及在上料管道上增加筛网等技术措施，使喷枪及管道堵塞大大减少，解决了该问题。通过上述技术措施的应用，脱硫喷枪使用寿命由原8次提高到20次以上。2.5脱硫喷吹时间原镁脱硫喷吹时间19.33min，远高于设计喷吹时间，主要原因是石灰粒度和流动性不满足要求，大颗粒或其它异物造成喷吹过程中石灰的喷粉速度波动大（2045kg/min），不仅堵枪和堵管道频繁，而且操作过程多次提枪，造成脱硫时间大幅度增加。试验期间通过技改，有效地解决了喷吹过程石灰速度波动大，频繁提枪的现象，脱硫时间下降至15.77min。3 部半钢脱硫铁损标定3.1 重量法标定结果采用重量法标定了部半钢脱硫、扒渣工序铁损量，结果见表3-1。由表3-1可见，本次标定的脱硫铁损为0.71%，扒渣铁损为2.54%，脱硫、扒渣工序总铁损为3.25%，比、部铁损低2.15个百分点以上。主要是因为部脱硫喷溅大幅降低，同时脱硫剂用量少，且铁水经提钒处理后，半钢带渣不粘稠，从而促进了脱硫过程渣铁分离，使渣中TFe含量降低。 表3-1 半钢镁脱硫铁损标定结果脱硫工艺脱硫铁损/%扒渣铁损/%总铁损/%样本/个镁脱硫0.710.0214.532.540.735.843.250.487.70138M4脱硫2.280.405.533.121.335.665.402.705.9321AD脱硫2.210.015.313.161.395.525.472.737.51193.2 部半钢脱硫渣中铁份部半钢脱硫渣取样分析结果见表4-2。由表4-2可见，经取样分析，部脱硫渣中TFe含量比、脱硫渣中TFe含量少。反映部脱硫铁损较、低。表4-2 部半钢脱硫渣取样分析结果TFe/%MFe/%样本/个AD、M4脱硫渣58.9938.1574.2155.4030.7773.7210镁脱硫渣44.0515.3180.940.612.6678.8774 部半钢脱硫综合成本汇总部半钢脱硫综合成本计算结果列于表5-2。由表5-2可见，不计脱硫过程温降的收益，部半钢脱硫的综合成本同比降低了13个百分点。表5-2 铁水/半钢脱硫综合成本比较序号项目镁脱硫AD、M4脱硫1脱硫剂+喷枪成本0.4120.2392脱硫、扒渣铁损0.4580.7613脱硫过程温降不计不计综合成本比值累计0.8701.005 存在的问题及建议部脱硫喷吹系统采用小管径。对流化石灰的流动性要求高。石灰粒度、钝化效果和杂物超标都会导致管道堵塞，不仅影响脱硫效果，而且影响脱硫成本剧增。建议改进流化石灰的质量，特别要控制流化石灰烧损在4%以下。 6 结论（1）通过系统攻关，建立了半钢镁脱硫工艺，大幅度提高了其冶金效果。在“石灰单耗 5.5 kg/（t.Fe）, 镁单耗 0.87 kg/（t.Fe）”条件下,半钢脱硫效率达到88.7%；S由0.0657%脱至0.007，脱后半钢S0.005%者占63.9%，0.20%者占91.8%；脱硫过程半钢温降15.6。半钢镁脱硫工艺满足了炼钢要求。（2）半钢脱硫过程中，脱硫铁损0.71%，扒渣铁损为2.54%，脱硫扒渣工序总铁损为3.25%。（4）半钢镁脱硫的综合成本比原脱硫工艺降低了13个百分点。参考文献1 孙中强 孙爱全等，铁水用金属镁预脱硫工作的进展，炼钢，2001,17(6)，14-162 F M Donahue et al，Hot metal desulphurization by lime-Mg co-injection，1992 steelmaking conference proceedings，249-2543 夏幸明，宝钢铁水“三脱”处理生产实践，全国炼钢用氧学术会议