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铁水炉外脱硫的工艺方法

文章来源:mobile.28365365.com 发布日期: 2018-05-16    阅读量(215)

铁水炉外脱硫工艺之所以在经济上和技术上是合理、可行的,主要基于以下原因:

(1)铁水中含有大量的Si、C和Mn等还原性好的元素,因此在使用不同类型的脱硫剂,特别是强脱硫剂,如Ca、Mg、稀土等金属及其合金时,不会发生大量的烧损,影响脱硫反应的进行。

(2)铁水中的C和Si等能够大大提高硫在铁水中的活度系数,使硫很容易就能脱到很低水平。

(3)铁水中含氧量较低,硫的分配系数相应有所提高,有利于脱硫。

(4)铁水炉外脱硫可以在鱼雷车、铁水罐中进行,也可以在出铁槽中进行,这样可以减少处理投资。

(5)铁水处理温度较低,对处理装置的寿命有益。

(6)铁水炉外脱硫的过程中铁水成分的变化比炼钢或钢水处理过程中钢水成分的变化对最终钢种的影响小。

脱硫处理一般是用喷枪将钝化物、CaCO3或MgCO3喷人运送铁水的鱼雷罐车或是炼钢厂的铁水包里,如图1所示,通过造渣吸收铁水里的S。当然,脱硫的方法和脱硫剂还有很多,可根据实际情况,如铁水的成分和脱硫剂环境兼容性等选择更加适合的脱硫方法。同样,除了脱硫以外,铁水还可以进行脱硅和脱磷处理。通过添加Fe2O3(铁矿石)可以脱除铁水中的Si,而使用含CaCO3的辅料可以达到脱磷的目的。脱硅和脱磷与脱硫一样,都是用造渣的方法吸收铁水里的Si和P。

铁水的预处理为下游的炼钢工艺提供了良好的条件,使炼钢工艺的石灰加入量以及渣量均相应减少。目前,中国大部分钢铁企业的铁水预处理只注重脱硫,而在日本,除了脱硫以外还进行脱硅和脱磷的预处理。脱硅和脱磷会为炼钢工艺带来化学“冷效应”,也就是说,除去铁水中Si和P的同时也就除去了这些元素提供的热能,因此用于冷却过程的废钢需求量也自然变小。

脱硫剂喷涂鱼雷罐(铁水包)

图1 脱硫剂喷涂鱼雷罐(铁水包)

铁水炉外脱硫的方法可分为:

(1) 铺撒法。将苏打粉或苏打粉与石灰粉、萤石粉的混合物撒入流铁沟、铁水流或铁水罐底部,利用铁水流动时的冲击和湍流运动使铁水与脱硫剂搅拌混合,促进脱硫反应。这种方法简便易行,但由于铁水与脱硫剂混合不够充分,脱硫效率不高。

 KR搅拌器搅拌示意

图2 KR搅拌器搅拌示意

注:图中圆点和箭头分别代表脱硫剂和铁水运动方向

(2)机械搅拌法。这种方法是将脱硫剂加入铁水罐中,然后用耐火材料制成的搅拌器插入铁水搅拌,促使铁水与脱硫剂充分混合,进行脱硫反应。

机械搅拌法有多种方式,其中具有代表性的是KR法,如图2所示,其脱硫效果与搅拌器的转速、脱硫剂种类有关。

(3)钟罩插入法。这种方法是把含镁量40%以上的镁焦、镁钢屑等放入石墨一黏土制成的钟罩内。然后插入铁水罐中,利用在高温下沸腾而逸出的镁蒸汽与铁水接触,使铁水产生运动和进行脱硫反应,如图3所示。

镁焦脱硫装置

图3镁焦脱硫装置

1一固定螺栓;2—钢板;3—连接杆;4一圆筒;5—料筒;6—钢钎;7—镁焦

(4)喷射法。喷射法是利用喷枪把气体与脱硫剂混合后喷射到铁水中,使铁水与脱硫剂充分混合,促进脱硫反应,如图4所示。

ATH法脱硫装置示意

图4ATH法脱硫装置示意

I一喷枪;2—喷粉罐;3—操作平台;4一鱼雷罐车

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