重钢新区铁水脱硫工艺的选择

《重钢新区铁水脱硫工艺的选择》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、重钢新区铁水脱硫工艺的选择1.前言重钢老区地处重庆市中心主城区，已有70余年的建厂史。多年来虽然不断地进行了改造及扩建，但老区设备仍然陈旧老化，对环境的污染严重，与重庆市打造人居生态城市不相容，由此提出将重钢搬迁至新区的设想。重钢新区拟新建600万吨的板材钢铁生产线，在搬迁中将大量采用钢铁工艺新技术，新区铁-钢界面采用“一罐制”新技术，高炉铁水将按全量预处理脱硫进行设计。重钢新区定位为钢铁精品基地，而铁水脱硫工艺是新区打造精品基地的重要手段之一，因此新区选择合理的铁水脱硫工艺至关重要的。2.不同铁水脱硫工艺的优缺点比较随着铁水预处

2、理技术的不断发展，铁水预处理脱硫方式逐渐定位在KR搅拌、复合喷吹和单喷颗粒镁脱硫三种方式上。经重钢多次派人考察，发现多数新建炼钢厂铁水脱硫方式选择，主要考虑为KR搅拌脱硫和单喷颗粒镁脱硫两种工艺，重钢新区也决定对此两种脱硫工艺中进行选择，并认真开展优缺点比较。（1）动力学条件搅拌法：将搅拌头插入铁水罐中，以80~120r/min的转速旋转产生铁水旋涡，然后向铁水旋涡区投入定量的钙质脱硫剂，使脱硫剂和铁水中的硫在不断搅拌中发生脱硫反应。单喷颗粒镁法：将镁质脱硫剂通过喷枪插入铁水罐内喷吹，使脱硫剂在铁水上浮过程中与铁水中硫发生脱硫反应

3、。除了喷吹的气体流股外，镁在铁液中不断气化形成的气泡也搅拌了铁水，增加其脱硫动力学条件。上述两种脱硫工艺的比较：如图1所示，单喷颗粒镁法由于气体与镁的比重和总质量远小于铁水，它们上浮产生的铁水对流运动较弱，罐底与喷吹口成90°夹角区域为死区；而KR法因搅动产生铁水旋涡运动，故动力学条件远好于喷吹法。（2）热力学条件搅拌法：随着温度的升高，石灰越利于熔化，有助于石灰脱硫的利用率升高。单喷颗粒镁法：随着铁水温度的升高，镁溶损量增加，铁水粘度降低，镁气泡上浮阻力减小．在铁水中的停留时间也缩短，镁利用率降低，脱硫率下降。资料显示，铁水温度

4、在1300～1400℃最佳。比较：随着铁水温度的升高，镁脱硫剂的利用率降低，而石灰基脱硫剂的利用率提高，尤其在铁水温度＞1400℃的情况下，KR搅拌法的热力学条件优于单喷颗粒镁法。（3）脱硫工艺效果两种脱硫工艺效果比较如表1所示。从表1可见：KR搅拌法脱硫深度可达痕迹（指脱后硫≤0.001%），且脱硫稳定性高；单喷颗粒镁法脱硫深度不能达到痕迹，脱后硫最低只能达到0.002~0.005%，且脱硫效果稳定性差，波动大。KR搅拌法形成的脱硫渣量大且以CaS为主，CaS熔点2400℃呈固态，比重在1.2～1.4，渣铁分离较好，扒渣容易，铁

5、损小，转炉回硫量小；喷颗粒镁法脱硫渣以MgS为主，尽管熔点也在2000℃以上，但因其渣量少温度高，渣铁界面不清晰致渣稀。同时MgS比重高在2.8左右，脱硫渣在铁水的嵌入深度较深，脱硫渣铁分离不好，扒渣困难。若要将脱硫渣扒干净，则铁损增加，同时转炉回硫控制也不稳定。因KR搅拌法石灰脱硫剂熔解要吸热加上用量大，故其处理周期与处理温降相对较大；而单喷颗粒镁法脱硫剂是颗粒镁，脱硫反应为放热反应，加之用量少，其处理周期与处理温降相对较小。（4）投资及运行成本两种脱硫工艺成本比较如表2所示。KR搅拌法工艺装备复杂，占地面积大，与单喷颗粒镁法比

6、较，一次性投资较大；在成本运行方面，从表2可见，若为浅脱硫，KR搅拌法比单喷颗粒镁法略高或相当；若为深脱硫，KR搅拌法比单喷颗粒镁法低。总之，KR搅拌脱硫工艺和单喷颗粒镁脱硫工艺各有优缺，且均为成熟的脱硫工艺，选择何种铁水脱硫工艺方式主要根据钢铁企业的具体情况而定。3.铁水脱硫工艺的选择理由及选择结果重钢新区铁水脱硫工艺选择的原则是首先考虑铁水脱硫效果，以满足品种生产需要为第一原则，其次是考虑运行成本，最后是考虑一次性投资。按新区铁水脱硫方式的选择原则，阐述选择铁水脱硫方式的理由如下：（1）热力学及动力学条件重钢新区铁钢界面采用“

7、一罐制”新技术，二座脱硫站与两座高炉相邻布置（介于1#、2#高炉之间）这种布置方式不仅有效利用了铁水转运厂房的面积，布局紧凑合理，而且最大限度地利用了高炉铁水进入脱硫工序时的热量，预计铁水温度可达到1400℃以上。依据铁水脱硫的热力学条件分析，在铁水温度＞1400℃的情况下，KR搅拌法的热力学条件优于单喷颗粒镁法。可见，从热力学角度来看，KR搅拌脱硫工艺更合适。转炉大型化后，脱硫铁包容量增大，KR搅拌法可根据铁包尺寸及铁水装入深度灵活设计搅拌头的大小来解决动力学问题；而单喷颗粒镁法单支喷枪则难以实现，尽管提出采用双喷枪或L型喷枪，

8、但无应用实绩，难以判断其应用效果优劣。可见，从动力学角度来看，转炉大型化后，也是KR搅拌脱硫工艺更合适。（2）品种结构依据新区产品大纲，提炼出新区低硫钢（指成品[S]≤0.015%的钢）种类及产量见表3。表3新区低硫品种构成从表3可见：新区低硫钢比