介绍铁水炉外脱硫工艺和方法

介绍铁水炉外脱硫工艺和方法

目录

1.序言....................................................................1

2.铁水预脱硫剂............................................................2

3.KR机械搅拌法..........................................................2

4.喷吹法铁水预处理........................................................3

4.1.概述................................................................3

4.2.单喷法.................................3

4.3.复合喷吹法.............................4

5.气体搅拌法...............................................................4

6.悬浮法...................................................................4

1.序言

铁水预处理脱硫工艺很多，按其脱硫剂的投入方式可分为机械搅拌法、喷

吹法、铺撒法、气体搅拌法、悬浮法等。目前主流的是机械搅拌法和喷吹法，

分别应用于铁水包和鱼雷罐脱硫。

钢中硫含量较高时会形成较多的硫化物夹杂，使钢的力学性能下降，而且

硫元素还能降低钢材的耐腐蚀性能，因此钢铁冶炼过程中需要进行脱硫。在实

际生产中，铁水预处理脱硫工艺主要以喷吹法和KR搅拌法为主。研究表明，当

平均脱硫目标230PpM时，喷吹法技术优势明显，当平均脱硫目标与20PpM时，

KR法应为首选。

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(a)KR法(b)喷吹法

图1铁水包KR法和喷吹法脱硫示意图

2.铁水预脱硫剂

铁水预脱硫剂主要有苏打(Na2co3)、电石(CaC2)、石灰(CaO)、金属镁以及

复合脱硫剂，其中，W(Mg)=10%〜12%的Mg基脱硫剂具有深脱硫能力，铁水

终脱硫可达到《0.005%的要求。目前，国内钢铁企业多采用钙质粉剂(CaO或CaC2

粉)和镁粉复合脱硫剂。由于镁与氧具有极强的亲和力，因此必须对镁进行钝化

处理，工业生产中应用最广的是覆膜混合镁粒，即在镁粒中混入多于10%的惰

性物质。

3.KR机械搅拌法

KR法脱硫就是将耐火材料制成的搅拌器插入铁水罐一定深处旋转，使铁水

液面形成“V”形旋涡，加入的脱硫剂微粒在浆叶端部区域内受湍动作用而分散，

沿着半径方向“吐出"，绕轴心旋转，实现与铁水的接触、混合、搅动，并上浮于

铁水液面。KR搅拌法的优点是改善脱硫的动力学条件，降低脱硫剂的消耗及缩

短脱硫时间。上海三钢有限责任公司炼钢厂KR法脱硫水模型试验研究发现，搅

拌速度越大，达到均匀混合所需的时间越短。通过对脱硫剂颗粒在不同钢包区

域的体积分数和颗粒轨迹研究，发现脱硫剂颗粒在不同钢包区域的运动需要10

s左右才能达到动态稳定状态。此外，变速搅拌也能够使铁水流场和脱硫剂的夹

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带与分散得到明显改善。

机械搅拌法是将搅拌器（也称搅拌桨）沉入铁水中旋转，在铁水包中央形成锥

形漩涡，使投入的脱硫剂与铁水充分混合，促进脱硫反应的进行。

KR脱硫法优点：

1）投资少；

2）对铁水温度要求高（1350C）：

3）搅拌力大脱硫反应的动力学条件好；

4）脱硫效果好，可以将铁水［S］脱到lOppM；

5）脱硫期间几乎没有喷溅；搅拌时间短（15〜20min）；脱硫渣易扒出。

KR脱硫法缺点：

1）脱硫剂消耗大（4〜10kg/t）,渣量大，扒渣铁耗多（0.5〜4kg/t）,降温天

（30〜40℃）；

2）搅拌头费用高（2〜3元八），脱硫剂成本（10〜25元八）。

KR法脱硫使用含玻脱硫剂的成分是：石灰粉90%,萤石粉5%,含碳量5%。

CaFz没有脱硫作用，但能改变渣的黏度，改善脱硫反应的动力性条件。石

灰粉必须进行钝化处理。脱硫剂的加入量、加入时间、加入方向、搅拌深度均

影响脱硫效果，应在生产实践中根据本厂条件确定。

4.喷吹法铁水预处理

4.1.概述

喷吹法脱硫的基本原理是以一定压力和流量的干燥空气，或惰性气体如氮

气，甚至是火焰为载体与脱硫剂混合后经喷枪吹入铁水中，同时载气和脱硫剂

的冲击与上浮能够带动铁水流动，起到搅拌作用。喷吹法分为单喷法和复合喷

吹法。

4.2.单喷法

单喷法是将粒度为0.5〜1.5mm的颗粒金属镁经钝化处理后储存到密封的喷

粉罐，预处理脱硫时由喷粉罐将镁粉经带有汽化室的喷枪由铁水罐下部（距罐底

200〜300mm）喷入铁水中。镁在铁水中溶解度很小，其沸点是1088℃,故在铁

水温度下以气态存在，为防止镁在铁水中瞬间汽化而引起铁水喷溅，在喷枪出

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口处设计了汽化室。

4.3.复合喷吹法

复合喷吹法在单喷法的基础上增加一套石灰粉喷吹系统，按CaO和Mg之

比为2〜4进行复合喷吹。当CaO/Mg值大于9时，大量的石灰粉参与了脱硫反

应，就会出现喷吹时间长、粉剂消耗量大、温降大、铁耗增加现象，很难实现

深脱硫。

5.气体搅拌法

气体搅拌法是将脱硫气体通入铁水中，通过气体与铁水的搅拌作用，使硫

分与气体充分混合并排出。此方法适用于低硫含量、大规模的脱硫处理。

6.悬浮法

悬浮法是将含硫化合物的悬浮液通入铁水中，通过悬浮液的吸附作用将硫

分从铁水中分离出来。此方法适用于低硫含量、大规模的脱硫处理。

以上是主要的铁水预处理脱硫方法，不同的方法适用于不同的场合和条件,

选择合适的脱硫方法需要根据实际情况进行评估和选择。实践证明，这几种工

艺技术都能满足钢铁包业铁水深脱硫的要求。几种工艺都能得到铁水终点硫质

量分数为2UppM,甚至更低的水平，也能满足转炉生产周期的要求。他们之间

的优劣都只是相对而言的，而且所涉及的因素是多方面的。

KR法工艺能将硫降到很低的水平，而且不回硫，基本没有喷溅。在铁水温

度高的条件下，脱硫效率高。K