不同脱硫剂与铁水脱硫工艺的分析和比较.docx

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1、不同脱硫剂与铁水脱硫工艺的分析和比较田雷(天津钢铁有限公司炼钢厂,300301)摘要分析了铁水脱硫采用的三种脱硫剂的优缺点,及如何选择脱硫剂及其加入方式。对天津钢铁有限公司采用经济、合理的脱硫工艺提出了建议。关键词铁水脱硫剂石灰粉镁喷枪加入方式分析1前言铁水脱硫是钢铁冶炼中的一项重要工艺处理措施，采用哪种脱硫剂及其加入方式又会直接影响到铁水脱硫效果的好坏。脱硫剂及其加入方式再加上扒渣处理合称为铁水脱硫工艺。本文着重分析如何选择脱硫剂及其加入方式，使天津钢铁有限公司采用既经济又合理的脱硫工艺。2铁水脱硫剂目前国内铁水脱硫采用的脱硫剂主要有三种：石灰粉、镁颗粒与石灰粉混合物、镁颗粒。2.1 石灰粉

2、及其加入方式对铁水脱硫的影响石灰粉铁水脱硫反应式：FeS+(CaO)=(CaS)+(FeO)目前向铁水中加入CaO粉的方式主要有两种。(D喷吹加入法就是用氮气作载气通过喷枪插入铁水包底部将CaO粉喷出。为了达到较快的反应速度,一般石灰粉(CaO粉)细度要求在200目以下,但是,CaO粉比重较轻在铁水中上浮速度较快。同时,生成的(CaS)易结壳使其内部尚未反应CaO粉来不及反应就上浮到渣中,既造成CaO粉耗量很大68kgtFe,同时造成脱硫渣粘度和铁水温降都很大,很快就形成固态干渣,使扒渣难度加大,渣中大量带铁造成铁损较高。正是因为这些原因，CaO粉脱硫一般很难进行深度脱硫,它常用于铁水原始含硫

3、量较高(一般大于S0.025%)的情况较为经济。(2)KR机械搅拌法这种方法是搅拌杆中心加入CaO粉的同时转动搅拌头,这样就优化了反应所需的良好的动力学条件,克服了CaO粉来不及反应就上浮到渣中缺点,提高了脱硫效率,CaO粉单耗可达4kgtFe,大幅度减少了新生渣量和铁水温降,铁水脱硫深度可达S0.005%o但是,这种脱硫方法设备投资大、设备维护量大、设备维护费用高。基于上述分析CaO粉脱硫法存在以下缺点： 粉剂消耗大,一般粉剂消耗大于6kg/t; 不可能深度脱硫(指铁水中硫达到00010.002%); 由于脱硫渣量大,扒渣时铁水损失就大,处理脱硫渣的费用就高；铁水温降大,(20OC以上)当废

4、钢比较便宜时,转炉希望多吃废钢，就可以降低转炉生产成本或铁水量供给不足,转炉希望多吃废钢来增加产量就显示出铁水温度也是金钱； 脱硫渣粘度高,扒渣困难； 上述内容造成脱硫工序费用总成本高。高（小于S0.005%）,这就要求对钢铁进行深度脱硫。所随着钢铁市场的不断发展，人们对钢铁产品质量的以,金属镁用于铁水脱硫在近些年发展较快。要求在不断提高，尤其是高级品种对钢中硫含量要求很#及节奏。天钢.120t1F炉设计手删M,2004.9.4 单钢包车1F炉由于没有等彳寺位，因此不适合此3邱绍岐,祝桂华.电炉炼钢原理及工艺M.北京:冶金工业出版操作。社，2001,183-200.4曲英.炼钢学原理M.北京:

5、冶金工业出版社,1980,182-213.9.5 冶炼更高级钢种的实践有待于进一步研究。作者简介（收稿2007-9-3责编苗龙军）蔡振胜,男,高级工程师。1989年唐山工程技术学院毕业,现参考文献担任天津钢铁有限公司炼钢厂精炼作业区作业长。1国际钢铁协会.洁净钢M.北京:冶金工业出版社,2006,8-43.不同脱硫剂与铁水脱硫工艺的分析和比较2007年第5期总第143期2.2 金属镁铁水脱硫2.2.1 金属镁与几种典型脱硫剂的比较铁水预处理可以采用各种脱硫剂，几种典型的脱硫从图1可知,金属镁Mg脱硫剂脱硫效率最高,单耗量低。我们以前所用的CaO脱硫剂脱硫效率较低,一般只能将铁水硫脱到0.005

6、%o金属Mg脱硫剂脱硫效率最高的主要原因在于金属镁的物理化学特性。2.2.2 .金属镁在铁水中的物理化学性能（1）金属镁铁水中硫的化学反应Mg固体TMg气体Mg气体TMg熔于铁水Mg熔于铁水+S（MgS固体）（2）物理化学性能镁能熔于铁水中；与铁水中的硫的化学亲和力强;化学活性高；熔点与蒸发温度比铁水温度低；比重比铁水小。钢铁冶炼tjyjzz也正因为金属镁的上述特性才使得金属镁铁水脱硫金属镁向铁水中加入一般都采用喷吹法,喷吹法又法具有如下优点:分为单吹（Mg）和混吹（Mg+CaO）两种。金属镁原料价脱硫剂利用率最高（95%以上）,与铁水中的硫格较高,我们首先比较一下这两种方法的效果。反应充分;

7、在天津钢铁有限公司100t铁水包和铁水初硫含表1序号指标处理后硫含量0.010%处理后硫含量0.5%处理后硫含量0.002%单吹颗料镁混吹Mg+Cao单吹颗粒镁混吹Mg+Cao单吹颗粒镁混吹Mg+Cao脱硫剂单耗kg/t铁1一镁0.420.530.520.740.720.911一石灰-2.12-2.96-3.64一脱硫剂总量0.422.650.523.700.724.552包内新生渣量kg铁0.845.31.047.401.449.103新生渣带走铁损ZkgZt铁0.3782.3850.4683.330.6484.9844铁水温降/C81410221325脱硫费用，美元/t铁a）脱硫剂0.95

8、91.6121.1872.2511.6442.7695b）新生渣带走铁损0.0410.2620.0510.3660.0710.548c）铁水温降损失0.1600.2800.2000.4400.2600.500a,b,c项之和1.1602.1541.4383.0571.9753.8176“混吹”和“单吹”两种工艺的脱硫费用差额（单吹节约费用）0.9941.6191.842从表1中数据可以看出,采用单吹颗粒镁工艺时,若把深脱硫（至0.002%）,可节省费用约1.842美元/tFe。硫量降到0.01%,It铁水可节省费用约1美元;若把硫所以,天津钢铁有限公司现已采用单吹颗粒镁工艺。降到0.005%则

9、为1.619美元/tFe。如果特2.3 优化喷枪设计#TIANJIN天津冶金META11URGY2007年第5期,总第143期可深度脱硫（指铁水中硫达到0.0010.002%）以下；一一包内新生渣最少,铁水降温最少；一一脱硫剂单耗最低,铁损最少；处理过程用时最短,效果可靠而稳定；设备简单可靠,基建费用和运营费用最低。2.2.3金属镁加入铁水方式量为0.040%条件下,单吹颗粒镁工艺与混吹镁-石灰粉料工艺脱硫主要费用计算对比见表K美元）O为了充分发挥单吹金属镁铁水脱硫的优点,我们还需根据金属镁在铁水中溶解度的变化来优化喷枪设计。镁在铁水中的熔解度见图201150125013501450铁水温度/

10、50505ZZ11Q更做s-mMsw张出牌假设喷中1500想从喷枪口必须要克服铁水的背压0.0150.0100.0050.0020.0400.300.400.550.800.0300.220.300.450.680.0200.200.350.55例如表2为某厂脱硫剂实际消耗表。表2脱硫前铁水含硫量/%脱硫后铁水含硫量/%注:图2内曲线处的数字为镁在导入区内的压力。（MPa）图2镁在铁水中的最大熔解度与铁水温度和导入区内压力的关系从图2中可知,镁在铁水中的熔解度随铁水温度的降低而增加，随镁在导入区内的压力的提高而增加，实际生产作业中镁在铁水中的熔解度可达到1.5%2.0%。所谓导入区内的压力指的

11、是镁进入铁水时的压力,如图30枪插入铁水mm,镁要进入铁水中铁水的背压。二喷枪口插入铁水中的深度X铁水比重：1.570.01=0.105MPa此时铁水温度假设为1250,从图3可知,镁在铁水中的熔解度约为0.25%o801铁水可熔解镁：8010000.25%=200kg一般讲对单吹颗粒镁而言，吨铁消耗少于1kg,上述溶解度完全能满足实际需求。就按表2给的最大消耗量吨铁消耗0.8kg计算,80t铁水需喷入64kg,此时80t铁水可熔解镁200kg,64kg镁当然能充分熔解于铁水中。上述情况是对颗粒镁被气化后进入铁水而言。如未被气化就喷入铁水中,情况就有了变化。见图4oI1rh图4如图4,颗粒镁喷

12、入铁水后要上浮,在上浮的过程中气化熔解,假设在离铁水表面500mm处才气化熔解于铁水中。此时铁水的背压0.5x7x0.01=0.035MPa,假设此时铁水温度为1250,从图4可知,镁在铁水中的熔解度约为0.07%o80t铁水可熔解镁：8010000.07%=56kg此时801铁水理论上可熔解镁56kg,和上述的条件相同,再喷入64kg镁当然不能全部熔解于铁水中。而且18-8型不锈钢连铸坯振痕深度的控制及效果2007年第5期总第143期熔解量接近或超过饱和度熔解度也会下降,熔解于铁水中的镁大部分在铁水中的上部,从而影响利用率和脱硫效率。既然我们希望镁有好的条件熔于铁水中,尤其希18-8型不锈钢

13、连铸坯振痕深度的控制及效果李志斌（山西太原不锈钢股份有限公司技术中心不锈钢研究室,030003）摘要简述了18-8不锈钢的凝固特点以及影响连铸坯振痕深度的因素。通过优化连铸振动工艺,提高拉速与振频,选择适宜的保护渣等,有效地降低了18-8型不锈钢连铸坯振痕到0.33m以下,达到了铸坯无修磨轧制要求。关键词不锈钢连铸坯振痕深度控制1前言18-8型不锈钢指含铭、操分别在17%20%、8%左右的一类不锈钢钢种。由于其耐蚀性能良好,产品表面质量精美等因素，被广泛应用于制品、家电、装饰、水利、化工等行业,是应用最广泛的不锈钢钢种。18-8型不锈钢产品规模化生产一般采用连续冶炼铸造工艺生产坯料,再经热轧、

14、冷轧的工艺流程进行生产。表面带有深振痕、皮下夹杂等缺陷的铸坯,如不能在热轧氧化、酸洗失重等过程完全消除掉,则铸坯必须百分之百修磨净黑皮后才可进行轧制。本文论述了2004年之前,太原不锈钢股份有限公司第二炼钢厂南区3号铸机生产18-8型不锈钢连铸坯振痕深度状况,分析了振痕深度影响因素,并提出工艺控制措施,降低振痕深度到0.33m以下,达到铸坯无修磨轧制要求。2钢种成分表1是304型不锈钢典型钢种成分。表1304系不锈钢典型钢种成分/%钢号CSiMnPSCrNi0Cr18Ni90.071.002.000.0350.03017.00-19.008.00-10.00AISI3040.080.752.000.0450.03018.00-2