鐵水預(yù)處理畢業(yè)設(shè)計(jì)

PAGE內(nèi)蒙古科技大學(xué)PAGEPAGE50摘要采用鐵水預(yù)處理工藝可以使轉(zhuǎn)爐進(jìn)行少渣煉鋼，使高爐焦比降低，提高了鐵水的質(zhì)量和煉鋼廠的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)出的含硫含量低的鋼材滿足了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)鋼鐵材料的要求。所以鐵水預(yù)處理已成為現(xiàn)代煉鋼的重要環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)對(duì)鐵水預(yù)脫硫的發(fā)展歷程、現(xiàn)代最常用的鐵水預(yù)處理的新方法、新工藝、常用的脫硫劑和其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了綜述，并且在環(huán)保方面也進(jìn)行了綜述。本次設(shè)計(jì)采用的是單噴顆粒鎂脫硫的預(yù)處理方法。根據(jù)新建年產(chǎn)500萬(wàn)噸合格鑄坯煉鋼廠的實(shí)際工藝流程，比較了幾種鐵水預(yù)處理工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)了單噴顆粒鎂的脫硫站，并對(duì)貯鎂倉(cāng)、噴吹罐、噴射器和噴槍進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選用。關(guān)鍵詞：鐵水預(yù)處理；噴鎂；脫硫劑；設(shè)備參數(shù)及布置AbstractUsingironpretreatmentprocesscanmakeforadopingslaglesssteelmakingconverter,cokereducingfurnace,improvingthequalityoftheironandsteeleconomicbenefits.Producelowsulfuralsosatisfythesteelinmodernscienceandtechnologyforsteelmaterials.Sotheironpretreatmenthasbecometheimportantlinkofthemodernsteel-making.Thedesignofthedevelopmentcourse,getsthemostcommonlyusedmodernironpretreatmentofnewmethods,newtechniquesandcommondesulfurizer,andthereactionmechanismarereviewed,andintheenvironmentalaspectsarereviewed.ThisdesignUSESisthesingleparticlemagnesiuminjectionofdesulphurizationpretreatmentmethods.Accordingtothenewannual500tonsofqualifiedsteelcastingpracticalprocess,comparestheadvantagesanddisadvantagesofseveralironpretreatmentprocess.Thedesignofthesingleparticlemagnesiuminjection,magnesiumanddesulfurizationandblowingcans,injectorandspraytocarryonthedesignandselection.Keywords：hotmetalpretreatment；magnesiuminjection；Thedesulfurizer；Equipmentparametersandlayout目錄TOC\o"1-4"\h\z\u摘要 I第一章文獻(xiàn)綜述 11.1前言 11.2鐵水預(yù)處理的發(fā)展歷程 21.3鐵水預(yù)處理的必要性 21.3.1鐵水預(yù)處理功能演進(jìn) 31.3.2全量鐵水“三脫”處理的效果 41.3.3鐵水進(jìn)行全量預(yù)處理的必要性 51.4鐵水預(yù)處理的方法及比較 81.4.1KR攪拌法 81.4.2KR法脫硫工藝需要注意的問題 101.4.3單顆粒鎂鐵水深脫硫 111.4.4復(fù)合噴吹鎂基脫硫劑脫硫 121.4.5KR法與噴吹法的比較 141.5鐵水深脫硫的工藝實(shí)踐 171.5.1原始硫含量及鎂粉消耗對(duì)深脫硫的影響 171.5.2聚渣劑的優(yōu)化使用及扒渣效果對(duì)鐵水深脫硫的影響 181.5.3溫度對(duì)深脫硫的影響 19第二章生產(chǎn)規(guī)劃 202.1生產(chǎn)規(guī)模 202.2產(chǎn)品大綱 202.3產(chǎn)品方案 202.4鐵水預(yù)處理間的生產(chǎn)計(jì)劃 212.4.1鐵水預(yù)脫硫 21第三章方案選擇 233.1鐵水預(yù)處理間的位置確定 233.2鐵水預(yù)脫硫處理方法 233.2.1魚雷罐車頂噴法（TDS） 233.2.2鐵水罐噴吹脫硫 243.2.3混鐵車噴粉脫硫 253.3常用的鐵水脫硅預(yù)處理方法 273.3.1高爐鐵溝連續(xù)脫硅法 273.3.3混鐵車或鐵水包內(nèi)噴粉脫硅法 28第四章常用的鐵水脫硫劑及脫硫指標(biāo) 294.1常用脫硫劑 294.2常用脫硫劑反應(yīng)特點(diǎn) 294.2.1電石粉 294.2.2石灰粉脫硫 304.2.3用Mg粉脫硫 304.3脫硫生產(chǎn)指標(biāo) 314.3.1脫硫效率() 314.3.2脫硫劑效率(Ks) 314.3.3脫硫劑的反應(yīng)率ηm 324.3.4脫硫分配比(LS) 32第五章噴吹法脫硫系統(tǒng)的主要設(shè)備性能和參數(shù) 345.1供料系統(tǒng) 345.1.1槽車 345.1.2儲(chǔ)料倉(cāng) 345.1.4鎂粉貯粉倉(cāng) 345.2噴吹系統(tǒng) 355.2.1發(fā)送罐（噴粉罐） 355.2.2噴射器 365.2.3噴吹管路 365.2.4噴槍的設(shè)計(jì)和選擇 375.2.5噴槍傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 375.3測(cè)溫、取樣裝置 385.4鐵水罐運(yùn)輸與傾翻車 385.5扒渣設(shè)備的選擇 405.5.1吹渣機(jī) 425.6硫分析儀 435.7渣罐車 435.8鐵水罐 435.950/10t橋式起重機(jī) 445.105t單梁懸掛起重機(jī) 44第六章鐵水預(yù)脫硫工藝過程 456.1脫硫劑的準(zhǔn)備 456.2噴吹脫硫工藝 456.3扒渣 456.4稱量、測(cè)溫和取樣 456.5加保溫劑 456.6噴槍更換及修理 46第七章鐵水預(yù)處理與環(huán)保 477.1在環(huán)保方面采取的措施 477.1.1除塵系統(tǒng)的優(yōu)化 477.1.2全面改造活動(dòng)煙罩和固定煙罩 487.1.3分離汽車上料和脫硫投料的氮?dú)庵禋庠?并且進(jìn)一步分離投料助吹氣源 487.1.4嚴(yán)格控制脫硫劑的粒度脫硫劑顆粒 49第八章中國(guó)鐵水預(yù)處理技術(shù)的發(fā)展 508.1發(fā)展特點(diǎn) 508.1.1鐵水預(yù)處理量增長(zhǎng)迅速，鐵水預(yù)處理比增長(zhǎng)緩慢 508.1.2各種鐵水預(yù)處理方法并存、同步發(fā)展 508.1.3KR攪拌法脫硫 528.1.4其它鐵水預(yù)處理技術(shù) 538.2發(fā)展方向 538.3快速發(fā)展前景 53參考文獻(xiàn) 55致謝 57內(nèi)蒙古科技大學(xué)第一章文獻(xiàn)綜述1.1前言鐵水預(yù)處理要是指鐵水在進(jìn)入轉(zhuǎn)爐之前的三脫處理。廣義的鐵水預(yù)處理是指包括對(duì)鐵水脫硫、脫硅、脫磷的三脫處理，另外還有特殊鐵水的預(yù)處理，如含V鐵水的提V等。鐵水脫硫是二十世紀(jì)70年代發(fā)展起來的鐵水處理工藝技術(shù)，它已成為現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)優(yōu)化工藝流程的重要組成部分。鐵水脫硫的主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1)鐵水中含有大量的硅、碳和錳等還原性的元素，在使用各種脫硫劑時(shí)，脫硫劑的燒損少，利用率高，有利于脫硫。(2)鐵水中的碳、硅能大大提高鐵水中硫的活度系數(shù)，改善脫硫的熱力學(xué)條件，使硫較易脫致較低的水平。(3)鐵水中含氧量較低，提高渣鐵中硫的分配系數(shù)，有利于脫硫。(4)鐵水處理溫度低，使耐火材料及處理裝置的壽命比較高。(5)鐵水脫硫的費(fèi)用低，如在高爐、轉(zhuǎn)爐、爐外精煉裝置中脫除一公斤硫，其費(fèi)用分別是鐵水脫硫的2.6、16.9和6.1倍。(6)鐵水爐外脫硫的過程中鐵水成份的變化，比煉鋼或鋼水爐外處理過程中鋼水成份的變化對(duì)最終的鋼種成份影響小。采用鐵水脫硫，不僅可以減輕高爐負(fù)擔(dān)，降低焦比，減少渣量和提高生產(chǎn)率，也使轉(zhuǎn)爐也不必為脫硫而采取大渣量高堿度操作，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)爐高氧化性爐渣條件下脫硫是相當(dāng)困難的。因此鐵水脫硫已成為現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)優(yōu)化工藝流程的重要手段，是提高鋼質(zhì)量、擴(kuò)大品種的主要措施。早期的鐵水脫硫方法有很多種：如將脫硫劑直接加在鐵水罐罐底，靠出鐵鐵流的沖擊形成混合而脫硫的鋪撒法。也有將脫硫劑加入裝有鐵水的鐵水罐中，然后將鐵水罐偏心旋轉(zhuǎn)或正向反向交換旋轉(zhuǎn)的搖包法。之后逐步發(fā)展至今天采用的KR攪拌法及噴槍插入鐵水中的噴吹法。鐵水預(yù)處理工藝經(jīng)過近四十年的發(fā)展，已成為完善和優(yōu)化整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)工藝流程、確保節(jié)能降耗、達(dá)到優(yōu)質(zhì)高效目標(biāo)的不可缺少的工藝環(huán)節(jié)，是大批量生產(chǎn)高純度鋼、降低普碳鋼生產(chǎn)成本和實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐少渣吹煉的關(guān)鍵性技術(shù)。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的鋼鐵廠，幾乎100%的鐵水都進(jìn)行了相應(yīng)的預(yù)處理。1.2鐵水預(yù)處理的發(fā)展歷程在1847年，英國(guó)Thiel等用一座平爐進(jìn)行過鐵水預(yù)脫硅脫磷工業(yè)試驗(yàn)，再用此鐵水煉鋼提高了煉鋼生產(chǎn)效率。鞍鋼在建國(guó)初期也采用過此種工藝。1879年，歐洲用托馬斯轉(zhuǎn)爐去磷，冶煉高磷（1.8%~2.2%）鐵水，磷是煉鋼過程的主要發(fā)熱元素之一，煉鋼渣可用作磷肥。后來的堿性平爐和氧氣轉(zhuǎn)爐都有較強(qiáng)的去磷能力，對(duì)于一般含磷（0.04%~0.1%）鐵水冶煉普通鋼種都能滿足去磷要求。到了20世紀(jì)80年代，由于石油危機(jī)沖擊的影響，需要發(fā)展節(jié)能、省原材料、減少?gòu)U棄物的新工藝。煉鋼在實(shí)現(xiàn)鐵水預(yù)脫硫后，進(jìn)一步研究了預(yù)脫磷問題，同時(shí)也是適應(yīng)低磷鋼和純凈鋼種的需求。1982年3月，住友鹿島廠實(shí)現(xiàn)了堿精煉工藝（SARP），同年9月新日鐵君津廠最佳精煉工藝（ORP）運(yùn)行，月神戶廠專用爐脫磷投入使用。1984~1985年，川崎的千葉廠和水島廠鐵水預(yù)處理站先后投產(chǎn)，并于1988年末擴(kuò)建為鐵水全處理。1986年11月，日本鋼管京濱廠脫磷站投產(chǎn)。1990年，住友各廠實(shí)現(xiàn)了雙爐串聯(lián)簡(jiǎn)單精煉工藝（SRP）。1993年4月，韓國(guó)浦項(xiàng)公司建成脫磷站。1998年，日本鋼管福山廠也采用雙爐串聯(lián)工藝處理100%鐵水。歐洲只見意大利塔蘭托廠和荷蘭霍戈文廠有脫磷試驗(yàn)的報(bào)道。我國(guó)太鋼二煉鋼于1988年建成鐵水三脫預(yù)處理站，但脫硅脫磷處理較少。寶鋼1990年末在一煉鋼預(yù)脫硫站部分改為三脫預(yù)處理，由于工藝不完善沒有正常運(yùn)行二煉鋼在1998年3月三脫預(yù)處理站投入運(yùn)行。1994年5月，中國(guó)臺(tái)灣中鋼鐵水三脫預(yù)處理站投產(chǎn)。這種發(fā)展變化是適應(yīng)提高鋼的質(zhì)量降低冶煉工藝成本和減少?gòu)U棄物的環(huán)保需要的。1.3鐵水預(yù)處理的必要性鐵水預(yù)處理技術(shù)對(duì)現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼廠而言，其重要性已從原來冶煉一些對(duì)含硫量要求特別嚴(yán)的鋼種演進(jìn)成為煉鐵煉鋼凝固過程優(yōu)化不可分割的重要環(huán)節(jié)。由于轉(zhuǎn)爐預(yù)處理鐵水進(jìn)行脫磷工藝的創(chuàng)新開發(fā)，逐漸形成了一種全量鐵水進(jìn)行“三脫”處理的技術(shù)進(jìn)步模式：高爐鐵水鐵水包內(nèi)脫硫脫磷轉(zhuǎn)爐脫硅、脫磷2脫碳升溫轉(zhuǎn)爐。研究結(jié)果表明：該種模式將預(yù)處理過程分階段分容器進(jìn)行，使得冶金熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)條件達(dá)到最優(yōu)化，從而獲得高效、低耗的預(yù)處理效果。全量鐵水“三脫”的概念是所有進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煉鋼的鐵水都要進(jìn)行“三脫”預(yù)處理。當(dāng)前，鐵水是否全量“三脫”仍存在著一些爭(zhēng)議，新建的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)將以板、帶材為主打產(chǎn)品，對(duì)鐵水雜質(zhì)元素含量有嚴(yán)格的要求，本文旨在對(duì)新建鋼廠鐵水進(jìn)行全量預(yù)處理的必要性予以探討。1.3.1鐵水預(yù)處理功能演進(jìn)鐵水預(yù)處理是建立在對(duì)冶金過程熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)深入研究基礎(chǔ)上而增設(shè)的工序，從流程工程層面上看，其實(shí)際功能已超越了原來對(duì)質(zhì)量調(diào)控的范疇，逐漸演進(jìn)為工序及工序間的質(zhì)量、能量及協(xié)調(diào)緩沖的調(diào)節(jié)器。(1)冶金負(fù)荷和質(zhì)量調(diào)節(jié)器由于鐵水預(yù)處理過程中有著良好的脫硫熱力學(xué)條件和動(dòng)力學(xué)條件，脫硫效率很高，因此也顯示出了經(jīng)濟(jì)價(jià)值，表1.1列出了不同工序脫除1kg硫所需費(fèi)用的比較。表1.1不同工序脫出1kg硫的所需的費(fèi)用（美元）高爐爐內(nèi)脫硫鐵水預(yù)處理脫硫轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)脫硫鋼包脫硫2710.511764鐵水預(yù)處理脫硫有著技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，高爐內(nèi)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)每降低0.001%,焦比會(huì)增加2~3kg/t，而爐外脫硫可降低焦比30~40kg/t，產(chǎn)量提高5%~8%[5]；爐外脫硫還為煉鋼的少渣冶煉創(chuàng)造了條件。此外，高爐鐵水的脫硅、脫磷預(yù)處理，對(duì)于冶煉超低磷鋼時(shí)，可以降低甚至基本免除轉(zhuǎn)爐的脫磷負(fù)荷，并穩(wěn)定地獲得w(P)<0.004%的超低磷鋼，降低煉鋼轉(zhuǎn)爐的造渣負(fù)荷。能量調(diào)節(jié)器鐵水預(yù)處理可通過適度脫硅來調(diào)節(jié)鐵水化學(xué)能，從而為煉鋼過程減輕造渣負(fù)荷、適度利用廢鋼和控制合理的轉(zhuǎn)爐出鋼溫度提供經(jīng)濟(jì)合理的前提條件?！拌F水包內(nèi)脫硫2轉(zhuǎn)爐脫硅、脫磷”的全量鐵水預(yù)處理模式取消了傳統(tǒng)工藝流程中的混鐵爐、魚雷罐倒罐站，不僅減少了人員及崗位設(shè)置、設(shè)備投資維護(hù)及運(yùn)行成本，更沒有了倒包的能耗與污染[6]，利于節(jié)能、減排?；扈F爐與倒罐站的取消是從工藝流程上進(jìn)行節(jié)能、減排，即從根本上杜絕大量能耗與排放，這符合政府提出的到2010年單位GDP能源消耗比2005年末降低20%左右的政策。(2)協(xié)調(diào)2緩沖器基于高爐的連續(xù)反應(yīng)過程和間歇的輸出方式，而轉(zhuǎn)爐則按一定周期間歇作業(yè)方式，兩者之間的銜接2緩沖關(guān)系以往是以混鐵爐來實(shí)現(xiàn)的。鐵水預(yù)處理工序的確立，使得大型運(yùn)鐵水容器(如鐵水包等)逐步成為高爐2轉(zhuǎn)爐之間在鐵水成分、過程時(shí)間、過程溫度等重要參數(shù)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化匹配基礎(chǔ)上連續(xù)作業(yè)的協(xié)調(diào)2緩沖器。另外，因鐵水預(yù)處理過程分階段分容器進(jìn)行使得“三脫”的不同任務(wù)可以并行，從而提高了工序效率，為整個(gè)生產(chǎn)的高效匹配提供了保障。1.3.2全量鐵水“三脫”處理的效果(1)全“三脫”的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果全量鐵水“三脫”的煉鋼生產(chǎn)流程不僅是為了生產(chǎn)高質(zhì)量鋼(超低硫管線鋼、IF鋼等)，更重要的是為了促進(jìn)煉鋼生產(chǎn)的時(shí)間節(jié)奏更快、效率更高，這主要是針對(duì)生產(chǎn)板帶的大型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的，其模式如圖1.1所示[8]。全量鐵水“三脫”預(yù)處理工藝會(huì)引起煉鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏加速和效率提高，特別是脫磷轉(zhuǎn)爐和脫碳轉(zhuǎn)爐可以實(shí)現(xiàn)20min左右的冶煉周期，也會(huì)導(dǎo)致平面布置的優(yōu)化，甚至轉(zhuǎn)爐噸位等一系列參數(shù)的優(yōu)化。還將使大型轉(zhuǎn)爐的總吹氧時(shí)間縮短到9min左右，而出鋼2出鋼周期時(shí)間約為20min左右。這與現(xiàn)在大型轉(zhuǎn)爐出鋼2出鋼時(shí)間周期一般為30~40min形成了鮮明對(duì)比。即在全量鐵水“三脫”預(yù)處理的條件下，大型轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率將提高1/3左右，如圖1.2[8]所示。全量鐵水“三脫”預(yù)處理的技術(shù)意義和經(jīng)濟(jì)意義不同于部分鐵水“離線脫硫處理”或“部分鐵水三脫”預(yù)處理，而且鐵水脫磷后降低了轉(zhuǎn)爐渣中的磷含量，有利于轉(zhuǎn)圖1.1全量鐵水三“脫預(yù)”處理的煉鋼過程爐渣的循環(huán)利用。在某種意義上看，對(duì)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)而言，采用全量鐵水“三脫”工藝可能會(huì)有類似于“全連鑄”生產(chǎn)體制的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，即對(duì)高爐轉(zhuǎn)爐板帶材流程的大型聯(lián)合企業(yè)，有可能通過全量鐵水“三脫”的工藝途徑實(shí)現(xiàn)在一個(gè)煉鋼廠的體制下年產(chǎn)800~1000萬(wàn)t鋼的規(guī)模。采用鐵水“三脫”預(yù)處理，是現(xiàn)代化(大型)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展趨勢(shì)。但考慮到我國(guó)轉(zhuǎn)爐設(shè)備能力，鋼種多、產(chǎn)品磷含量要求的差異以及鐵水、廢鋼資源的結(jié)構(gòu)等情況，首先應(yīng)當(dāng)大力提高鐵水脫硫預(yù)處理的比例；再根據(jù)市場(chǎng)的需要、轉(zhuǎn)爐裝備及原料的變化等情況逐步在大型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠實(shí)現(xiàn)全量鐵水“三脫”預(yù)處理。然而，對(duì)于在新世紀(jì)新建的新一代大型鋼廠應(yīng)該大膽地、創(chuàng)新地采用全量鐵水“三脫”的煉鋼工藝過程，以高效、低成本地生產(chǎn)高級(jí)板帶材。圖1.2大型氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉周期縮短對(duì)年產(chǎn)量的影響(2)全“三脫”的運(yùn)行實(shí)績(jī)國(guó)內(nèi)目前還沒有已投產(chǎn)的廠家對(duì)全量鐵水進(jìn)行“三脫”，更沒有“鐵水包內(nèi)脫硫轉(zhuǎn)爐脫硅、脫磷”的全三脫模式，曹妃甸雖然采用了此種模式，但還沒有投產(chǎn)，因此無(wú)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。寶鋼兩個(gè)煉鋼廠部分鋼種采用了全“三脫”的生產(chǎn)工藝，兩個(gè)煉鋼廠略有不同，一煉鋼廠工藝如下：高爐鐵水(魚雷罐承載)扒渣魚雷罐內(nèi)脫硫兌鐵兌鐵包內(nèi)深脫硫扒渣轉(zhuǎn)爐內(nèi)脫磷脫碳轉(zhuǎn)爐。二煉鋼廠工藝如下：高爐鐵水溝脫硅扒渣魚雷罐內(nèi)同時(shí)三脫扒渣兌鐵鐵水罐扒渣轉(zhuǎn)爐。1.3.3鐵水進(jìn)行全量預(yù)處理的必要性從以上分析可以看出，鐵水預(yù)處理工序的功能已經(jīng)發(fā)生了演進(jìn)，尤其對(duì)于新建的大型鋼廠，該工序在滿足鋼種要求的同時(shí)還需完成優(yōu)化鋼鐵制造流程、加速生產(chǎn)節(jié)奏、提高生產(chǎn)效率及降低成本等任務(wù)。若是采用部分鐵水“三脫”預(yù)處理，將帶來煉鋼、精煉、連鑄的操作混亂，時(shí)間可能會(huì)混亂，影響物流的有序運(yùn)行。對(duì)鐵水進(jìn)行全量“三脫”的優(yōu)勢(shì)和必要性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(1)提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的需要我國(guó)目前已經(jīng)有5.5億t鋼的生產(chǎn)能力，國(guó)家控制鋼鐵產(chǎn)品出口的調(diào)控政策及國(guó)際貿(mào)易爭(zhēng)端帶來的不利影響已經(jīng)使得我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品出口量開始出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。一方面是產(chǎn)能大且仍較快速度增長(zhǎng)，另一方面是出口的負(fù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)需求沒有明顯增長(zhǎng)時(shí)勢(shì)必出現(xiàn)供求及價(jià)格的大幅波動(dòng)，考慮到出口產(chǎn)品的低端現(xiàn)狀，綜合國(guó)家環(huán)境政策及國(guó)際鐵礦石價(jià)格上漲的因素，國(guó)內(nèi)各鋼鐵企業(yè)面臨的是產(chǎn)能過剩、成本卻升高的不利局面。企業(yè)從產(chǎn)量效益型轉(zhuǎn)向品種、質(zhì)量效益型的發(fā)展模式是未來鋼鐵工業(yè)的長(zhǎng)久課題,產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力是企業(yè)利潤(rùn)與可持續(xù)發(fā)展的核心。新一代鋼鐵企業(yè)市場(chǎng)定位應(yīng)該是高端產(chǎn)品，為了增強(qiáng)企業(yè)及產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，需要搭建一個(gè)高效低成本的潔凈鋼平臺(tái)，全量鐵水預(yù)處理模式滿足這一要求，在提供優(yōu)質(zhì)鐵水的同時(shí)還為工序間的高效匹配、節(jié)能降耗、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等方面建立起低成本、高質(zhì)量的生產(chǎn)平臺(tái)。(2)可促進(jìn)高磷礦的開發(fā)利用鐵礦石漲價(jià)使得高磷礦的利用空間得以擴(kuò)展。我國(guó)高磷鐵礦資源比較豐富，如云南東川礦等。寧鄉(xiāng)式鐵礦床現(xiàn)已探明的儲(chǔ)量達(dá)37.2億t，占全國(guó)沉積鐵礦探明儲(chǔ)量的73.5%。鐵礦品位為30%~45%，含磷偏高，w(P)為0.4%~1.1%。針對(duì)不同性質(zhì)的含磷鐵礦石，國(guó)內(nèi)外專家進(jìn)行了較為深入的脫磷工藝研究。在梅山鐵礦脫磷工業(yè)試驗(yàn)中采用磁選法，由w(P)=0.399%的原礦得到了w(P)=0.246%的鐵精礦，取得了良好的效果；紀(jì)軍采用分散2選擇性聚團(tuán)反浮選降磷試驗(yàn)，通過適當(dāng)調(diào)整藥劑制度和流程結(jié)構(gòu)，可使w(P)由原礦中的0.570%下降到鐵精礦中的0.236%；盧尚文等采用酸浸法使烏石山鐵礦中w(P)降低了40%～50%，并提高鐵品位4%~6%；黃劍胯等人采用微生物浸出法可將鐵礦中的w(P)降低到0.20%以下；何良菊等進(jìn)行了氧化亞鐵硫桿菌氧化黃鐵礦生產(chǎn)浸出液及以此浸出液浸礦脫磷的研究，可使脫磷率達(dá)到76.89%?？偟膩碚f，高磷礦選礦脫磷還存在著一些問題，如難以同時(shí)滿足脫磷率高、金屬回收率高、精礦產(chǎn)品含鐵品位高的要求等，但隨著礦石成本的上漲，加大高磷礦的利用率是必然趨勢(shì)。高磷礦的脫磷環(huán)節(jié)主要有兩個(gè)，選礦之外就是鐵水預(yù)處理。工藝技術(shù)與成本原因?qū)е聫倪x礦環(huán)節(jié)要得到合乎要求的鐵水目前仍有些難度，鐵水預(yù)脫磷變得尤為重要。鐵水全量預(yù)處理脫磷可降低高磷礦選礦成本、減輕轉(zhuǎn)爐脫磷負(fù)荷，高爐可以部分使用高磷礦，煉鐵生產(chǎn)可以采用較高磷含量的低價(jià)位鐵礦石，鐵水磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)放寬至0.10%~0.15%,用高磷鐵礦比進(jìn)口鐵礦將節(jié)約成本至少200元/t。值得一提的是，采用專用轉(zhuǎn)爐脫磷效果良好，脫磷率基本能保證在90%左右，除極低磷鋼種外，鐵水磷含量的要求均有放寬，全量鐵水預(yù)處理工藝的推廣有助于快速推進(jìn)高磷礦的開發(fā)利用。(3)爐渣的綜合性利用脫碳轉(zhuǎn)爐的爐渣可以作為脫磷轉(zhuǎn)爐的脫磷劑，減少石灰用量，進(jìn)而顯著減少渣總量。和歌山脫磷轉(zhuǎn)爐的造渣劑成分為10kg/t的脫碳爐渣加上10kg/t石灰；新日鐵脫硫、脫磷、脫碳渣總量已經(jīng)控制在60kg/t以下；脫磷轉(zhuǎn)爐渣的堿度為1.5~2，可以不經(jīng)蒸汽老化處理，直接使用于筑路或作水泥等，(4)有利于脫碳轉(zhuǎn)爐使用錳礦渣量的減少使得用錳礦代替錳鐵成為可能。寶鋼在少渣吹煉條件下，用錳礦替代或部分替代錳鐵投入脫碳轉(zhuǎn)爐還原成鋼水Mn含量，基本不用或少用50%左右的Fe2Mn合金，可以降低成本，在錳礦加入量為10kg/t的條件下，停吹鋼水w(C)≥0.04%時(shí)，錳收得率可達(dá)到61%,最高達(dá)到83.9%；停吹鋼水w(C)平均為0.05%時(shí)，錳收得率可達(dá)到60.2%，最高達(dá)到85.9%。鹿島制鐵所脫碳轉(zhuǎn)爐(260t)不加廢鋼，錳礦用量約15kg/t，Mn的回收率為40%，終點(diǎn)錳約0.25%，渣量為20kg(5)可加快大型轉(zhuǎn)爐冶煉節(jié)奏采用轉(zhuǎn)爐脫磷后，反應(yīng)容器自由空間增大，可以增加供氧和底吹氣體攪拌強(qiáng)度，顯著提高生產(chǎn)效率，適合與現(xiàn)代高拉速板坯鑄機(jī)匹配運(yùn)行。1999年改建的日本和歌山煉鋼廠(KR脫硫轉(zhuǎn)爐脫磷轉(zhuǎn)爐煉鋼)的生產(chǎn)節(jié)奏明顯加快；脫磷轉(zhuǎn)爐與脫碳轉(zhuǎn)爐的吹煉時(shí)間可控制在9min左右，脫碳轉(zhuǎn)爐的Ttap2tap可以控制在20min以內(nèi),實(shí)現(xiàn)了一個(gè)煉鋼轉(zhuǎn)爐供應(yīng)2臺(tái)RH精煉和3臺(tái)鑄機(jī)的高效率生產(chǎn)。(6)有利于節(jié)能全量鐵水預(yù)處理不僅帶來大型轉(zhuǎn)爐節(jié)奏的加快，還與精煉、連鑄等工序更加匹配，使得全流程的物流更加流暢、時(shí)間節(jié)奏更為緊湊、工序能耗及排放均有減少。改建后的和歌山煉鋼廠采用了分階段分容器的全量鐵水預(yù)處理模式，再加上各工序布局的優(yōu)化(如高爐到轉(zhuǎn)爐間距離由2000m縮短到800m),全廠運(yùn)行過程時(shí)間及各工序間更加緊湊，實(shí)現(xiàn)了快速煉鋼、高效生產(chǎn)。節(jié)能方面也取得了很好的效果:總能量指數(shù)減66%，僅鐵2鋼界面間溫降就減少了46℃。JFE公司東日本制鐵所采用了相似的全量鐵水預(yù)處理模式，1.4鐵水預(yù)處理的方法及比較目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用以下3種鐵水預(yù)脫硫方法；單吹顆粒鎂法、鐵水包噴吹Mg+CaO粉劑脫硫、KR機(jī)械攪拌法(習(xí)慣簡(jiǎn)稱KR法)。1.4.1KR攪拌法KR攪拌法是日本新日鐵廣畑所于1965年用于工業(yè)生產(chǎn)的鐵水爐外脫硫技術(shù)。這種脫硫方法是以一種外襯耐火材料的攪拌器浸入鐵水罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)鐵水，使鐵水產(chǎn)生漩渦，同時(shí)加入脫硫劑使其卷入鐵水內(nèi)部進(jìn)行充分反應(yīng)，從而達(dá)到鐵水脫硫的目的。本工藝?yán)脭嚢杵髟阼F水中旋轉(zhuǎn)造成渦流,使脫硫劑和鐵水充分接觸,促進(jìn)脫硫反應(yīng)進(jìn)行,達(dá)到深脫硫的目的。KR法脫硫化學(xué)反應(yīng)方程式為:CaO+FeS=CaS+FeOKR法脫硫主要工藝設(shè)備及布置如圖1.3[5]所示。 (1)KR機(jī)械攪拌法脫硫一般要求鐵水溫度不小于1300(2)脫硫劑成分及要求如表1所示。本工藝的流程為:鐵水脫硫前扒渣———測(cè)溫取樣———加入脫硫劑———機(jī)械攪拌脫硫———測(cè)溫取樣———鐵水脫硫后扒渣———轉(zhuǎn)爐。(1)鐵水脫硫前扒渣高爐出鐵后帶入鐵水中的高爐渣是低堿度氧化渣,并且硫含量很高,這與脫硫條件違背,因此必須在脫硫操作前扒掉高爐渣。(2)加入脫硫劑鐵水進(jìn)入脫硫工位后,將攪拌頭降至工作位置,啟動(dòng)攪拌頭。當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速達(dá)到7~10r/min時(shí),加入脫硫劑。脫硫劑是采用拋灑法一次性加入。(3)攪拌脫硫脫硫劑加入后,將攪拌頭轉(zhuǎn)速逐步加大,當(dāng)達(dá)到90~120r/min時(shí)，轉(zhuǎn)速恒定。此時(shí)脫硫反應(yīng)速率達(dá)到最大，鐵水進(jìn)行深脫硫，歷時(shí)8~11min。(4)測(cè)溫取樣脫硫操作結(jié)束后，將攪拌頭升起，進(jìn)行測(cè)溫取樣。(5)鐵水脫硫后扒渣脫硫操作結(jié)束后,渣中富含硫,為了避免鐵水回硫,必須進(jìn)行后扒渣。脫硫劑消耗脫硫劑消耗量和鐵水原始硫含量和要求達(dá)到的鐵水殘硫量的大小有關(guān)。在要求達(dá)到的鐵水殘硫量一定的情況下,鐵水原始硫含量越大,則脫硫劑消耗越大,反之亦然。采用KR法脫硫劑消耗量總結(jié)(1)由于KR法脫硫劑采用白灰和螢石,相對(duì)于其他脫硫方法易于得到且價(jià)格便宜,長(zhǎng)期運(yùn)行生產(chǎn)成本低,節(jié)約資金。(2)KR法脫硫采用白灰脫硫原理,反應(yīng)較平穩(wěn),操作過程中幾乎沒有噴濺產(chǎn)生,不會(huì)產(chǎn)生大量煙塵,有利于保護(hù)環(huán)境。(3)KR法脫硫化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(攪拌動(dòng)能)條件好,選用活性石灰作脫硫劑,產(chǎn)生的脫硫產(chǎn)物CaS渣系基本呈固態(tài)，容易扒干凈，因此較其他方法不易造成回硫。(4)進(jìn)行KR脫硫法脫硫時(shí)，鐵水被強(qiáng)烈攪拌且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),因此鐵水溫降較大。以每罐處理120t鐵水為例,采用KR脫硫法較其他方法溫降大15℃(5)KR法脫硫采用電機(jī)帶動(dòng)攪拌頭實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵水的攪拌，相對(duì)于其他脫硫方法增加了攪拌頭驅(qū)動(dòng)及支撐裝置，因此一次投資較其他方法大。以年處理300萬(wàn)t鐵水為例,KR法脫硫法比單吹顆粒鎂法一次投資大420萬(wàn)元左右。圖1.3KR法主要工藝設(shè)備及布置1.4.2KR法脫硫工藝需要注意的問題攪拌頭使用壽命攪拌頭為十字叉結(jié)構(gòu)，內(nèi)部由鑄鋼制作，外部搗打耐火澆注料。耐火澆注料由鋼絲纖維、高溫耐火水泥、莫萊石等組成。制作時(shí)，按一定的耐火澆注料和水配比攪拌，通過振動(dòng)搗打成型，然后經(jīng)過30h烘烤，在使用前，必須再烘烤7~8h。正常攪拌頭的使用壽命約為500次。脫硫劑粒度要求KR法脫硫劑的加入是在鐵水罐上方的煙罩內(nèi)進(jìn)行，如果白灰粒度太小，則容易被除塵煙道吸走，起不到脫硫作用。因此脫硫劑要求粒度在0.4~0.8mm之間的占80%攪拌頭插入深度要求KR法脫硫攪拌頭插入太淺會(huì)造成鐵水?dāng)嚢璨怀浞?，影響脫硫效果。插入太深，則增大攪拌阻力，降低攪拌頭壽命，增加電機(jī)負(fù)荷，因此插入深度一般為鐵水液面以下1500mm鐵水原始溫度要求KR法脫硫要求鐵水原始溫度高于1300℃。一是因?yàn)槊摿虿僮鲿r(shí)鐵水?dāng)嚢栎^強(qiáng)烈，溫降較大，二是因?yàn)槊摿蚍磻?yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度越高，1.4.3單顆粒鎂鐵水深脫硫單顆粒鎂鐵水深脫硫是利用惰性氣體（N2）作載體將脫硫粉劑（如CaO,CaC2和Mg）由噴槍噴入鐵水中，載氣同時(shí)起到攪拌鐵水的作用，使噴吹氣體、脫硫劑。(1)鐵水預(yù)處理工藝流程（見圖1.4）(2)鎂脫硫反應(yīng)機(jī)理在1250~1400℃鐵液溫度范圍內(nèi)，鎂蒸汽壓可達(dá)340857kPa高壓蒸汽導(dǎo)致鎂進(jìn)入鐵液后即刻氣化且高速向外排除圖1.4鐵水預(yù)處理工藝流程圖{Mg}+[S]=(MgS)(2){Mg}[Mg][Mg]+[S](MgS)(3)在實(shí)際生產(chǎn)中鎂脫硫反應(yīng)主要按式(3)進(jìn)行，顆粒鎂進(jìn)人鐵液后氣化、溶解，再參與脫硫、鎂氣化時(shí)使反應(yīng)區(qū)附近的鐵液得到良好攪拌，故鎂與硫的反應(yīng)不只局限于噴槍區(qū)域，而是在整罐鐵液范圍內(nèi)，脫硫效率很高。鐵液中鎂蒸汽與硫的反應(yīng)見式(4)[3]：{Mg}+[S]=(MgS)G1=404680+169.62T(4)在t=1350℃時(shí)，理論上鎂蒸汽能把鐵液中w(S)脫至0.001%，當(dāng)鐵液中硫降低時(shí)鎂的溶損也會(huì)增加。鐵液中w(S)=0.012%時(shí)溶損耗鎂與脫硫耗鎂基本相等，w(S)=0.005%時(shí)前者是后者的5~總之，鎂是一種有效的脫硫劑，能將硫脫到很低水平。但由于鎂的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均較低，鎂在鐵液中的溶解度會(huì)隨壓力的增加而增大，故加大鎂的投放深度和低溫操作有利于鎂在鐵液中的溶解和脫硫。但是，溫度過低又會(huì)因動(dòng)力學(xué)條件變差而影響鎂的利用率，因此根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際確定較為理想的脫硫溫度應(yīng)是1290℃~1350℃。1.4.4復(fù)合噴吹鎂基脫硫劑脫硫復(fù)合噴吹工藝是90年代廣泛應(yīng)用于鐵水預(yù)處理使用鈍化金屬鎂噴粉脫硫的一種裝備，其基本原理是兩套噴粉系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)控制，分別噴吹鈣質(zhì)粉劑(石灰粉或碳化鈣粉)和金屬鎂粉，兩種粉劑按一定比例從噴粉罐中噴出，從而達(dá)到最佳的脫硫效果。復(fù)合噴吹的特點(diǎn)是在噴粉過程中可以隨時(shí)調(diào)整金屬鎂和石灰粉劑的配比，根據(jù)鐵水的原始硫含量和最終的脫硫要求，在鐵水硫含量較高或要求處理后鐵水硫含量不太低時(shí)噴入成本低的石灰，只配入少量的金屬鎂粉，當(dāng)鐵水硫含量較低或要求處理后硫含量較低時(shí)，在噴粉過程中逐步增加金屬鎂粉，從而達(dá)到對(duì)鐵水進(jìn)行深度脫硫的效果。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用，確定復(fù)合噴吹使用的鎂基脫硫劑一般為20%Mg和80%CaO。鎂基脫硫劑脫硫操作步驟和脫硫效果復(fù)合噴吹的工藝流程、操作步驟和脫硫效果。其工藝流程如圖1.5所示。圖1.5脫硫扒渣工藝圖以上步驟可按照所選擇的操作方式，綜合考慮不同的影響因素，以達(dá)到最佳的脫硫效果。鞍鋼選擇流化石灰粉和鈍化鎂粉復(fù)合噴吹，可達(dá)到如下脫硫效果；(1)鎂粉脫硫能力強(qiáng)，利用率達(dá)60%~70%；(2)鎂粉脫硫反應(yīng)生成的渣量小，穩(wěn)定密度小，易上浮入渣MgS；(3)鎂粉脫硫反應(yīng)是放熱反應(yīng)，能減少鐵水溫降，鎂粉蒸氣產(chǎn)生強(qiáng)的攪拌，使鐵水經(jīng)Mg飽和后防止了回硫；(4)鎂粉不會(huì)進(jìn)入渣相，處理時(shí)沒有大量的煙塵生成，而石灰粉也可以形成固態(tài)脫硫渣，有利于扒渣及延長(zhǎng)罐襯壽命；(5)石灰粉為載體可帶動(dòng)鎂粉流速，阻止鎂粉上浮，使鎂粉在鐵水中充分反應(yīng)，有利于深脫硫的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)石灰粉可以控制鎂粉蒸氣氣泡的生產(chǎn)和防止渣于鐵的猛烈噴濺。表1.2鎂基脫硫劑的加入方法和步驟加入順序加入方式和步驟1噴入CaO粉以產(chǎn)生強(qiáng)烈的紊流，達(dá)到對(duì)鐵水和渣脫氧的效果，同時(shí)激起鐵水包內(nèi)內(nèi)的環(huán)流：2噴入Mg粉，當(dāng)硫含量小于零界值后，降低鎂粉噴吹率，以降低鐵水中的鎂含量，完成脫硫；3在鎂粉噴吹結(jié)束后，噴吹高氣體含量CaO粉，以降低鐵水中的鎂含量，完成脫硫。鎂基脫硫劑脫硫機(jī)理鎂基脫硫劑加入鐵水中主要發(fā)生以下反應(yīng)：CaO+[S]=CaS+[O]ΔG=110000-31.1T,J/mol(6)Mg的脫硫產(chǎn)物MgS與CaO會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：MgS(s)+CaO(s)=MgO(s)+CaS(s)ΔG=-100900+8.2T[9],J/mol(7)在鐵水溫度下，式(7)中的ΔG總是負(fù)值。這表明，只要有足夠的CaO存在，MgS就會(huì)完全轉(zhuǎn)變?yōu)镸gO和CaS。若將式(2)和式(7)耦合，則有：[Mg]+[S]+CaO(s)=MgO+CaS(s)(8)式(8)也可以由式(3)和式(6)耦合所得。由上面的耦合反應(yīng)可見：用Mg+CaO對(duì)鐵水脫硫的總結(jié)果，可用式(8)反應(yīng)表示。而式(8)反應(yīng)既可由式(2)和式(7)反應(yīng)耦合而得，也可由式(3)和式(6)反應(yīng)耦合而得。如此，Mg+CaO對(duì)鐵水的脫硫過程，既可以看成是[Mg]與[S]反應(yīng)生成MgS后，MgS在與CaO作用轉(zhuǎn)變成MgO和CaS(在這里CaO起到了轉(zhuǎn)移脫硫產(chǎn)物從而提高M(jìn)g脫硫能力的作用)；也可以看成是噴入CaO按式(6)反應(yīng)脫硫，由于鎂強(qiáng)烈的脫氧作用，使鐵水中氧的活度下降到極低，促進(jìn)了式(6)反應(yīng)更加完全。換言之，Mg在這里主要起脫氧作用，降低氧勢(shì)。這兩種脫硫機(jī)理,從熱力學(xué)來看都是可能的。具體那一種耦合反應(yīng)正確,還是都正確需要進(jìn)一步研究探討。鎂基脫硫劑在鐵液中的脫硫極限根據(jù)上述原理分析，對(duì)于20%Mg和80%CaO脫硫體系，平衡時(shí)MgS(s)不存在。從熱力學(xué)角度來說，低溫更有利于脫硫，但溫度對(duì)其影響不大，其極限脫硫能力從1250℃的1.42×10-7%到1450℃的10.1×10-7%。與單獨(dú)噴吹鎂的體系相比，單獨(dú)噴吹鎂時(shí)，脫硫極限as只能達(dá)到10-4%數(shù)量級(jí)，而噴吹Mg/CaO復(fù)合脫硫劑時(shí)，脫硫極限as可達(dá)到10-7%數(shù)量級(jí)?？蓮臒崃W(xué)角度來看，噴吹復(fù)合脫硫劑比單獨(dú)噴吹鎂進(jìn)行鐵水脫硫更有利，脫硫能力更強(qiáng)。由于單噴純鎂和噴吹Mg/CaO復(fù)合脫硫劑這兩個(gè)體系的脫氧能力受同一個(gè)平衡反應(yīng)式Mg(g)+[O]=MgO(s)的控制，所以它們的脫氧極限相同，ao均為10﹣1.4.5KR法與噴吹法的比較(1)技術(shù)與設(shè)備噴吹法中，單吹顆粒鎂鐵水脫硫工藝因其設(shè)備用量少、基建投入低、脫硫高效經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)勢(shì)而成為鐵水脫硫技術(shù)的主要發(fā)展趨向，可在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)我國(guó)都是引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)和設(shè)備。到2002年10月國(guó)內(nèi)才首次開發(fā)出鐵水罐頂噴單一鈍化顆粒金屬鎂脫硫成套技術(shù)設(shè)備，整套裝置中，除重要電器元器件采用進(jìn)口或合資的外，其余機(jī)電產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，包括若干最關(guān)鍵的技術(shù)設(shè)備。噴吹技術(shù)和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化直接降低了建設(shè)投資和運(yùn)行操作的成本，從前期的一次性投資來看，比KR法有一定優(yōu)勢(shì)。雖然攪拌法的技術(shù)專利也是國(guó)外擁有，可從其設(shè)備和技術(shù)本身而言并沒有難點(diǎn)，機(jī)械構(gòu)成是常規(guī)的機(jī)械傳動(dòng)和機(jī)械提升；加料也是采用常規(guī)大氣壓下的氣體粉料輸送系統(tǒng)，在系統(tǒng)的機(jī)、電、儀、液等方面都是應(yīng)用成熟的技術(shù)。盡管如此，KR法設(shè)備仍然是重量大且較復(fù)雜，可它的優(yōu)勢(shì)是運(yùn)營(yíng)操作費(fèi)用低廉，由此所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益完全可彌補(bǔ)前期的一次性高額投資。據(jù)有關(guān)推算，一般3~5年即可收回所增加的投資。2000年武漢鋼鐵設(shè)計(jì)研究院針對(duì)武鋼第二煉鋼廠的情況，對(duì)KR法和噴吹法兩種方案的投資進(jìn)行了估算，當(dāng)時(shí)條件下KR法的投資估算比噴吹法投資估算多200萬(wàn)元。(2)脫硫效果實(shí)際生產(chǎn)過程中的鐵水脫硫效果，不僅與設(shè)備有關(guān)，而且受脫硫劑、操作工藝水平、時(shí)間及溫度等諸多因素影響，本文主要考慮的是鎂系噴吹法和CaO基KR法。一般對(duì)鐵水預(yù)處理的終點(diǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求不高于50×1026，工廠生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，噴吹法因其脫硫劑Mg的較強(qiáng)脫硫能力，KR法由于其表現(xiàn)出色的動(dòng)力學(xué)條件，在可以接受的時(shí)間內(nèi)(一般在15min以下)，它們都能達(dá)到預(yù)處理要求的目標(biāo)值。在噴吹法中，使用CaO比例越高的復(fù)合脫硫劑，脫硫效果越差，使用純鎂時(shí)脫硫率最高；KR法使用CaO脫硫劑，脫硫率僅略低于噴吹純鎂。(3)溫降鐵水溫降的消極影響是降低了鐵水帶入轉(zhuǎn)爐的物理熱，主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐吃廢鋼的能力下降，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐冶煉的能耗和物料消耗升高，直接影響了冶煉經(jīng)濟(jì)成本。KR法因動(dòng)力學(xué)條件好，鐵水?dāng)嚢鑿?qiáng)烈，而且CaO的加入量較大，所以鐵水溫降也大，目前國(guó)內(nèi)KR法工藝應(yīng)用較成熟的武鋼可以使溫降控制在28℃左右。相比之下，鎂基脫硫劑的脫硫溫降都比較小，主要原因有以下3點(diǎn)；噴吹法動(dòng)力學(xué)條件差,鐵水整體攪拌強(qiáng)度不大,熱量散失少;金屬鎂的脫硫反應(yīng)過程是放熱反應(yīng)；鎂的利用率高，脫硫粉劑加入量少。(4)脫硫劑鐵水預(yù)處理過程中，脫硫劑是決定脫硫效率和脫硫成本的主要因素之一。根據(jù)日本新日鐵曾做的計(jì)算，脫硫劑的費(fèi)用約為脫硫成本的80%以上，所以，脫硫劑種類的選擇是降低成本的關(guān)鍵?；趧?dòng)力學(xué)條件和脫硫效率，噴吹法主要采用的是鎂基脫硫劑，KR法采用的是石灰脫硫劑。根據(jù)理論計(jì)算[12]，在1350℃,鎂脫硫反應(yīng)的平衡常數(shù)可達(dá)3.17×103，平衡時(shí)的鐵水硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)16×10-8，遠(yuǎn)高于CaO的脫硫能力。然而，上文對(duì)兩種脫硫劑在各自工藝中脫硫效果的對(duì)比表明，在脫硫方式選擇時(shí)還要考慮脫硫劑的一個(gè)因素，就是脫硫劑的來源問題。一般而言，大部分鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)都要使用石灰石，要么有自己的石灰廠，要么有穩(wěn)定的協(xié)作供貨渠道，來源穩(wěn)定，成本穩(wěn)定，而且供貨及時(shí)，不用考慮倉(cāng)儲(chǔ)問題。雖然我國(guó)的金屬鎂資源較豐富，可是相對(duì)鋼鐵企業(yè)來說，獲得攪拌法所需的CaO基脫硫劑更為容易，鈍化顆粒鎂就不具備這些有利因素。又隨著近年礦產(chǎn)資源價(jià)格的暴漲，金屬鎂的價(jià)格節(jié)節(jié)攀升，增大了鎂脫硫的成本壓力。(5)鐵損鐵水預(yù)處理脫硫的鐵損主要來自于兩部分：脫硫渣中含的鐵水和扒渣過程中帶出的鐵水。一般來說，脫硫劑單耗少，脫硫渣含鐵相應(yīng)也就低些，從這一點(diǎn)上比較，顆粒鎂脫硫工藝的鐵損最少。不過顆粒鎂脫硫的渣子較稀、難以扒除，而CaO粉的脫硫渣較干，扒渣較為容易，因此就扒渣過程中帶出的鐵水來說，CaO粉脫硫工藝要少于鎂脫硫。由于條件限制，無(wú)法具體細(xì)化各工藝的鐵損，只能根據(jù)查閱文獻(xiàn)的方法粗略估計(jì)。武漢鋼鐵(集團(tuán))公司噴吹CaO粉脫硫的鐵損為每噸鐵7.57kg，武漢鋼鐵(集團(tuán))公司KR(CaO粉)法的鐵損沒有查到具體數(shù)據(jù)，可根據(jù)其粉劑消耗量與噴吹石灰粉劑脫硫的粉劑消耗量之比來估算，二者粉劑消耗量比為0.56:1，生成渣量和鐵損比應(yīng)與之近似，可估算出武漢鋼鐵(集團(tuán))公司KR(石灰粉劑)法的鐵損為每噸鐵4.24kg。青島鋼鐵公司在65t鐵水罐上采用噴吹顆粒鎂工藝脫硫，鐵損經(jīng)計(jì)算為每噸鐵3.96kg。具體準(zhǔn)確的鐵損數(shù)據(jù)有待于今后在有條件的情況下作進(jìn)一步詳細(xì)的稱量、比較。如前，鐵損的單價(jià)每噸按1800元來計(jì)算1.5鐵水深脫硫的工藝實(shí)踐 1.5.1原始硫含量及鎂粉消耗對(duì)深脫硫的影響鐵水中原始硫含量高，脫硫后鐵水渣吸附MgS必將增加，同時(shí)吸附MgS的能力也將減弱通過減少鐵水原始硫含量，增加了鐵水渣吸附鐵水中MgS的能力，同時(shí)保證鐵水渣扒凈，提高了鐵水深脫硫的合格率，降低了轉(zhuǎn)爐的回硫量。當(dāng)鐵水脫硫到0.010%以上時(shí)，初始硫含量越高，脫硫率越高，這說明在含硫量高的鐵水中使用脫硫劑效果較好，利用率較高，這一現(xiàn)象的解釋為：鐵水中其他成分一定的條件下，硫的活度系數(shù)隨著含硫量的升高而升高，使鎂脫硫反應(yīng)速度加快，從而脫硫率升高。當(dāng)鐵水脫硫到0.005%以下時(shí)，初始硫含量越高，鎂粉消耗也越高，同時(shí)終點(diǎn)硫含量也不容易達(dá)到0.003%以下，如表1.3所示這說明在含硫量高的鐵水中前期脫硫率很高，但當(dāng)硫含量降低后，鐵水中的硫活度系數(shù)也隨之降低，因此造成噴鎂后期鎂粉消耗增加較多。同時(shí)較高的鐵水硫含量，將造成鐵水渣中MgS大量富集，鐵水渣吸附MgS的能力減弱，造成鐵水回硫，這說明較高的鐵水硫含量對(duì)深脫硫是不利因素，目前當(dāng)冶煉低硫品種鋼時(shí)，鐵水原始硫含量控制在0.025%以下，鐵水脫硫合格率已經(jīng)達(dá)到96%以上。隨著脫硫劑用量的增加，脫硫效率必然升高，如圖1.6所示圖中曲線表示，在相同的噴吹工藝條件下，脫硫率與脫硫劑的用量關(guān)系當(dāng)脫硫劑用量低時(shí)，脫硫反應(yīng)隨著鎂的供應(yīng)增加而加快;隨著鎂用量的進(jìn)一步增加，脫硫反應(yīng)隨其增加而加快的速度減慢原因可能有兩個(gè)方面:一是脫硫劑用量增加，鎂氣泡在鐵水中表1.3預(yù)處理深脫硫的數(shù)據(jù)序號(hào)原始硫含量%處理后硫含量%噸鋼鎂粉消耗量kg/t脫硫效率%10.0430.0050.7388.420.0450.0070.7084.430.0310.0030.6990.340.0270.0030.6688.850.0220.0020.6390.960.0210.0020.6495.2分散不好，部分鎂沒有來得及參加反應(yīng)就溢出鐵水外；另一個(gè)原因是，在一定的鐵水條件下，硫的傳質(zhì)和擴(kuò)散并不隨著脫硫劑的增加而加快，二者并不同步所以，僅僅靠增加脫硫劑的用量來提高脫硫率不是最佳途徑。脫圖1.6脫硫效率曲線1.5.2聚渣劑的優(yōu)化使用及扒渣效果對(duì)鐵水深脫硫的影響鐵水渣中硫含量為1%左右，為了增加脫硫過程中的鐵水渣吸附能力，通過加入SiO2~Al2O3~Fe2O3渣系的聚渣劑來提高鐵水渣吸附MgS的能力，降低了鎂粉消耗，穩(wěn)定鐵水終點(diǎn)的硫含量。鐵水噴鎂脫硫后渣中含大量MgS，若不徹底扒除干凈，帶入轉(zhuǎn)爐，在吹氧冶煉時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)：(MgS)+[O]=(MgO)+[S]，硫又重新回到鋼中，脫硫前后鐵水渣成分如表2。另外，由于在單噴顆粒鎂脫硫中，渣量少而稀，富集的高硫氧化鎂渣子，不容易扒除干凈，使很少量渣子帶入轉(zhuǎn)爐，也會(huì)對(duì)出鋼回硫有很大影響。在非深脫硫情況下，聚渣劑主要在脫硫結(jié)束后加入，保證鐵水渣扒除干凈，但在深脫硫爐次，為了增接鐵水渣吸附MgS的能力分兩批加入鐵水聚渣劑，第一批在開始噴吹時(shí)加入，通過增加渣量后降低鐵水渣中硫含量。第二批在噴吹結(jié)束前3~5分鐘加入，保證鐵水渣充分聚集，能夠全部扒出所以，在噴吹過程和扒渣時(shí)加入SiO2~Al2O3~Fe2O3渣系，更顯必要，在噴吹過程中加入，主要是從動(dòng)力學(xué)角度考慮，增加[Mg]或(Mg)與[S]之間的接觸反應(yīng)機(jī)率，更有效地吸附脫硫產(chǎn)物。通過聚渣劑的分批加入的情況下，目前鐵水處理后的硫含量穩(wěn)定在0.003%以下，同時(shí)鎂粉消耗從0.70kg/t降低到0.67kg/t。1.5.3溫度對(duì)深脫硫的影響從脫硫的理論分析可知，隨著鐵水溫度的增加，鎂的氣化加強(qiáng)，氣泡在鐵水中停留的時(shí)間短，不利于鎂與硫的反應(yīng)。鎂實(shí)際消耗隨鐵液溫度的升高呈增加趨勢(shì)，由于鎂脫硫反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故較高的溫度不利于反應(yīng)的進(jìn)行，隨溫度的升高與相同硫平衡的鎂增多，表現(xiàn)為脫硫劑單耗增加。但另一方面，由于鎂脫硫反應(yīng)是硫在鐵水中的擴(kuò)散和傳質(zhì)，溫度升高，擴(kuò)散傳質(zhì)系數(shù)增加，加速了脫硫反應(yīng)的進(jìn)行;單吹顆粒鎂鐵水預(yù)脫硫技術(shù)增加了鎂氣泡的分散度，降低了鎂氣泡的上浮速度，大大增加鎂硫反應(yīng)界面，從而提高了脫硫率此外，鐵水脫硫過程本身也會(huì)造成鐵水溫度下降，約20~40℃，因此，應(yīng)把鐵水溫度適當(dāng)控1300~1350℃。

第二章生產(chǎn)規(guī)劃2.1生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)的鐵水預(yù)處理車間匹配的是年產(chǎn)500萬(wàn)噸合格連鑄鋼坯的煉鋼廠2.2產(chǎn)品大綱產(chǎn)品主要為普碳鋼，優(yōu)質(zhì)碳素鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼，硅鋼等。其產(chǎn)品大綱[14]如下表2.1：表2.1產(chǎn)品大綱序號(hào)生產(chǎn)鋼種鑄坯規(guī)格（mm）年產(chǎn)量（萬(wàn)t）普碳鋼Q215、Q235、Q255、Q275、Q195、（200～250）×（1400～1900）150優(yōu)質(zhì)碳素鋼45、40、45Mn（200～250）×（1400～1900）100合金結(jié)構(gòu)鋼18CrMnTi、20Cr30CrMnsSi（200～250）×（1400～1900）150無(wú)取向硅鋼50W540-50W1300（200～250）×（1400～1900）1002.3產(chǎn)品方案單噴顆粒鎂脫硫法，脫硫強(qiáng)度大、周期短、效率高；鎂的利用率高，生產(chǎn)運(yùn)行成本低；渣量少，鐵損低；系統(tǒng)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用低；工程投資小、煙量少，環(huán)境污染少，所以本次設(shè)計(jì)選用了單噴顆粒鎂的預(yù)脫硫方法。產(chǎn)品方案確定為噴吹法（單噴顆粒鎂）進(jìn)行鐵水預(yù)處理。脫硫劑采用單一的顆粒金屬鎂，流動(dòng)性好，噴吹罐配備了專門的計(jì)量給料裝置。為保證把鎂劑可靠的噴入鐵水中并使鎂的吸收率在95%以上，且不堵槍，應(yīng)合理選擇噴槍，和輸鎂管路的結(jié)構(gòu)和噴吹系統(tǒng)參數(shù)。應(yīng)使供氮壓力穩(wěn)定，噴槍端面距包底約0.2m，噴槍結(jié)構(gòu)要保證鎂溶解于鐵水并繼而被吸收創(chuàng)造良好的條件。單噴顆粒鎂脫硫的工藝參數(shù)如下：(1)脫硫劑顆粒鎂，粒度為1.0mm，wMg≥92%(2)氮?dú)鈮毫?.0MPa(3)初始鐵水w[s]=0.035%(4)目標(biāo)鐵水w[s]=0.005%(5)噴吹時(shí)間≤10min(6)脫硫劑流量8~15kg/min(7)脫硫劑消耗0.46kg/t(8)降溫102.4鐵水預(yù)處理間的生產(chǎn)計(jì)劃2.4.1鐵水預(yù)脫硫本鐵水預(yù)處理間的處理能力是與年產(chǎn)500×104噸合連鑄格鋼坯的連鑄車間相匹配。鑄坯收得率取97.5%，精煉損失取2.0%，轉(zhuǎn)爐收得率取97.0%，廢鋼比取9.16%，經(jīng)過計(jì)算鐵水預(yù)處理間需要的合格鐵水量為490.05×104噸鐵水預(yù)處理的工藝參數(shù)的確定1)脫硫作業(yè)周期為35min其分配表如下：表2.1脫硫作業(yè)周期分配表序號(hào)動(dòng)態(tài)時(shí)間（min）1混鐵車開至噴吹位置12測(cè)溫取樣13下槍14噴吹處理185提槍、提罩16測(cè)溫取樣17混鐵車開至扒渣站18扒渣109混鐵車開出1車間作業(yè)天數(shù)：350d/a(1)脫硫鐵水平均裝入量：290t/罐(2)脫硫設(shè)備作業(yè)率：88%其他工作時(shí)間分配：(1)輔助作業(yè)率：4.8%(2)檢修作業(yè)率：2.1%(3)事故：0.2%(4)停電及其他時(shí)間：4.9%合計(jì)：12%2)平均日需處理的鐵水量：490.05×10000／350＝14001.43t/d3)平均日需脫硫處理的鐵水罐數(shù)：14001.43t/d/290t/罐=48.28罐/d4)平均日需脫硫處理的鐵水次數(shù)48.28罐/d/2罐/d=24.14次/d取25次/d5)脫硫處理年純作業(yè)時(shí)間350×0.88=308天綜上所述，脫硫站設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下表：表2.1脫硫站設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)值1脫硫站數(shù)套22脫硫能力萬(wàn)噸/年490.053混鐵車公稱容量噸3204每罐脫硫鐵水裝入量噸2905脫硫處理周期min/罐356脫硫站年有效工作時(shí)間天3087每天脫硫次數(shù)次25第三章方案選擇3.1鐵水預(yù)處理間的位置確定鐵水預(yù)處理間建在高爐通向煉鋼廠的途中，這樣操作獨(dú)立、干擾少。在鐵水預(yù)處理站內(nèi)需設(shè)置粉劑貯存和運(yùn)輸裝置，噴槍升降裝置和槍序粉劑噴吹裝置、氣路控制裝置、煙氣收集凈化以及扒渣設(shè)備。3.2鐵水預(yù)脫硫處理方法噴吹法是將脫硫劑用載氣經(jīng)噴槍吹入鐵水深部，使粉劑與鐵水充分接觸，在上浮過程中將硫去除。為了完成這一過程，要求從噴粉罐送出的氣粉流均勻穩(wěn)定、噴槍出口不發(fā)生堵塞、脫硫劑粉粒有足夠的速度進(jìn)入鐵水、在反應(yīng)過程中不發(fā)生噴濺，最終取得高的脫硫率，使處理后的鐵水含硫量能滿足低硫鋼生產(chǎn)的需要。這些具體的技術(shù)環(huán)節(jié)將在工藝技術(shù)中進(jìn)一步討論。下面主要介紹兩種不同特點(diǎn)的噴吹裝置和生產(chǎn)狀況，魚雷罐車頂噴法（TDS）鐵水脫硫和鐵水罐噴吹脫硫，還介紹噴吹法的新發(fā)展和其他脫硫新方法。3.2.1魚雷罐車頂噴法（TDS）在魚雷罐車中采用頂部插入噴槍進(jìn)行脫硫的。脫硫車間位于高爐和轉(zhuǎn)爐車間之間，共有兩條脫硫線可同時(shí)脫硫，互不干擾。脫硫車間日處理能力為2萬(wàn)t。魚雷罐車裝鐵水量為290t左右。TDS法鐵水脫硫處理工藝如圖3.1所示。氮?dú)饬髁浚?biāo)態(tài)）為430-480m3/h，其中配入CaC2比例越大流量越小，加壓壓力為0.28~0.32MPa，噴吹壓力為0.20~0.23MPa。噴吹速度CaO為50~60kg/min,CaC2為40~45kg/min。噴槍插入深度為1.2~1.4m，噴吹時(shí)間因處理后的含硫量要求不同、噴粉量不同而不同，時(shí)間變化在5~30min，平均21.63min。脫硫劑單耗不大于5kg/t（其中CaC2控制在2.0kg該噴吹系統(tǒng)的特點(diǎn)是：噴粉罐下部采用旋轉(zhuǎn)給料器，驅(qū)動(dòng)采用嚙合式變速電動(dòng)機(jī)，葉輪用聚胺酯類彈性材料制成，給料器的速度可在10:1范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。因此，CaO和CaC2的配料可根據(jù)各自的給料器的不同轉(zhuǎn)速進(jìn)行在線配料和調(diào)節(jié)，也可調(diào)節(jié)供粉速度。為了使送粉管內(nèi)氣粉流均勻，采用了大的氮?dú)饬髁浚?20~480kg/min），因而屬于粉氣比低的稀相輸送，送石灰粉時(shí)粉氣比為9.17~10.94（相應(yīng)送粉速度為55~70kg/min），送電石粉時(shí)粉氣比為6.40~7.21。送粉管徑圖3.1TDS法鐵水預(yù)脫硫工藝概括說來，其特點(diǎn)是可變速給料的稀相輸送在線配料噴吹系統(tǒng)。由于其載氣耗量大，容易造成噴濺，近來多發(fā)展為較濃相的噴吹系統(tǒng)（粉氣比40~60）。3.2.2鐵水罐噴吹脫硫鐵水罐噴吹脫硫法是將鐵水預(yù)處理站設(shè)在煉鋼鑄錠跨的延長(zhǎng)部位，其噴粉系統(tǒng)示意圖如圖3.2所示。鐵水處理在55t專用包內(nèi)進(jìn)行，有運(yùn)罐車將專用包在處理工位和扒渣工位往復(fù)運(yùn)行。延長(zhǎng)部有3層鋼結(jié)構(gòu)粉罐系統(tǒng)，根據(jù)鐵水三脫（脫硅、脫磷、脫硫）的需要，頂部有3個(gè)貯粉罐，分別裝脫硅、脫磷、脫硫3種粉劑。下部共用1個(gè)噴吹罐。工藝流程是：高爐鐵水罐~兌入55t專用包然后扒渣、測(cè)溫、取樣~噴入脫硫劑~扒渣、測(cè)溫、取樣~兌入轉(zhuǎn)爐。粉劑由粉罐車運(yùn)來，由氣力輸送至相應(yīng)的貯粉罐，再根據(jù)處理的需要加入噴粉罐。噴吹前加壓等待噴吹。噴吹完后，如果粉料已吹完或不足一次噴吹用料或需吹不同粉料，則需放氣卸壓再裝料或?qū)埩戏祷厣喜抠A粉罐再裝新料。其脫硫能力為2萬(wàn)t/月。氮?dú)饬髁浚?biāo)態(tài)）為1~1.2m3/min，預(yù)加壓0.29MPa，差壓0.015~0.020MPa（指罐壓與助吹管氣路間壓差）。噴吹速度為60~65kg/min為石灰95%，螢石5%，平均單耗為8.65Kg/t。平均脫硫率78.75%，處理后的鐵水硫含量為0.007%。噴吹溫降20℃該噴吹系統(tǒng)的特點(diǎn)是：噴粉罐下部有加松動(dòng)氣的錐體部分，該處有大量微孔，氣流從微孔以高速吹入，使該處氣粉呈松動(dòng)混勻狀態(tài)。為防止微孔堵塞，松動(dòng)氣呈常通狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)喉口直徑和壓差，調(diào)節(jié)下粉速度。粉氣比為30~35kg/kg送粉管徑50mm，噴槍出口2×15mm。圖7-2-6鐵水罐噴吹脫硫噴粉系統(tǒng)示意圖3.2.3混鐵車噴粉脫硫混鐵車噴吹脫硫的工藝特點(diǎn)

由于轉(zhuǎn)爐噸位大，每爐需要鐵水量大，因此采用混鐵車運(yùn)輸鐵水，采用魚雷缶式混鐵車運(yùn)輸鐵水有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)混鐵車一罐可存放運(yùn)輸300t鐵水，比用鐵水罐運(yùn)輸，保溫性能好，運(yùn)輸量大。(2)魚雷罐式混鐵車的穩(wěn)定性好，在鐵路上運(yùn)輸比鐵水罐安全。鐵水脫硫方案的選擇，一是脫硫方法，二是脫硫容器的選擇。關(guān)于脫硫方法，從鐵水處理規(guī)模大，脫硫成本低，鐵水溫降小及脫硫效果能達(dá)到產(chǎn)品要求等各方面綜合考慮，選擇噴吹脫硫的方法。

其二是確定噴粉脫硫工藝，可以在混鐵車及轉(zhuǎn)爐鐵水罐內(nèi)脫硫兩種選擇，一種直接在混鐵車內(nèi)噴粉脫硫，脫硫完后再翻至轉(zhuǎn)爐鐵水罐，另一種方法是混鐵車將鐵水翻至將轉(zhuǎn)爐鐵水罐，在鐵水罐內(nèi)噴粉脫硫，這兩種工藝的特點(diǎn)比較如下：

(1)從工序時(shí)間上用混鐵車直接脫硫，不必倒罐鐵水溫度高，脫硫噴吹的反應(yīng)空間比鐵水罐大，因此可以用較高的噴粉速度，噴吹時(shí)間短，而用鐵水罐脫硫，鐵水要倒一次罐，溫度要低40~500

(2)布置方式，混鐵車脫硫可以單獨(dú)布置一座廠房，兩座脫硫站平行布置，與轉(zhuǎn)爐不干擾，而且兩座脫硫站也互不干擾，而用鐵水罐脫硫，必須布置在轉(zhuǎn)爐跨中。兩個(gè)工位的粉料貯存、鐵水罐倒罐、扒渣、噴粉等都集中在轉(zhuǎn)爐裝料跨，吊車作業(yè)頻繁，并與轉(zhuǎn)爐作業(yè)干擾，脫硫各工序也互相干擾因此作業(yè)率也低。(3)基造費(fèi)用，混鐵車脫硫雖然單獨(dú)脫硫間，但吊車噸位少，廠房標(biāo)高低，造價(jià)低，而鐵水缶處理必須占用450t／30t兌鐵水吊車，因此，廠房高，基造費(fèi)用也高。(4)脫硫劑效率，混鐵車扒渣困難，噴粉脫硫時(shí)渣量大，因此脫硫劑耗量要大，同時(shí)混鐵車較長(zhǎng)，脫硫的動(dòng)力學(xué)條件較差，混鐵車內(nèi)鐵水稱量難以準(zhǔn)確，不能準(zhǔn)確計(jì)算出脫硫劑用量，最終硫含量不能準(zhǔn)確控制，而鐵水缶脫硫，扒渣容易，在脫前和脫后都進(jìn)行扒渣，脫硫劑利用率高，可以精確控制脫硫后的硫含量，脫硫的動(dòng)力學(xué)條件較好，因此，采用鐵水罐脫硫的脫硫效率高，而且可以根據(jù)不同鋼種要求控制脫硫率。(5)環(huán)保，混鐵車脫硫在獨(dú)立車間,設(shè)置除塵沒備方便,不影響其它工序，除塵效果也較好．而鐵水罐脫硫布置在主廠房?jī)?nèi),除塵沒備布置困難，因此效果也較差。

綜合上述各種因素，還是選擇混鐵車內(nèi)噴粉脫硫工藝較好?；扈F車噴粉脫硫工藝操作

混鐵車噴粉脫硫與鐵水罐噴粉系統(tǒng)有些類似．脫硫劑經(jīng)槽罐車運(yùn)輸至貯料罐貯存，采用氮?dú)廨斔蛯⒚摿騽牟酃扌兜劫A罐內(nèi)，貯罐下部有流態(tài)化床。根據(jù)需要的用量，將脫硫劑從貯料罐輸送到噴粉缶，完成脫硫劑的準(zhǔn)備。鐵水脫硫操作，機(jī)車將裝有鐵水的混鐵車先送到破渣位破渣，使鐵水上部的渣層不至結(jié)渣，然后再送到噴吹位落下防濺罩，先下測(cè)溫取樣槍測(cè)溫取樣，再下噴槍噴粉脫硫，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果確定噴吹脫硫劑數(shù)量，噴吹完成后再測(cè)溫取樣，然后提起防濺罩，機(jī)車將混鐵車送至主廠房的鐵水倒罐站，由混鐵車將低硫鐵水倒入鐵水坑內(nèi)稱量臺(tái)車上的鐵水罐里，在鐵水罐取樣測(cè)溫后將鐵水罐吊至扒渣站扒渣，經(jīng)扒渣后的鐵水再兌入轉(zhuǎn)爐?；扈F車翻完鐵后，再用于裝鐵。但每送2次脫硫鐵水后，必須到混鐵車倒渣間倒出賤存的脫硫渣和殘余鐵水。在脫硫站的一邊設(shè)有專門倒渣間，在混鐵車倒鐵嘴下方設(shè)有渣罐臺(tái)車，臺(tái)車上裝有渣罐和殘鐵罐，混鐵車由機(jī)車送往倒渣間，混鐵車傾翻先將殘鐵倒入殘鐵罐中，然后再將脫硫殘?jiān)谷朐拗小?.3常用的鐵水脫硅預(yù)處理方法3.3.1高爐鐵溝連續(xù)脫硅法高爐鐵溝脫硅處理的優(yōu)點(diǎn)是脫硅不占用時(shí)間,處理能力大,溫降少,渣鐵分離方便;缺點(diǎn)是用于脫硅反應(yīng)的氧利用率低和工作條件較差。高爐鐵溝連續(xù)脫硅分為以下幾種[11]。(1)自然投入法。這是一種早期使用的方法,即將脫硅劑投入流動(dòng)的鐵水表面,借鐵水從主溝和擺動(dòng)流槽落入混鐵車或鐵水罐時(shí)的沖擊攪拌作用,使脫硅劑與鐵水混合產(chǎn)生脫硅反應(yīng)。投入法的脫硅效率比較低,一般為50%左右。(2)氣體攪拌法。在自然投入法的基礎(chǔ)上,向鐵水表面吹壓縮空氣加強(qiáng)攪拌,以促進(jìn)熔劑脫硅反應(yīng)進(jìn)行。該法較自然投入法熔劑利用率高。(3)液面噴吹法。液面噴吹法(也稱頂噴法或砸入法)是在投入法基礎(chǔ)上,依靠載氣將熔劑噴向鐵水表面。它和一般噴吹法的主要區(qū)別在于噴槍不插入鐵水內(nèi)部,而是在距鐵水表面一定距離處噴吹。距離大小取決于噴槍口徑。對(duì)于Φ40~65mm槍口,通常距離為300~600mm。工業(yè)中采用的液面噴吹法可分為：將粉劑噴射入一個(gè)設(shè)有擋渣墻的特殊出鐵溝內(nèi)(噴槍傾斜呈10~20°角以防噴濺)，射入鐵水內(nèi)部和浮于鐵水表面上的粉劑隨鐵水流動(dòng)落入混鐵車內(nèi)，靠落差沖擊達(dá)到鐵水與脫硅劑的進(jìn)一步混合；將粉劑噴射入從流槽落入混鐵車的流股內(nèi)，靠鐵水流的落差達(dá)到混合；粉流通過噴槍噴入擺動(dòng)槽的鐵水落點(diǎn)區(qū)，然后經(jīng)擺動(dòng)糟落入混鐵車內(nèi)三種形式。頂噴工藝脫硅粉劑靠氣力輸送至貯粉倉(cāng)，然后由貯粉倉(cāng)送入噴粉罐，通常采用氮或空氣為載氣，噴粉罐工作壓力為0.5~0.6MPa，噴粉管及噴槍工作壓力為0.2~0.3MPa。目前，此方式脫硅效果比較好(可達(dá)70%~80%)，脫硅劑利用率也高。3.3.3混鐵車或鐵水包內(nèi)噴粉脫硅法從高爐來的鐵水注入魚雷型鐵水罐或鐵水罐內(nèi)進(jìn)行脫硅處理。脫硅處理時(shí)，用氮?dú)庾鬏d氣通過耐材噴槍把粉劑吹入水中，同時(shí)吹氧氣。這種脫