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《对KR法与喷吹法两种铁水脱硫工艺的探讨 阐述武钢二炼钢厂投产应用多年的铁水搅拌式脱硫.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、对KR法与喷吹法两种铁水脱硫工艺的探讨 阐述武钢二炼钢厂投产应用多年的铁水搅拌式脱硫(KR法)装置的概况,简要介绍了国内几家采用喷吹法的应用情况,对两种铁水脱硫工艺进行了分析。关键词：KR法 喷吹法 铁水脱硫工艺 铁水脱硫是实现现代化炼钢厂优化生产工艺流程即:铁水预处理——顶底复合吹炼转炉——钢水炉外精炼——全连铸和热送热轧的工艺路线的重要环节。特别是在钢铁市场面临市场激烈竞争的形势下,用户对产品质量,品种的要求不断提高。硫作为一种有害元素(特殊要求钢种除外),不仅对最终产品的内在质量和机械性能具有显著的影响,而且也增加转炉冶炼的负担和铸坯产生热裂的危险性。因此,许多炼钢厂即使生产普通碳素
2、钢,也要求入炉铁的含硫量＜0.020%。又如德国某厂为我国北海油田酸性输气管生产的36×28.4mm的X65钢板,其平均含硫量为0.0008%(质量百分数,标准差为0.00015%。这说明了铁水脱硫是生产纯净钢的需要,也是市场和企业发展的需要。1 武钢二炼钢厂KR铁水脱硫装置概况 武钢二炼钢厂KR铁水脱硫装置是70年代从新日铁株式会社引进的搅拌式铁水脱硫装置。设备总重量为650t(不含铁水罐车及渣罐车),国外引进量为270t,占41.5%,其余为国内配套。当时投资费用为1152万元,其中KR装置为780.86万元。 KR脱硫装置设计年处理量为47.5t,由于铁水进厂次数限制及运输线路的
3、影响,年处理量较低,1990年实际处理量仅28.62万t。1991年后,通过双罐脱硫改造及改进生产管理组织工作,使处理量逐年提高,到1998年脱硫处理量达到83.9万t,其它指标如脱硫剂耗量、耐材耗量及能耗等也逐年降低,作为脱硫装置的主要消耗部件——搅拌头的寿命已突破500次,单位铁水脱硫成本降为10.17元/t铁。今年来,武钢二炼钢厂采用Cao+Mg作脱硫剂进行工业试验,也收到初步成效。目前在国内,只有武钢二炼钢厂采用KR法进行铁水脱硫。 所谓KR脱硫法,主是将浇铸耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头,插入有定量铁水的铁水罐中旋转,使铁水产生漩涡。经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面,并被
4、漩涡卷入铁水中,脱硫剂在不断地搅拌过程中与铁水中的硫产生化学反应,达到脱硫的目的。由于搅拌头的转矩达到820kg。m,转速120r/min,铁水获得良好的动力学条件,因而脱硫剂可以得到充分的利用,脱硫效率高。当铁水原始硫量为0.03%时,处理终点硫量可达0.001%(w)。当然不管什么方法脱硫,都必须对铁水条件、脱硫剂条件、搅拌或喷吹条件、脱硫剂加入条件等提出合适的技术标准,才能提高其脱硫效果。武钢二炼钢厂KR铁水脱硫装置在生产过程中正确运用这些技术标准,使入炉铁水硫含量平均值不断降低,达到平均值为0.0027%(w),已超过国内较先进钢厂的0.006%(w)水平和新日铁及台湾中钢的0.
5、007%(w)水平。为保证管线钢、高牌号无取向硅钢的生产发挥了重要作用。2 关于喷吹法铁水脱硫工艺 武钢二炼钢厂为了实现铁水全脱硫,准备再上一座年处理量为140万t的铁水脱硫站。通过我们到国内一些使用喷吹法钢厂的考察以及与外商进行的技术交流,对喷吹法工艺有了一些了解。 喷吹法铁水脱硫工艺的工业应用也是产生于70年代,由于连铸生产技术的发展和市场对较高质量钢种的需求,促使炼钢厂要求降低铁水中的含硫量,因此,各种经济适用的铁水炉外处理方法也就应运而生。喷吹法由于设备相对简单,一次性投资比搅拌法要低,因此在国内与国外应用较多,但是,存在着以下一些问题。2.1 铁水动力学条件差 喷吹法脱硫的基
6、本原理是靠一定压力和流量的氮气,通过管道把脱硫剂输送进喷枪,并从喷枪底侧的两喷眼中喷射出,靠脱硫剂上浮与铁水中的硫进行化学反应。在氮气和脱硫剂上浮过程中,能够带动铁水在铁水罐中作对流运动,但这种垂直的浮力不可能使铁水形成环流运动,所以,喷吹法与KR法比较,铁水流动的动力学条件明显较差,因而带来以下问题。2.1.1 铁水返硫现象普遍 喷枪在喷吹过程中,由于喷吹角度的限制及脱硫剂不能下沉等原因,使得脱硫剂始终到不了一部份区域,如铁水罐底部及与两眼成90°夹角区域(图1),我们称为死区。由于铁水动力学条件差,使得该区域的铁水得不到流动,因此该区域内的铁水脱硫效果基本上等于零。当此罐铁水脱硫操作完
7、成后,所取得的硫样一般不是真量,时间一长,死区内铁水的硫就会渐渐扩散到整罐铁水中,使得铁水硫量回升,造成返硫现象。这也是喷吹法的脱硫效率低于KR法的主要原因。图1 喷吹时,脱硫剂难到达的死区2.1.2 脱硫剂耗量高 在脱硫工作开始后,脱硫剂从喷枪喷射进铁水中,就会迅速上浮,在上浮过程中,一部份脱硫剂与铁水中的硫进行了反应,还有一部份脱硫剂没有参与反应就浮到铁水面上,由于铁水的动力学条件差,这一部份脱硫剂就会
