超低硫钢冶炼生产中的脱硫工艺

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1、超低硫钢冶炼中的脱硫工艺摘要：炼钢过程中脱硫工艺的好坏是炼钢质量好坏的重要决定因素。本文研究了超低硫钢冶炼中的脱硫工艺，利用深脱硫工艺，通过转炉冶炼控硫，达到了预期效果。关键词：脱硫；炼钢；转炉冶炼；炉渣中图分类号：TQ111.16献标识码：A文章编号：1674-098X(2010)08(a)-0000-001炼钢过程脱硫的意义对于大多数钢种，硫是有害的元素。钢中的含硫量高，会使钢材的加工性能和使用性能大大降低，在热加工过程中甚至会造成“热脆”断裂。它在钢中所形成的硫化物降低钢的韧性，硫化锰夹杂是钢基体点腐蚀的发源地，钢的氢脆与钢中硫化物夹杂也有密切关系。随着科学

2、技术的进步，用户对钢材质量的要求越来越高，尤其对钢材的含硫量提出了更严格的要求。现在很多重要用途的钢中硫含量越来越低，例如一般深冲钢、冷拉钢要求S<0.015%，特殊深冲钢、高强度钢、轴承钢要求S<0.010%，航空、石油、原子能等工业用钢要求S<0.002%。此外，随着钢铁工业的技术进步，为了节能降耗、提高生产率和产品质量，钢铁企业积极进行优化工艺结构，连铸工艺本身要求钢水的含硫量低才能发挥连铸工艺的优势，一般用于连铸的钢水要求S<0.020%才能保证避免连铸坯出现“热裂”，得到具有良好表面质量的连铸坯。当S<0.008%时，可使连铸的成坯率增加2%。因此，脱硫

3、对钢铁企业进行产品结构的调整、扩大产品品种、生产高附加值产品、节能降耗、高产低耗、提高产品的市场竞争力和经济效益等都具有十分重要的意义。2影响脱硫的因素2.1炉渣物理性质对脱硫的影响(l)炉渣粘度对脱硫的影响炉渣粘度是影响渣一钢界面脱硫反应的重要因素，液相中的传质速率与熔渣的粘度成反比。在精炼脱硫过程中，若炉渣粘度过大，则恶化了脱硫的动力学条件，造成脱硫困难。提高炉渣的流动性，可以减小乳化渣滴的平均直径，从而增大渣一钢的接触面积，促进脱硫。(2)炉渣熔化温度对脱硫的影响炉渣由大量的氧化物和少量的硫化物及其它化合物组成，有些化合物又相互组合成更复杂的化合物。因此炉渣

4、没有固定的熔化温度，是从开始软化到熔化完了的温度范围。脱硫过程能否正常进行，往往和炉渣的熔化温度有关。在一定的炉温下，炉渣的熔化温度越低，过热度越高，流动性越好，渣一钢间脱硫反应就越快。所以炉渣的熔化温度是炉渣脱硫的一个重要影响因素。但是实际生产中不能单纯追求熔化温度低，还要考虑炉渣的其它性质来选择最适宜的成分。因为炉渣熔点变化，意味着它的成分变化，而成分变化就会引起炉渣碱度和其它性质的变化，从而影响到整个脱硫过程。2.2冶炼工艺条件对脱硫的影响(1)冶炼温度温度升高，将使炉渣粘度下降，从而改善脱硫条件。从热力学角度考虑，温度升高将提高脱硫反应平衡常数Ks；从动力

5、学角度考虑，将使渣一钢界面元素的扩散速度加快，因而提高温度有利于脱硫。(2)冶炼渣量当熔渣组成一定时，其脱硫效率取决于渣量。在考虑合成渣用量时，必须注意进入包内的氧化渣量、脱氧产物及包衬侵蚀量等影响，既要满足合理的熔渣组成要求，又要满足对渣量的要求，同时考虑到允许温降。(3)吹氢搅拌的影响从动力学方面考虑，吹氢搅拌不仅提高了渣一钢间接触面积，而且使扩散传质的推动力加大，这对脱硫是十分有利的。但吹氢量太大，会造成渣层厚度太薄，甚至钢液裸露，从而造成二次氧化，严重时将影响冶金效果。因此要根据具体的炉容大小和操作条件，选择合理的吹氢制度。(4)钢中总氧量的控制钢中总氧量

6、直接影响精炼渣脱硫效果。从炉渣脱硫反应可知，随着钢中氧含量的提高，将抑制脱硫反应的进行，因此应采取措施来尽量降低钢中氧含量。渣中氧含量也影响钢中氧含量，因为渣一钢间存在着氧的平衡分配，当炉渣氧化性较高时，炉渣会向钢中供氧，影响钢水氧化性。(5)炉内气氛对脱硫的影响脱硫反应要求还原性气氛，否则，炉渣氧化性增强，将导致硫分配比下降，不利于脱硫反应。因此，必须严格控制强还原性气氛。3转炉冶炼超低硫钢脱硫工艺3.1深脱硫工艺方案的确定根据上述转炉冶炼超低硫钢工艺，目前，铁水预处理脱硫已经达到0.002%以下，完全满足低硫钢生产需要；转炉控硫目前只能控制到0.007%，说明

7、转炉回硫较重。要使LF精炼深脱硫在满足连铸浇注的时间内，完成较重任务的脱硫，使LF炉精炼处理与连铸相匹配，应该解决以下两个问题，一是提高转炉控硫水平，使出钢硫含量控制在0.005%以下，减轻LF炉精炼处理的负担；二是加强顶渣改质，降低顶渣氧化性，提高精炼渣碱度，快速形成还原脱硫渣。3.2转炉冶炼控硫LF精炼深脱硫冶炼超低硫钢种，达到超低硫的水平，转炉冶炼控硫对减轻LF精炼负担是非常关键的。经过现场调查分析得知转炉回硫的主要原因一方面是转炉所用副原料石灰和废钢硫含量高所致，另一方面是因为转炉留渣操作，溅渣护炉使得高硫渣留在下一炉转炉操作，使转炉回硫。因此，冶炼超低硫

8、钢种时使用