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1、攀钢技术·35·KR法铁水脱硫效果的影响因素张勇（攀枝花钢钒有限公司）摘要:介绍了KR铁水预处理工艺与装置，分析了铁水温度、铁水初始硫含量、搅拌时间、脱硫剂加入量以及扒渣和脱硫后扒渣对脱硫效果的影响，对开展KR铁水预处理操作具有一定的参考价值。关键词:KR法；铁水预处理；脱硫效果；扒渣；铁水温度0引言某些特殊用钢,对钢中硫含量要求严格,特别是管线钢、厚船板钢、汽车用板等钢种,其成品钢中的[S]必须不大于0.005%或更低。要实现如此低的硫含量,单靠转炉或炉外精炼等工序是无法或者很难实现的。因为如果转炉采用高硫铁水冶炼低硫钢，势必采用造高碱度渣
2、，并经多次扒渣、再造渣操作，这样必然造成后吹，严重影响钢的质量，使炉龄降低,而且也不能把[S]脱到较低的水平。生产应用表明，采用KR法进行铁水预处理深脱硫，可将铁水硫脱至0.001%左右。可以减轻转炉脱硫负担，实现少渣冶炼，大大改善转炉炼钢技术经济指标。KR机械搅拌法脱硫技术由日本新日铁广钿制铁所于1963年研发，在1965年实际应用于工业生产。日本钻石工程株式会社的KR机械搅拌法铁水脱硫技术目前处于国际领先地位，其脱硫装置在日本、韩国、中国众多钢厂得到广泛应用。1KR脱硫工艺KR机械搅拌法铁水预处理脱硫装置的主体设备主要包括：备料系统，加料
3、系统，地面车辆系统，扒渣系统，搅拌系统。备料系统有料仓下旋转给料器、料仓振打器、布袋除尘器、料仓流态化切断阀、调节阀等；加料系统有称量斗称、流态化切断阀和调节阀、升降溜槽、称量斗下旋转给料器以及压力、流量检测仪表等；地面车辆系统有铁水罐车行走机构、渣罐车行走机构、铁水罐倾翻机构等；扒渣系统采用成套扒渣机，与铁水罐车保持一定的连锁关系；搅拌系统有搅拌头升降机构、搅拌头旋转机构、升降小车夹紧装置、翻板轨道、铁水罐车防尘门、渣罐车防尘门、除尘阀门等；液压系统有液压主泵、电加热器、电磁阀等。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
4、一定深处，并使之旋转。当搅拌器旋转时，铁水液面形成“V”形旋涡(中心低，四周高)，此时加入脱硫剂后，脱硫剂微粒在浆叶端部区域内由于湍动而分散，并沿着半径方向“吐出”，然后悬浮，绕轴心旋转和上浮于铁水中，也就是说，借这种机械搅拌作用使脱硫剂卷入铁水中并与接触，混合、搅动，从而进行脱硫反应。当搅拌器开动时，在液面上看不到脱硫剂，停止搅拌后，所生成的干稠状渣浮到铁水面上，扒渣后即达到脱硫的目的。KR法脱硫技术的主要特点为：可以对熔池进行高速强力搅拌，铁水脱硫的动力学条件较好；搅拌过程中熔池不存在“死区”，脱硫铁水的回硫量通常较小；能满足预处理深脱硫
5、工艺要求，铁水硫含量可脱至≤0.001%。2影响KR脱硫效果的因素2.1铁水温度在脱硫剂成分等参数相同的情况下，脱硫率随初始铁水温度的升高而增加。由于石灰脱硫反应是吸热反应，因此从热力学角度看，升高温度有利于脱硫反应的进行。且温度升高有助于石灰溶解，有利于获得碱度高，均匀性好的熔渣，同时改善熔渣流动性，提高硫在铁水及熔渣中的扩散系数，因此温度升高也有利于改善脱硫的动力学条件。从动力学角度来讲,高温有利动力学条件的改善,在铁水温度低于1300℃对脱硫率、扒渣、回硫有极大负面影响,从马钢铁水预处理的应用实践来看,铁水温度在1300～1400℃为佳
6、，因为温度高增大传质系数，改善动力学条件,对提高脱硫率、扒渣是有利的，见0.0100.0200.0300.0400.0500.0600.070铁水硫含量/%900800700600500400300200脱硫剂加入量/kg图1[1]。·36·2010年第33卷第6期铁水温度/℃138013701360135013401330132013101300020406080脱硫率/%100图1 脱硫前铁水温度对脱硫率的影响2.2脱硫剂单耗的影响随脱硫剂用量的增加,铁水脱硫率增大；但当脱硫剂用量增加到一定量时再增大脱硫剂用量,脱硫率提高甚微。即在铁水初
7、始硫含量一定时,脱硫剂用量达最佳值后，再继续增加脱硫剂用量,对提高脱硫率作用不大,反而增加脱硫预处理费用，还会带来更多的渣量，增大扒渣难度和温降。武钢二炼钢厂KR法脱硫工艺采用石灰系脱硫剂,其脱硫剂加入量与脱硫率的关系曲线如2图所示。由图2可知,脱硫率随脱硫剂加入量的增加而升高,当脱硫剂加入量为600kg/炉时,脱硫率接近100%,再继续增加脱硫剂用量,对脱硫已不起作用[2]。图2脱硫剂加入量与脱硫率关系加入量过大，在硫向渣铁界面扩散传质速度一定的条件下，反应界面积不再明显增加，脱硫率也无法提高,但加入量过小反应不足，脱硫率低，说明脱硫剂用量
8、有一适宜范围。此外，铁水处理前硫含量与脱硫剂加入量的关系如图3所示,由图3可知,在保证脱硫目标的前提下,脱硫剂加入量随铁水硫含量的增加而增加[2]。图3铁水处理前硫
