鋼水脫硫新技術(shù)

1、鋼水脫硫新技術(shù)由于在鋼水加工過程中，硫元素的含量出現(xiàn)不斷增長的趨勢，同時市場上對 金屬的質(zhì)量要求也在不斷提升，在全球范圍內(nèi)，至少絕大多數(shù)的使用氧氣頂吹轉(zhuǎn) 爐的鋼鐵廠對其中部分鋼材進行了脫硫處理。常規(guī)的鋼水脫硫是把鋼鐵先進行轉(zhuǎn) 爐處理，然后再進行脫硫，這是后端脫硫，但是采用在金屬進入到轉(zhuǎn)爐中之前， 先進行脫硫處理的前端脫硫方式更具經(jīng)濟性。針對鋼水脫硫過程，盡管有許多種方法可以使用，但是在大規(guī)模的商業(yè)使用 上，有三種主要的脫硫方法：（1）機械攪拌脫硫法（KR）:使用石灰作為反應(yīng)試劑；（2）烏克蘭（Desmag）顆粒鎂噴吹技術(shù)或者鎂粉單通道注塑工藝（ MMI ）：將 鎂作為反應(yīng)試劑；（3）多通道共同

2、注塑工藝法：使用鎂粉、石灰或者電石（或者三者同時使用） 作為反應(yīng)試劑。反應(yīng)試劑在這三種常用的鋼水脫硫工藝中（KR、MMI和多通道混合共注塑法）,常 用的反應(yīng)試劑有石灰、電石和鎂粉等。所有的反應(yīng)過程都是基于如下的化學(xué)反應(yīng) 方程式：(D(2)S(fe) + CaS - CaS + O(fe)S(fe) + CaC2 - CaS + 2C(fe)S(fe) + Mg - MgS上述三個反應(yīng)式中，反應(yīng)（3）的反應(yīng)速率是反應(yīng)（2）的速率的3倍，同時 是反應(yīng)（1）的速率的20倍。這也就意味著，以鎂粉作為反應(yīng)試劑的時候，將會 比用其他試劑的反應(yīng)速率快很多。 在反應(yīng)結(jié)束之后，反應(yīng)產(chǎn)物之中會形成大量的 CaS和

3、MgS （它們的密度均比液態(tài)鐵的密度低），這些產(chǎn)物將會上升到液態(tài)鐵的 表面，并形成渣層。生產(chǎn)過程結(jié)束后，將這一層渣層清除，此時，硫元素將會從 鋼水中除去。當(dāng)MgS到達鋼水表面的時候，這些產(chǎn)物將會接觸到空氣中的氧氣， 那么將會發(fā)生如下的反應(yīng)過程：(4)2MgS + O2 - 2MgO + 2S此時，又有部分不受控制的硫元素再次溶解到液態(tài)鐵水里面。這就是所謂的 再次硫化過程，可以通過兩種方法來避免這種現(xiàn)象的產(chǎn)生一一第一種， 盡量避免 空氣和MgS的接觸，但是這也將會導(dǎo)致一些實際問題的發(fā)生，（反應(yīng)試劑的注入 過程和灰渣的清理過程都應(yīng)該惰性氣體的氛圍中進行）。第二種方法是，通過使 硫元素與鈣元素相結(jié)合

4、，從而形成更加穩(wěn)定的 CaS,其反應(yīng)方程式如下：MgS + CaO - CaS + MgO（5）MgS + CaC2 + 1/2O2 - CaS + MgO + 2C（6）此時，反應(yīng)生成的產(chǎn)物為 CaS和MgO,它們將會以一種更加穩(wěn)定的固體狀 態(tài)存在于灰渣之中。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的相關(guān)理論，鎂粉的反應(yīng)速度遠遠大于 鈣元素，因此可以作為鈣元素反應(yīng)的另一種替代反應(yīng)物試劑。但是，石灰和電石在與鋼水中的硫元素發(fā)生反應(yīng)的時候， 具有更低的平衡力，如圖1所示。這就意 味著雖然鎂可以達到一個更加快速的反應(yīng)速率， 但是石灰和電石在與其反應(yīng)時卻 能夠使得鋼水中的硫元素的濃度。反應(yīng)（1）和反應(yīng)（2）中產(chǎn)生的CaS

5、將會持續(xù)與反應(yīng)物試劑接觸，在 1分 鐘之內(nèi)，在上升壓力的作用下，將會導(dǎo)致這些產(chǎn)生的CaS不斷上升到灰渣層。反應(yīng)（3）為均相化合反應(yīng)，這就意味著在鎂粉接觸到硫元素之前，其必須先要 溶解到鋼水中。因此，反應(yīng)所形成的產(chǎn)物 MgS在反應(yīng)剛開始時將會以一種單一 的分子形式存在，同時需要花費更長的時間才能積聚和上升到灰渣層中（這個過程大約需要花費5到8分鐘）。在實際過程中，這就意味著，為了達到有效的脫 硫過程，在最后一次注入鎂粉之后，除渣過程的停止時間不能早于8分鐘，換句 話說，在反應(yīng)開始之后的8分鐘內(nèi)不需要進行灰渣的處理。S in IM時間圖1.鎂和鈣兩種物質(zhì)分別與硫反應(yīng)的平衡狀態(tài)圖1、機械攪拌脫硫法機

6、械式攪拌脫硫法（KR）是在1963年由日本新日鐵公司發(fā)明的。這是由于 在日本鎂礦產(chǎn)量很少，因此日本的企業(yè)也為此尋求一些替代品。 于是，石灰便順 理成章地成為了日本金屬冶煉行業(yè)中脫硫處理的最主要的反應(yīng)物試劑，當(dāng)然，有時也會在反應(yīng)過程中加入一些 CaF2和/或AI2O3等。在反應(yīng)試劑加入到反應(yīng)容器 中時，有兩種主要的方法，一是通過旋轉(zhuǎn)噴射槍（典型的旋轉(zhuǎn)速度為100到200轉(zhuǎn)/分鐘）將與載氣混合好的反應(yīng)試劑（常用的載氣為氮氣）一同注射到鋼水中； 第二種方式是直接從反應(yīng)器的頂部將反應(yīng)試劑加入到鋼水之中。其主要部件為一個巨型的攪拌器，這個攪拌器擁有4個巨大的轉(zhuǎn)子葉片，隨著葉片的轉(zhuǎn)動，可以 有效地在鋼水中

7、形成強烈的湍流。正是由于湍流的作用，導(dǎo)致相比于靜態(tài)注入來說，用于運輸氣體的氣泡的尺 寸將小很多，同時也使得石灰在鋼水中的停留時間顯著加長。 石灰停留時間的增 加對整個生產(chǎn)加工過程來說是至關(guān)重要的， 這是因為石灰是一種相對反應(yīng)速率較 慢的反應(yīng)試劑。圖2.機械式攪拌脫硫法（KR）示意圖通過機械式攪拌脫硫法（KR）的使用，石灰能夠被更加高效地利用，這就 意味著，生產(chǎn)過程中對石灰的需求量更少，同時，質(zhì)量更低的石灰也能夠使用。 然而，需要注意的是，攪拌也將意味著有一道工序需要在脫硫之前完成，那就是去除含有大量二氧化硅的高爐爐渣，因為這些爐渣將能夠使得石灰脫硫的作用效 率顯著降低。葉輪與鋼包中的耐火材料的

8、磨損程度將顯著增加。在裝有鋼水的鋼 包中，最后為了產(chǎn)生足夠強度的湍流，將需要一個更大的波動高度（這個波動高 度將要比混合注射法高出1m以上）。2、鎂粉單通道注射工藝在1969年至1971年期間，烏克蘭科學(xué)院 發(fā)明了鎂粉單通道注射工藝（MMI ） 到目前為止，這種工藝生產(chǎn)方法依然是烏克蘭和俄羅斯進行鋼水脫硫處理的主要 工藝，同時，在中國的一些工廠也在使用著這種工藝進行生產(chǎn)。在北美，由于這 種生產(chǎn)過程存在較大的應(yīng)力，導(dǎo)致對這種方法的測試以失敗告終。在鎂粉單通道注射工藝（MMI ）進行的過程中，通過一個喇叭形的注射器 將大量鎂合金注入到鋼水中。為了使得整個生產(chǎn)過程趨于穩(wěn)定，在噴射器的末端 設(shè)置一個空

9、腔，來是進入此腔體內(nèi)的鎂發(fā)生蒸發(fā)作用（鎂的沸點為1107C）。然而，也有一些工廠所使用的鋼包尺寸很龐大，鋼包里面使用的是直線型的噴射器， 同時系統(tǒng)中并不含有蒸發(fā)腔體。在上述的兩種不同的情況下，鎂的蒸發(fā)都能夠引 起足夠強度的湍流，從而可以確保在整個鋼水的范圍內(nèi)， 鎂作為反應(yīng)試劑能夠形 成良好的分配，分布均勻。圖3.鎂粉單通道注射工藝(MMI )鎂粉單通道注射工藝(MMI )的支持者這樣陳述他們的觀點，他們認為對 于使用鎂粉作為反應(yīng)試劑的脫硫工藝過程來說，石灰的加入并不能使得其脫硫效 率發(fā)生顯著的提高。當(dāng)然，這無疑是十分正確的，因為鎂的反應(yīng)速度比石灰快大 約20倍，對于整個脫硫反應(yīng)來說，等量石灰的

10、貢獻度將小于5%。相反地，這樣 一件事已經(jīng)得到了證實，實際上，石灰的加入不但沒有使得效率提升， 反而還使 得鎂脫硫的效率降低了，特別是在石灰的質(zhì)量不是很好的時候，這一點顯得尤為 突出。導(dǎo)致這樣狀況發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：CaCO3 - CaO + O(fe) + CO(7)O(fe) + Mg - MgO(8)當(dāng)然，如果只有鎂一種物質(zhì)作為反應(yīng)試劑加入到鋼水中時，再次硫化反應(yīng)將會成為其中一個主要的問題。另外一個比較嚴(yán)重的問題便是鎂反應(yīng)的渣層比較薄(相對于機械式攪拌脫硫法 KR和多通道共同注塑工藝來說)，在對上層灰渣進 行清理的過程中，將會導(dǎo)致更多接近灰渣層的鐵被一同清理出去， 從而導(dǎo)致灰渣 層

11、中大量鐵的損失，在經(jīng)濟性上不夠樂觀。為了使得灰渣層保持穩(wěn)定，同時減小 再次硫化反應(yīng)的發(fā)生，大多數(shù)鋼鐵廠的做法是在爐渣的上部加入一些石灰、助流 劑和混凝劑等。3、多通道混合注塑工藝將鎂和石灰兩種反應(yīng)試劑混合共同注射到鋼水中的工藝，可以結(jié)合兩種試劑 各自的優(yōu)點。一方面，鎂粉的加入可以顯著加強反應(yīng)的速率，而另一方面，石灰 可以減少后期硫化物聚合的時間， 進一步縮短整個脫硫工藝的時間成本。 在過去 的生產(chǎn)過程中，石灰有時候?qū)浑娛娲?，相對于石灰來說，電石具有更好的 效率，但是由于電石存在著一定的安全性的問題，因此，這種選擇在新的鋼鐵廠內(nèi)已經(jīng)不再使用了。多通道多反應(yīng)物共同注射的工藝已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)

12、被廣泛 使用，同時，這種方法也被看作是行業(yè)內(nèi)的一種標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)過程。圖4.多通道混合注塑工藝在生產(chǎn)過程中，不同的反應(yīng)試劑被分別儲存在不同的分配器中， 而當(dāng)試劑需 要進行反應(yīng)時，他們將會在注射生產(chǎn)線中進行混合。 試劑的注入都是通過一個直 線型的注射器來實現(xiàn)的，在注射器的底部有一個開口進行注射， 或者在側(cè)面安裝 多個開口。在注射過程中通常會使用到載氣（通常為氮氣） ，可以保證注射的過 程更加平順。載氣的加入和鎂粉的蒸發(fā)會在鋼水中制造大量的湍流，這就可以確保試劑能 夠在鋼水中形成充分穩(wěn)定均勻的分配。這種混合試劑注射的方法其中一個優(yōu)勢是， 鎂粉和石灰及電石的加入比例可以根據(jù)需要不斷地做出調(diào)整和改變，當(dāng)然這

13、是在實際需求和允許的情況下實現(xiàn)的。舉例來說，如果對反應(yīng)時間的要求不是很嚴(yán)格， 也就是說反應(yīng)時間可以加長的話，那么在注入的反應(yīng)試劑的比例就應(yīng)該相應(yīng)地做 出改變，比如增加石灰的用量，同時減小鎂粉的注入量，這將會導(dǎo)致整個加工生產(chǎn)過程更加具有靈活性，同時效率更高4、技術(shù)方面和冶金方面的比較所有的方法都有其各自的優(yōu)點和缺點。 因此，必須根據(jù)每一個鋼鐵廠的具體 情況和要求來設(shè)置每一種方法的優(yōu)先順序， 確保達到最佳的效果。但是，對于上 述的三種不同的脫硫方法來說，均可以從必要的技術(shù)條件以及冶金兩方面來進行 比較。表1.定性方面的比較KRMMI混合注入法運行時間-+ +鋼鐵損失+ + +部件磨損-+溫度損失-

14、+低含硫量+ +-+靈活性-+ +安全性+ +-+處理時間整個脫硫處理工藝的時間最終取決于所采用的反應(yīng)試劑和鋼水中的硫進行 化學(xué)反應(yīng)的速率。因為鎂粉作為反應(yīng)試劑的速率要比使用石灰作為反應(yīng)試劑時的 速度快很多，因此，單通道鎂粉注射法（ MMI ）和多通道共同注塑工藝的反應(yīng) 過程都比機械式攪拌脫硫法（KR）快。KR反應(yīng)過程存在一個額外的時間延長過 程，這是由于在將反應(yīng)試劑注入到鋼水中之前，需要進行一個額外的除法過程， 這主要是針對轉(zhuǎn)爐內(nèi)原先存在的灰渣。根據(jù)文獻的研究結(jié)果，平均而言，KR過程將會比多通道混合注射工藝多花費大約 10%到20%的時間。對于反應(yīng)試劑的注入時間來說，單通道鎂粉注射工藝（ M

15、MI ）將會比多通 道混合共同注射工藝花費更少的時間。 但是，這些所節(jié)約的時間都是有限的， 這 是因為只有當(dāng)所有的 MgS顆粒全部到達灰渣層的時候，除法過程才能夠停止， （這將會花費大約8分鐘的時間）?？傮w來說，單通道鎂粉注射法的反應(yīng)速率比 反應(yīng)試劑為鎂粉和石灰的混合試劑的多通道同時注射工藝的速率要快，（大約5%左右）；但是通常來說，當(dāng)多通道混合同時注射法的反應(yīng)試劑為鎂粉和電石的混合物時，它的反應(yīng)速率甚至?xí)?MMI的速率還要高。鋼鐵材料的損失在除去頂層的灰渣時，會造成大量的鋼鐵材料損失，這對鋼鐵廠來說是一個 主要關(guān)心的問題。鋼鐵的損失主要有兩種不同的方法。在頂層爐渣的形成過程中， 部分鐵水的

16、液滴將會被困在爐渣層中，形成一種乳液狀的形態(tài)。當(dāng)將這部分爐渣 去除時，這部分困在爐渣層中的鐵將會被一同除去，這就是所謂的乳化損失。一般來說，在爐渣層中，大約有一半的物質(zhì)是那些鐵水所形成的乳化物。那么，這 就將意味著通過盡可能地減小爐渣層的大小，將能夠使得乳化損失降低到最低。 而另外一個主要的鋼鐵損失是來源于夾帶損失。當(dāng)這些爐渣層被清理的時候，部分鋼鐵層將會與這些渣層連接，因此就會被一同除去。對于減少這部分夾帶損失， 可以通過如下方法來實現(xiàn)：在清理灰渣的時候更加仔細小心，避免過多的鐵損失； 或者使用更有粘性的灰渣，這將會更加易于消除。在KR工藝中，由于在這個過程中會產(chǎn)生大量的灰渣，同時，在進行脫

17、硫處 理之前，需要進行一個額外的除渣過程， 主要針對轉(zhuǎn)爐中的爐渣，其總體的鋼鐵 損失量將會比多通道混合注射法的損失量高出2-3倍。MMI工藝的鋼鐵乳化損失是三種方案中最低的，這是由于 MMI中的灰渣層的厚度是最小的（相對于混 合注射法來說，厚度大約小7倍）。然而，由于MMI中含有較低的堿度，因此， 相比于含有大量鈣的灰渣層來說，MMI的灰渣層中包含更多的含鐵乳化物。但 是相比于多通道混合共同注射和機械式攪拌脫硫工藝（KR）來說，MMI工藝過程中的鋼鐵夾帶損失將明顯提高，這是由于其灰渣層的厚度較小導(dǎo)致的除渣過程 困難。當(dāng)然，同時還需要注意的是，由于爐渣中硫的含量和濃度很高以及存在再 次硫化的風(fēng)險

18、，MMI工藝在處理灰渣的時候需要更加徹底。然而，根據(jù)一些文 獻所提供的數(shù)據(jù)，MMI過程的鋼鐵損失率是非常低的（甚至可以低于0.03%）,不過當(dāng)將鋼鐵的夾帶損失考慮在內(nèi)的時候， 這個數(shù)據(jù)似乎是沒有辦法實現(xiàn)的。但 是，在現(xiàn)實生產(chǎn)的過程中，發(fā)現(xiàn) MMI的鋼鐵損失率與多通道混合共同注射的鋼 鐵損失率是相似的：都是1%左右，而KR的鋼鐵損失率大約為2-3%。耐火材料和噴射器的磨損造成耐火材料以及噴射器等磨損的首要原因是：鋼水和熔融態(tài)的灰渣的高溫 和腐蝕性作用。對于KR過程來說，由旋轉(zhuǎn)葉輪所產(chǎn)生的湍流作用是造成其磨損 的主要原因。同時，葉輪也是非常容易遭受磨損的部件， 這是因為在運行過程中 會使得刀片發(fā)生

19、斷裂，此時將會相應(yīng)地減小湍流的強度，進而降低整體的效率。 由于存在各種磨損的問題，大量學(xué)者對耐火材料的方面做出了研究， 尤其是在與8KR系統(tǒng)相關(guān)的領(lǐng)域。相比于磨損問題較大的KR工藝，MMI的過程中就存在更 少的磨損問題，這是由于在 MMI工藝?yán)锩娴耐牧鲝姸雀　５?，由于目前?量的工廠中已經(jīng)使用鎂粉作為石灰的替代物，此時灰渣層中的堿性更低，也就造 成了腐蝕磨損作用的增強。多通道混合共同注入法相比于MMI來說，其湍流強度更低，同時具有更高的堿性，這就解釋了為什么在這種情況下， 耐火材料和噴 射器所遭到的磨損是三種方案中最小的。溫度損失在脫硫處理的過程中，鋼水將會散失大量的熱量。當(dāng)這些反應(yīng)試劑被

20、加入到 轉(zhuǎn)爐里的鋼水中時，鋼水的溫度會影響其廢料的產(chǎn)量， 使其增加，或者可以使得 轉(zhuǎn)爐中的除灰時間的加長。當(dāng)然，如果在脫硫處理過程發(fā)生之前，鋼水的溫度已 經(jīng)變得足夠低的話，那么脫硫過程的作用一定會被完全忽略。這種情況在KR工 藝過程中顯得更為常見。在脫硫處理過程中的溫度損失是否被看是一個嚴(yán)重的問 題，這主要取決于在當(dāng)?shù)氐匿撍蛷U料兩者之間的價格差。更高的溫度損失是有以下這些因素造成的： 更長時間的反應(yīng)過程，更加劇烈 的湍流運動，厚度更低的灰渣層（灰渣層在反應(yīng)過程中的作用就相當(dāng)于一種絕熱 的保溫材料，隔絕熱量的損失）以及一些產(chǎn)生熱量較少的反應(yīng)材料的使用（鎂粉 的反應(yīng)是一個放熱的化學(xué)反應(yīng)，但是石灰

21、參加的反應(yīng)卻不是）。在這幾種反應(yīng)方式中，KR工藝的反應(yīng)加工時間更長，湍流強度更大，同時過程中并不含有主要 的放熱反應(yīng)，三種因素的共同作用使得KR工藝過程的溫度損失量遠遠高于其他 工藝過程，相對于多通道混合同時注射法及 MMI注射工藝來說，其溫度損失量 是他們的三倍。多通道混合注射所花費的時間高于 MMI注射過程；而另一方面， 多通道混合注射法的湍流強度更低， 同時其灰渣層的厚度卻更高。因此，對于多 通道混合注射和MMI兩種脫硫工藝來說，他們的溫度損失量的大小是相似的。低含硫量現(xiàn)如今，鋼水中所含有白硫元素的濃度僅為 10-20ppm時，可以被認為是達 到標(biāo)準(zhǔn)要求的。由于鎂粉和金屬中的硫發(fā)生反應(yīng)的

22、過程中會出現(xiàn)再次硫化的現(xiàn)象， 因此，如果只有單一的反應(yīng)物鎂的時候，那么該脫硫反應(yīng)將無法達到以上的要求。 根據(jù)文獻的描述，通過使用鎂作為單一反應(yīng)物試劑的情況下所達到的低含硫量是 可以做到的，但是這些測量但是直接發(fā)生在試劑注入之后 （此時再次硫化的過程 還沒有開始進行）。然而，在實踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用 MMI工藝進行脫硫處理時， 在反應(yīng)試劑剛被注入到鋼水中的時候，金屬中的硫元素的濃度將會降低到0.006%以下。通過從轉(zhuǎn)爐的頂部增加一些助溶劑，可以對此進行一定量的補償。而當(dāng)使用多通道混合注入法進行脫硫處理時， 可以實現(xiàn)穩(wěn)定的低硫濃度要求。 然而，因為在硫的濃度較低的情況下，鎂作為反應(yīng)試劑將會是沒有效果的

23、， 因此 只有在其中注入一些石灰才能盡可能達到所需要的低濃度硫的要求。 由于在多通 道混合注入的方式下湍流強度較低， 因此相對于使用KR的方法來說，如果想達 到更低的硫濃度，將需要花費更長的時間以及更多的反應(yīng)試劑。當(dāng)要求達到持續(xù) 的低濃度硫含量的時候，KR法將會是最合適的。靈活性如果一個脫硫處理裝置可以應(yīng)對不斷變化的情況的話，比如當(dāng)試劑短缺或者反應(yīng)時間較短的時候，這樣的脫硫裝置將有利于鋼鐵廠的靈活運轉(zhuǎn)。在關(guān)于反應(yīng)時間的控制上，KR不是很靈活，這是因為在 KR之中，最佳的石灰流量以及攪 拌器的旋轉(zhuǎn)角度在運行之前都已經(jīng)確定了。通過將初始的硫釋放出去，KR工藝過程只能夠降低整個反應(yīng)所花費的時間。 對

24、于KR來說，反應(yīng)試劑的有效性將不 再是一個問題。然而，對于使用鎂粉作為反應(yīng)試劑的MMI過程來說，有可能會產(chǎn)生一些不足的方面，導(dǎo)致偶然的運行成本的增加，甚至?xí)?dǎo)致整個生產(chǎn)過程的 斷裂和停車。而對于多通道混合注入工藝來說， 無論是從加工的時間，還是從試 劑的不足兩方面來看，這種方法都具有很高的靈活性，因為所有的速率和比例都 是可以根據(jù)實際的需求靈活調(diào)節(jié)的。甚至可以將電石作為替代試劑注入到鋼水中 進行反應(yīng)。安全性能鎂粉是一種十分危險的、可燃性的化學(xué)物質(zhì)，如果發(fā)生泄漏，將有可能導(dǎo)致 著火的發(fā)生。而一旦鎂接觸到水，將會產(chǎn)生爆炸性的氣體一一氫氣。 當(dāng)其應(yīng)用到 脫硫反應(yīng)之中時，為了防止其產(chǎn)生巨大的危害，需要

25、在鎂的外面增加一個涂層。 盡管如此，相對于石灰來說，在可燃性方面，鎂合金依然是一種更加危險的反應(yīng) 試劑。在MMI反應(yīng)過程中（有時候也將使用在KR反應(yīng)里），經(jīng)常在試劑中加入 一些氟化鈣使得反應(yīng)進行更為穩(wěn)定。當(dāng)氟化鈣參與反應(yīng)時，將毒型的物質(zhì)一一氟 氣將會產(chǎn)生。加上在反應(yīng)試劑注射過程中所產(chǎn)生的強大應(yīng)力 （這是由于過程中會 產(chǎn)生的鎂粉的蒸發(fā)和氧化），對于人類的健康和環(huán)境的保護來說，這些都將使得 MMI脫硫工藝變得相對不安全?；旌献⑷雽τ贛MI工藝在北美被放棄使用，這也是其中的原因之一。同樣地，由于10大量鎂粉的使用，相對于KR工藝來說，混合注入方法也被認為其安全性能較低， 而在KR過程中，卻不會提供氟

26、化鈣?；诎踩苑矫娴目紤]，對于全新的混合 注射脫硫設(shè)備來說，電石是很少使用的（當(dāng)其接觸到水的時候，電石可以產(chǎn)生爆 炸性的氣體一一乙快）。相比于KR工藝中需要注入一些氟化鈣來說，混合注入 脫硫工藝（使用的是石灰作為反應(yīng)試劑）將是一個更為安全的選擇。位于中國的一家大型轉(zhuǎn)爐工廠中所配備的混合注入系統(tǒng)經(jīng)濟性當(dāng)考慮到資本支出（CAPEX）這一因素的時候，KR系統(tǒng)的造價將會比混合 注入法以及MMI更加昂貴，這是因為其結(jié)構(gòu)更加龐大，同時還將使用到攪拌機 械和動力系統(tǒng)。MMI的價格要比混合注入工藝的價格更加低廉，這是因為 MMI 在制造的過程中只需要一個配送器。但是，運行成本卻通常是最重要的一個因素。 對于

27、運行成本，最有效的影響因素描述如下。表2.最主要的運行成本貢獻度的比較每噸鋼水KRMMI混合注入法鋼鐵損失? 7.50? 3.00? 3.0011反應(yīng)試劑成本? 0.70? 1.45? 1.60設(shè)備磨損? 1.00? 0.70? 0.41溫度損失? 0.75? 0.25? 0.25總計? 9.95? 5.40? 5.26鋼鐵損失鋼鐵損失是這些因素中對運行成本影響最大的一個方面。我們假設(shè)每噸鋼水的價格為300?。對于 MMI和混合注射工藝來說，其液態(tài)鋼鐵損失量為總量的 1%,而對于KR則為2.5%。而當(dāng)考慮到將這些灰渣層進行循環(huán)使用時，通常情 況下，對于鋼鐵損失所帶來的成本將會有所降低。除渣過程

28、一一在脫硫處理過程中不可避免的一部分反應(yīng)試劑成本對于反應(yīng)試劑的成本，我們做出以下的假設(shè)：鎂粉的費用為每噸2500?,混合注入工藝中的石灰價格為每噸175?,而KR工藝中的石灰（質(zhì)量要求更低） 的價格為每噸50?。同時還可以這樣估計：在混合注入工藝和MMI工藝方案下, 平均每噸鋼水中將會注入大約 0.5kg的鎂粉。在混合注射工藝中，混合試劑常用 的平均比例為1:4 （Mg： CaO）,也就是說每噸鋼水中還將需要大約 2kg的石灰。12 而KR過程的注入量為每噸10kg。對于KR和MMI來說，也將要加入一些助溶 劑和/或者一些混凝劑（大約為單位熱量加入 500kg,成本大約為每噸80?）。因 此這

29、里的成本大約為每噸鋼水中加入 0.20?。設(shè)備磨損對于整個脫硫過程來說，最主要的設(shè)備磨損集中在旋轉(zhuǎn)葉片和鋼包的耐火磚 上。因為維修費用與設(shè)備磨損所帶來的差值是可以忽略的，因此對剩余設(shè)備的維修費用將不在考慮范圍之內(nèi)。KR脫硫處理系統(tǒng)中一套完整的旋轉(zhuǎn)葉片平均為30000tHM （每200噸中需要150次加熱），其價格大約為8000?。而 MMI脫硫 工藝中的旋轉(zhuǎn)葉片平均為10000tMH （50次加熱），其費用大約為1500?。對于 混合注入法來說，其旋轉(zhuǎn)葉片平均也為 10000tHM，而所需的費用則為800?。 這些旋轉(zhuǎn)葉片的平均壽命也包括了這樣一個事實，那就是在他們第一次的加熱過 程中，將會出現(xiàn)一些破損和斷裂的情況。鋼水鋼包中含有大量的耐火材料，而這些耐火材料的更換將要花費大約 12000?（這其中也將勞動力的成本包含在內(nèi)）。因為在MMI和KR兩種工藝運 行的時候，將需要更多的波動空間（至少為 50cm）,所以耐火材料的更換數(shù)量將 會多出10%左右（因此總成本為 13200?）。對于KR系統(tǒng)來說，大約平均每 18000t