铁水炉外复合脱硫剂的研制与应用

铁水炉外复合脱硫剂的研制与应用王岩春为摘要炼钢提供了优质的低硫铁水，针对目前中小型高炉和化铁炉的低温、高硫铁水生产实绩，研制出了低熔点、低粘度自动炉渣的高效炉外铁水复合脱硫剂。 经安钢试用，脱硫率达到50%，对铁水温降低、磷、硅含量等无不良影响。关键词铁水脱硫自流渣熔点粘度deploventandapplicationofcompounddesulphurizerfor Hot Metal out of Furnace王颜春；(Anyang Iron Steel Co.Ltd )abstractasitisreverycommonthentmatemhashiresulpurcontentornallingtrandmingrounititioncouppro ce， endindofwiththecharacteristicsofnewcompounddesulphurizerhasbeenlowermelting-point lowerviscosityandfree-flowingsuccessfullydever anyangironsteelco .如果上升到50%，这个desulphurizer是potemmateandcontentofphosphorusandsilicons。keywordshotmetaldesulphurizationfreeflowingslamelting -点视觉化一开始铁水如何在低温无渣条件下实现炉外脱硫是一个亟待探索的课题，我国至今仍有铁化炉和中小型高炉铁水存在的现实意义。以安钢为例，炼钢厂有2座20t、30t化铁炉，年化铁水在45万t左右。 铁水的硫含量一般为0.050%以上，因此炼钢前需要进行炉外脱硫。但目前化铁炉铁水炉外脱硫有两个不利因素。 一个是铁水温度低，一般出铁温度为13401360，包含铁水温度为12401260，脱硫剂需要低温脱硫效果. 第二，铁化厂不具备磨渣条件，脱硫剂应具备自动流渣功能。 市场调查显示，目前市场上没有能够满足这一要求的脱硫剂，必须自行开发。经过一系列实验室实验和工业应用试验，研制出低熔点、低粘度铁水复合脱硫剂。 根据试验，不搅拌铁水的脱硫率达到50%左右，炉渣可以自动流动。2试验内容及方法2.1工业应用试验条件2.1.1生产工艺条件试验分别在炼钢3号、4号铁炉进行。 化铁炉连续自动流铁，流铁量每2030min充满一包铁水，现场没有计量条件，只有进入转炉时才能计量铁水。 据统计，一般3号、4号铁炉每包铁水在10t左右，按10t计算。经现场测试，正常生产时，3号、4号铁炉的平均出铁温度为13401360，10t出铁后内包铁水温度下降到12401260，出铁过程的平均温度下降到80。2.1.2脱硫剂理化指标工业试验中使用的脱硫剂是自行开发的低熔点、低粘度复合铁水脱硫剂，其理化指标如表1所示。表1脱硫剂理化指标化学成分/%物理性能CaOSiO2MgOCaF2战斗机Na2OCaCFe2O3粒度眼睛密度/kg.cm-3战斗机熔点/粘度/Pa.S13003227841393-2000.818920.22.2试验方法2.2.1脱硫剂添加方法及添加量由于受现场条件的限制，试验时将脱硫剂装袋(25kg )投入铁水中，无辅助搅拌措施。脱硫剂的添加量以吨铁2.5kg、5kg、7.5kg、10kg这4种比例进行了试验。 其中：第一比率加入方法：出铁1/3包时，加入25kg . 换算比率2.5kg/t第二比率加入方法：出铁的1/3包时，加入25kg的出铁1/2包时，再加入25kg，合计加入50kg。 换算比率5kg/t第三比率的加入方法：出铁1/3包时，加50kg出铁1/2包时，加25kg，合计75kg。 换算比率7.5kg/t第四比率的加入方法：出铁1/3包时，加50kg出铁1/2包时，加50kg，合计100kg。 换算比率10kg/t。2.2.3评估和分析方法现场观察包内脱硫剂的熔融状况，分别测定化铁炉出铁口铁水温度和脱硫后包内铁水温度。 铁水包流满(10t )后立即取样，没有静置时间，分别取铁炉出底槽中的铁水样品、铁水包内的铁水样品及炉渣样品进行化学分析。3实验结果与分析3.1脱硫剂熔融情况试验中无论脱硫剂的添加比例如何，铁水温度都很高，出铁1/2包开始时脱硫剂全部熔化，流动性好，铁水表面不出现渣壳现象，达到渣铁完全自动分离的条件。 这与脱硫剂的低熔点、低粘度物理特性完全吻合。 这提高了脱硫效率，省去了切屑操作，降低了劳动强度，降低了生产成本，创造了条件。3.2脱硫效果脱硫试验结果如表2所示。表2铁水脱硫试验统计结果项目脱硫剂添加量/kg.t -12.55.07.510.0试包回39810平均出铁温度/1354132113361347平均包中铁水温度/1263122812371241平均脱硫温度下降/11131926平均原硫含量/%0.0770.0700.0720.060平均脱硫后硫含量/%0.0390.0350.0320.029脱硫平均含量/百分比0.0380.0350.0400.031平均脱硫率/%49.450.058.351.7平均原始磷含量/%0.0720.0650.0680.071平均脱除后磷含量/%0.0630.0620.0650.069平均脱磷含量/百分比0.0090.0040.0030.002平均脱磷率/%12.55.483.82.63平均原始硅含量/%0.800.760.760.93平均脱硅含量/%0.750.660.720.79平均脱硅含量/百分比0.050.100.040.14平均脱硅率/%6.2513.15.2515.0平均脱渣中硫含量/%2.162.281.972.04平均渣铁中硫分配比55.465.161.670.3注：硫、磷、硅的含量为质量百分比由表2可知，经过脱硫，铁水硫含量分别为0.077%、0.070%、0.072%、0.060%至0.039%、0.035%、0.032%、0.029%，脱硫率分别为49.4%、50.0%、58.3%、51.7%，平均脱硫率为52.4%，脱硫效果非常显着值得注意的是，该结果是在出底槽的流动株较小时得到的，加强搅拌会增加炉渣铁反应界面，提高铁水的温度或出铁量增加，脱硫效果会进一步提高。3.3铁水脱硫对磷、硅的影响脱硫的过程也是在铁水锅中制成炉渣的过程。 考察脱硫剂的添加是否影响脱硫以外铁水中其他元素的含量，为此考察铁水脱硫过程中磷、硅的变化，结果如表2所示。由表2可知，脱硫的同时，铁水中的磷和硅分别平均下降0.004和0.08个百分点，下降率分别平均为6.1%和9.9%。 炉外脱硫对铁水没有负面影响，反而有利于脱硫、脱硅。3.4脱硫剂加入量对脱硫效果的影响由表2可知，在不考虑铁水温度的条件下，脱硫率随脱硫剂添加量的增加而大致增加。 而且添加量在5.0kg/t以上的话，脱硫效果可达到50%以上。但是，由表2可知，添加量为10.0kg/t时，脱硫程度高，但脱硫率比添加量为7.5kg/t时低。 这主要是因为铁水包容量小，直径小，脱硫剂与铁水的接触面积小，没有搅拌措施，很多脱硫剂不能与铁水充分反应，脱硫不充分。 另一方面，随着添加量的增加，铁水温增加，脱硫条件有所恶化。 因此，一般脱硫剂的添加量优选为5.07.5kg/t .如能增加搅拌，可加入大量脱硫剂进行深度脱硫。 另外，如果分开添加脱硫剂，在第2次添加前排出最初的炉渣，同样可以实现深脱硫。3.5铁水脱硫对降低铁水温的影响由表2可知，脱硫剂添加量分别为吨铁2.5kg/t、5.0kg/t、7.5kg/t、10.0kg/t时，脱硫引起的铁水温降低分别为平均11、13、19、26. 一般添加量表明，铁水脱硫温度仅在20以内，热损失不大，对炼钢使用没有影响。3.6铁水脱硫后渣、铁间硫的分配比实验还考察了脱硫后炉渣中的含硫情况。 经过化学分析，所使用的脱硫剂的生硫含量为0.285%，由表2可知，铁水脱硫后，炉渣中硫含量在1.97%2/28%之间，因此，硫在炉渣中比生硫含量丰富6.98倍，同时硫在炉渣、铁中也具有较高的分配比，为55.4%70.3%五个结论(1)经过工业试验，自行研制的脱硫剂在无搅拌低温铁水中脱硫至50%，达到预期目的。(2)实验证明