铁水预处理脱硫

KR第一节 铁水预脱硫的概念和优点铁水预处理，炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理。广义的铁水预处理是指包括对铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱处理，另外还有特别铁水的预处理，如含V铁水的提V铁水脱硫是二十世纪70的重要组成局部。铁水脱硫的主要优点如下：铁水中含有大量的硅、碳和锰等复原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱致较低的水平。铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的安排系数，有利于脱硫。铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。铁水脱硫的费用低，如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫，其费用分别是铁水脱硫2.6、16.96.1铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化，比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。承受铁水脱硫，不仅可以减轻高炉负担，降低焦比，削减渣量和提高生产率，也使转炉也不必为脱硫而实行大渣量高碱度操作，由于在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。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、扩大品种的主要措施。早期的铁水脱硫方法有很多种：如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底，靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。也有将脱硫剂参加装有铁水的铁水罐中，然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。之后逐步进展至今日承受的KR其次节常用脱硫剂及脱硫指标一、常用脱硫剂经过长期的生产实践，目前选用作为铁水脱硫剂的主要是Ca、Mg、Na等元素的单质或化合物，常用的脱硫剂主要有：Ca系：电石粉CaC、石灰Ca、石灰石CaCO〕等2 3Mg系：金属MgNa〔NaCO〕2 3二、常用脱硫剂反响特点电石粉碳化钙脱硫反响为CaC2

脱硫有如下特点：在高碳系铁水中，CaC2

分解出的Ca离子与铁水中的硫有极强的亲和力。因此CaC2

有很强的脱硫力量，在肯定的铁水条件下，用CaC24.9×10-7。

脱硫，脱硫反响的平衡常数可达6.9×105，反响到达平衡时，铁CaC2

脱硫，其脱硫反响是放热反响，有利于削减铁水的温降。脱硫产物CaS，其熔点24500C，因此脱硫后，在铁水面上形成疏松的固体渣，有利于防止回硫，且对混铁车内衬浸蚀较轻，扒渣作业便利。由于电石粉脱硫力量强，故用量少，渣量也较少。电石粉易吸潮，吸潮时产生如下反响:CaC2+H2O=CaO+C2H2CaC+2HO=Ca(OH)+CH2 2 2 22这个反响会大大降低电石的脱硫力量，而且放出的CH是属易爆气体，因此在运输和保存电石粉22时要承受氮气密封，储料罐必需安装乙炔检测等安全装置，以防爆炸等事故。用电石粉脱硫生成的碳除饱和溶解于铁水外，其余以石墨态析出，喷吹过程中随喷吹气体有少量的电石粉带出，同时还有少量的CH22石灰粉脱硫石灰脱硫的反响式为：用脱硫有如下特点：1)在高用脱硫有如下特点：1)在高C和肯定含硅量的铁水中，有较强的脱硫力量，在1350℃时，用脱硫，反响达损也较高，铁水温降也较大。石灰粉资源广、价格低、易加工，使用安全。流淌性大大恶化吸潮后会生成 ，不仅影响脱硫效果而且会污染环境因此石灰的加工运输和贮存都要在枯燥条件下进展，一般也承受氮气密封和输送。MgMg镁粉脱硫有如下特点：Mg13500C时，用Mg3.17×105，反响到达平衡时，铁水中含硫量可达l.6×10-7，大大高于Ca0Mg的沸点为ll070C，Mg参加铁水后，变成MgMg上进展，另外由于金属MgMgMg3)MgMgMg的运送过程中仍能起到脱硫作用。由于MgMg，而与其他材料混合一起喷入，目前多与Ca0MgMg铁损也少等特点Mg其他脱硫剂，像石灰石〔CaCO〕因脱硫效果差而且铁水温降太大，而像苏打〔NaCO〕由于资源短3 2 3缺，而且脱硫产物呈液态对罐衬侵蚀严峻，降温也大，因此这些在铁水脱硫生产中已较少承受。三、脱硫生产指标1.脱硫效率()式中：——处理前铁水原始含硫量，％对一种脱硫工艺方法或脱硫剂的脱硫效果的评定，目前还没有一个统一的、全面的指标来反映，1.脱硫效率()式中：——处理前铁水原始含硫量，％——处理后铁水成品含硫量，％此值反映脱硫工艺对铁水脱硫的直接影响，是工艺操作中很重要的工艺参数，值较大，说明此工艺的脱硫效果越好，固然值的大小与原始含硫量有关，如脱硫前原始硫很高，即使值较大，也不能说明成品硫就很低。此外由于公式中无脱硫剂的使用量，因此该公式并未反映出脱硫剂的脱硫效果。——处理后铁水成品含硫量，％此值反映脱硫工艺对铁水脱硫的直接影响，是工艺操作中很重要的工艺参数，值较大，说明此脱硫剂效率(Ks)式中：w—脱硫剂的消耗量，kg/t铁假设在脱硫反响过程中，脱硫剂的效率不变，则：脱硫剂效率Ks的意义是单位脱硫剂的脱硫量，此值虽不能准确地描述脱硫剂的脱硫力量，但在生产操作中有实际意义。当把握了肯定工艺条件下的阅历脱硫数据后，就可以依据要求的脱硫量掌握加入脱硫剂的数量。脱硫剂的反响率ηM脱硫剂参加铁水后，并非全部脱硫剂都参与了脱硫反响而起到了脱硫作用，为比较脱硫工艺中脱硫剂参与脱硫反响的程度，可用脱硫剂的理论消耗量和实际消耗量的比值来表示脱硫剂的反响率式中：——脱硫剂的理论消耗量，kg/t——脱硫剂的实际消耗量，kg/t例如：用电石粉的脱硫剂的反响率式中：——脱硫剂的理论消耗量，kg/t—电石粉的单耗，kg/t式中：64— 的分子量32—S的分子量—电石粉的单耗，kg/t—电石粉中 的含量，％4.脱硫安排比一般来说脱硫剂的反响率都不高，电石粉的反响率为20～40％，而石灰粉的反响率仅5～10％。4.脱硫安排比脱硫的产物必需进入渣中，从而使钢中的硫削减，其反响式简化为：。炉渣的脱硫力量，通常用硫在渣—铁中的安排比式中：脱硫的产物必需进入渣中，从而使钢中的硫削减，其反响式简化为：。

的大小来表示， =〔 S 〕/ [S]—硫在渣—铁中安排比(S)—渣中硫的含量，％[S]—铁中硫的含量，％FeO100，电炉复原期30～505～10。第三节 常用脱硫方法及其操作—、铁水罐搅拌法脱硫(KR剂混合接触到达脱硫目的。搅拌法分为两种形式即莱茵法和KR法。a-- 莱茵法 b-- 图9—1 搅拌法脱硫两种方法的最大区分是搅拌器插入铁水深度不同，莱茵法搅拌器只是局部地插入铁水内部，通过搅拌使罐上部的铁水和脱硫剂形成涡流搅动，相互混合接触，同时通过循环流淌使整个罐内铁水都能到达上层脱硫区域段实现脱硫，KR是将搅拌器沉醉到铁水内部而不是在铁水和脱硫剂之间的界面上通过搅拌形成铁水运动旋涡使脱硫剂撒开并混入铁水内部，加速脱硫过程。武钢二炼钢KR法是利用机械搅拌作用使脱硫剂与铁水混匀到达脱硫目的，因此，脱硫剂利用率高KR5.0kg／t.Fe(CaO7000.02kg[S0.001％，脱硫效率≥90％，可以生产和满足不同低硫品种的需求。KR机械搅拌法脱硫就是将耐火材料制成的搅拌器插入铁水罐液面下肯定深处“V脱硫前，铁水缶中假设有高炉渣，应先扒渣，即脱硫前后要二次扒渣。以下图KR9—2)：9—2KRKR9—3KR原料要求1〕高炉铁水条件铁水温度：T≥l2500C铁水硫含量：[S]≤0.060％渣层厚度：处理铁水量：Q=80～90·次2〕脱硫剂(KC—2#)〔1)重量配比：890%萤石:1210〔2)粒度要求：粒度 ≤0.1mm 0.1-0.6mm9—10.1-1.0mm脱硫剂粒度要求≥1.0mm比例 <5％ ≥60％≥30％≤5％〔3)要求颖、干净、枯燥、不混有杂质、不粉化变质。3〕镁质复合脱硫剂〔1)重量配比：活性石灰75～80％萤石：15～10％Mg10％〔2)粒度要求(活性石灰、萤石同KC—2#脱硫剂)〔3)Mg:阻燃时间 ，闪点：6150C左右3．KR铁水脱硫的根本操作1〕扒渣操作：〔1)脱硫铁水罐由牵引车运载至扒渣位置后，由主控台将罐倾斜至扒渣角度(以铁水不能溢出为准)，然后进展扒渣操作。〔2)扒渣机在运转前接通电源并选择好手动或自动操作方法(扭动转换操作手柄)，要确认清楚手动(ISW)或自动(3PL)灯光显示和紧急停车手动按钮的位置。〔3)要确认压缩空气的入口压力到达0.6～0.8MPa，操作压力>0.45MPa。〔4)允许运转。〔5)5-60.912.50。(6)600kg〔7)铁水在搅拌前后都要进展扒渣，罐内渣子扒到铁水暴露 。2)卷扬操作能使用。铁水罐必需对准扒渣的中心线，方可进展倾翻铁水罐操作。(3)机旁操作卷扬时，只许挂脱勾操作，倾斜操作应在主掌握台进展。3)搅拌操作首先试灯检查，确认操作台上的全部工作信号是否正常。确认铁水缶中心线对准搅拌器中心线，正负误差 。(4)铁水液面在3000～3700间可方可拉钟操作，搅拌过程中留意观看电流及转速准确测铁水液面高度，并对搅拌器进展预烘烤 3—5分钟(搅拌器在使用前50次在予烘烤后进展浸泡烧结 5—10分钟)搅拌器浸入铁水深度 350～600mm搅拌时间为3-9分钟，(4)铁水液面在3000～3700间可方可拉钟操作，搅拌过程中留意观看电流及转速波动状况和相关信号反响，并在搅拌完毕前3分钟实施必要的均匀减速，但减速后下限转78参加脱硫剂时转速比所需速应低25转，距投料剩余100kg时，均匀增速达所需速度，并依据火花飞溅及亮度状况，进展适当的减速调整。〔6)每处理一罐要对搅拌器进展确认，搅拌器耐火材料损坏或脱落≥50mm时或有槽沟、孔眼凹坑状况必需进展热修补后才能使用。〔7)处理硫含量超过标准时，当铁水后温≥1250℃时，经厂调同意可进展二次脱硫。二、混铁车喷粉脱硫武钢三炼钢厂的铁水脱硫设备是在混铁车内喷粉脱硫设备，于1996年投产。1、混铁车喷吹脱硫的工艺特点三炼钢是250t铁车运输铁水，承受缶式混铁车运输铁水有如下优点：混铁车一罐可存放运输300t铁水，比用铁水罐运输，保温性能好，运输量大。罐式混铁车的稳定性好，在铁路上运输比铁水罐安全。由于三炼钢铁水运输距离长，所以从保温顺安全动身，选用混铁车运输。铁水脱硫方案的选择，一是脱硫方法，二是脱硫容器的选择。面综合考虑，选择喷吹脱硫的方法。其二是确定喷粉脱硫工艺脱硫，这两种工艺的特点比较如下：从工序时间上用混铁车直接脱硫40～500C，因此反响速度要慢，则铁水罐为防喷溅，喷粉速度不行能太快，因此喷粉时间长。两座脱硫站也互不干扰喷粉等都集中在转炉装料跨450t／30t，脱硫的动力学条件较差脱硫率。铁水罐脱硫布置在主厂房内,除尘没备布置困难，因此效果也较差。综合上述各种因素，还是选择混铁车内喷粉脱硫工艺较好。2、混铁车喷粉脱硫工艺操作混铁车喷粉脱硫与铁水罐喷粉系统有些类似送将脱硫剂从槽罐卸到贮罐内，贮罐下部有流态化床。依据需要的用量，将脱硫剂从贮料罐输送到喷粉缶，完成脱硫剂的预备。铁水脱硫操作，见图(9—4)，机车将装有铁水的混铁车先送到破渣位破渣，使铁水上部的渣层倒罐站，由混铁车将低硫铁水倒入铁水坑内称量台车上的铁水罐里，在铁水罐取样测温后将铁水罐吊至扒渣站扒渣，经扒渣后的铁水再兑入转炉。混铁车翻完铁后，再用于装铁。但每送2次脱硫铁水后，必需到混铁车倒渣间倒出贱存的脱硫渣和剩余铁水。在脱硫站的一边设有特地倒渣间，在混铁车倒铁嘴下方设有渣罐台车，台车上装有渣罐和残铁罐，混铁车由机车送往倒渣间，混铁车倾翻先将残铁倒入残铁罐中，然后再将脱硫残渣倒入渣罐中。图9—4 车铁水脱硫处理示意图与铁水罐喷粉脱硫工艺相比，主要是喷吹脱硫的容器不同，从工艺流程来看，混铁车脱硫的主要缺点是脱硫前不能扒渣，而这些高炉渣的硫含量较高，因此会对脱硫操作带来不利影响。3、混铁车喷粉脱硫设备混铁车：是贮存和运输铁水及进展铁水脱硫的容器，该车是属铁路特种专用车辆，车子上部为一个中间圆柱形，两端带有肯定锥度的封闭形罐体，罐体的两端，支承在两组铁路车轮组的心盘上，由于罐体外形像，因此也称作罐式混铁车，在灌车的一端装有罐体倾翻装置，由电机驱动，罐体可翻转3600砖。混铁车装载吨位：320t。l00M33报井装置及防爆阀，一旦罐内存放电石受潮，水与碳化钙反响会生产爆炸性气体乙炔当乙炔含量达2．3％0．5乙炔报井安全系统是必不行少的。4M3整套粉料贮存，气动输送，喷吹系统的根本组成部份与铁水罐喷粉系统一样，只是容积不同。T的中心全都。测温取样枪和破渣枪上一同旋转，各自独立升降，完成破渣、测温取样的功能。混铁车倒渣间设备，罐口清理设备等。此外还有喷枪存放装置，除尘系统，氮气介质、电气掌握等。4、脱硫剂及脱硫效果脱硫剂种类确实定石、Ca0、Mg粉等几种中选择，而武钢三炼钢在设计时，国内用Mg粉脱硫的工艺尚不成熟，也无镁粉的产品，假设选用Mg脱硫剂的配比两种：一般钢种要求铁水S<0.Ol5％，则承受浅脱硫操作，仅承受Ca0为基的复合脱硫剂。优质钢则要求铁水S<0.005％，则承受深脱硫操作，即先用Ca0进而承受CaC2进展深脱硫。也可以全部承受CaC2进展深脱硫。2CaC2

进展深脱。Ca0其中Ca0CaOCaO石灰窑温度烧到l4015002％的，武钢公司选择CaO5、影响脱硫效果的因素脱硫剂种类CaC2

的脱硫效果明显优于CaO表9—2 CaC脱硫(脱硫(％) 处理时 脱硫剂耗量喷吹速度脱硫剂S处理后脱硫率(min)温降(0C)(kg／t铁)(kg／min)CaO基粉剂0.0190.00576.4520.93710.8150CaC2粉剂0.0220.00675.315.1254.380

和CaO脱硫效果比较可见，CaC2

的脱硫力量比Ca0基强，而且温降也小，处理时间也缩短，因此，假设要求铁水硫要<0.010，则都要使用一