kr法鐵水脫硫效果的影響因素

1、KR法鐵水脫硫效果的影響因素法鐵水脫硫效果的影響因素張勇（攀枝花鋼釩有限公司）摘要:介紹了KR鐵水預處理工藝與裝置，分析了鐵水溫度、鐵水初始硫含量、攪拌時間、脫硫劑加入量以及扒渣和脫硫后扒渣對脫硫效果的影響，對開展KR鐵水預處理操作具有一定的參考價值。關鍵詞關鍵詞:KR法；鐵水預處理；脫硫效果；扒渣；鐵水溫度0引言引言某些特殊用鋼對鋼中硫含量要求嚴格特別是管線鋼、厚船板鋼、汽車用板等鋼種其成品鋼中的[S]必須不大于0.005%或更低。要

2、實現(xiàn)如此低的硫含量單靠轉爐或爐外精煉等工序是無法或者很難實現(xiàn)的。因為如果轉爐采用高硫鐵水冶煉低硫鋼，勢必采用造高堿度渣，并經多次扒渣、再造渣操作，這樣必然造成后吹，嚴重影響鋼的質量，使爐齡降低而且也不能把[S]脫到較低的水平。生產應用表明，采用KR法進行鐵水預處理深脫硫，可將鐵水硫脫至0.001%左右?？梢詼p輕轉爐脫硫負擔，實現(xiàn)少渣冶煉，大大改善轉爐煉鋼技術經濟指標。KR機械攪拌法脫硫技術由日本新日鐵廣鈿制鐵所于1963年研發(fā)，在196

3、5年實際應用于工業(yè)生產。日本鉆石工程株式會社的KR機械攪拌法鐵水脫硫技術目前處于國際領先地位，其脫硫裝置在日本、韓國、中國眾多鋼廠得到廣泛應用。1KR脫硫工藝脫硫工藝KR機械攪拌法鐵水預處理脫硫裝置的主體設備主要包括：備料系統(tǒng)，加料系統(tǒng)，地面車輛系統(tǒng)，扒渣系統(tǒng)，攪拌系統(tǒng)。備料系統(tǒng)有料倉下旋轉給料器、料倉振打器、布袋除塵器、料倉流態(tài)化切斷閥、調節(jié)閥等；加料系統(tǒng)有稱量斗稱、流態(tài)化切斷閥和調節(jié)閥、升降溜槽、稱量斗下旋轉給料器以及壓力、流量檢測

4、儀表等；地面車輛系統(tǒng)有鐵水罐車行走機構、渣罐車行走機構、鐵水罐傾翻機構等；扒渣系統(tǒng)采用成套扒渣機，與鐵水罐車保持一定的連鎖關系；攪拌系統(tǒng)有攪拌頭升降機構、攪拌頭旋轉機構、升降小車夾緊裝置、翻板軌道、鐵水罐車防塵門、渣罐車防塵門、除塵閥門等；液壓系統(tǒng)有液壓主泵、電加熱器、電磁閥等。KR機械攪拌法脫硫就是將耐火材料制成的攪拌器插入鐵水罐液面下一定深處，并使之旋轉。當攪拌器旋轉時，鐵水液面形成“V”形旋渦(中心低，四周高)，此時加入脫硫劑后，

5、脫硫劑微粒在漿葉端部區(qū)域內由于湍動而分散，并沿著半徑方向“吐出”，然后懸浮，繞軸心旋轉和上浮于鐵水中，也就是說，借這種機械攪拌作用使脫硫劑卷入鐵水中并與接觸，混合、攪動，從而進行脫硫反應。當攪拌器開動時，在液面上看不到脫硫劑，停止攪拌后，所生成的干稠狀渣浮到鐵水面上，扒渣后即達到脫硫的目的。KR法脫硫技術的主要特點為：可以對熔池進行高速強力攪拌，鐵水脫硫的動力學條件較好；攪拌過程中熔池不存在“死區(qū)”，脫硫鐵水的回硫量通常較小；能滿足預處

6、理深脫硫工藝要求，鐵水硫含量可脫至≤0.001%。2影響影響KR脫硫效果的因素脫硫效果的因素2.1鐵水溫度在脫硫劑成分等參數(shù)相同的情況下，脫硫率隨初始鐵水溫度的升高而增加。由于石灰脫硫反應是吸熱反應，因此從熱力學角度看，升高溫度有利于脫硫反應的進行。且溫度升高有助于石灰溶解，有利于獲得堿度高，均勻性好的熔渣，同時改善熔渣流動性，提高硫在鐵水及熔渣中的擴散系數(shù)，因此溫度升高也有利于改善脫硫的動力學條件。從動力學角度來講高溫有利動力學條件攀

7、鋼技術35圖4鐵水硫含量與攪拌時間關系2.4鐵水初始硫含量鐵水初始硫含量與脫硫率的關系如圖5[3]。初始硫含量105圖5初始硫與脫硫率關系從圖5可以看出隨著鐵水初始硫含量的增加，脫硫率越高。這是因為鐵水初始硫含量越高，[S]的活度越大，脫硫反應越容易進行，脫硫率越高。在初始硫大于0.030%后，脫硫率基本穩(wěn)定。2.5扒渣對KR脫硫效果的影響在采用KR法進行鐵水脫硫時，由于鐵水包內的高爐渣會使含石灰脫硫劑的性能下降，將無法獲得穩(wěn)定的脫硫效

8、果，特別是對于鐵水硫含量脫至0.002%以下深脫硫的影響更為顯著，因此采用KR法鐵水預處理脫硫時，需要在脫硫前預先扒除鐵水包內的高爐渣，目標扒渣率取決于脫硫鐵水硫含量目標值，一般為75%～90%。CaO脫硫反應的產物中有游離氧它容易與鐵水中的硅發(fā)生反應：2(CaO)[S]12[Si]=(CaOS)12(Ca2SiO4)，其產物Ca2SiO4是高熔點物質，它容易在石灰表面形成很薄而致密的“包裹層”阻礙著脫硫反應和脫硫速度。而且渣中SiO2

9、、Al2O3也不利于脫硫如果不扒除高爐渣就進行KR處理將使脫硫效率進一步降低。因此應盡可能地扒除高爐渣，以確保脫硫效果[4]。在鐵水脫硫過程中生成新渣，脫硫后的渣[S]含量是鐵水中[S]含量的幾百倍甚至更高，因此后渣扒除得越干凈就越能鞏固和提高脫硫效率，在生產過程中脫硫后渣量控制不當會引起轉爐冶煉出現(xiàn)返硫。3結論結論1)鐵水溫度和高爐渣量對脫硫效果有著相當大的影響，在其它條件相同的情況下，鐵水溫度越高，則脫硫效果越好。采用KR法鐵水預處

10、理脫硫時，需要在脫硫前預先扒除鐵水包內的高爐渣，扒渣率一般為75%～90%以確保脫硫效果。2)延長攪拌時間和加快攪拌頭旋轉速度，都會增大攪拌頭及其動力消耗，從而增加處理成本，同時還會加快鐵水溫度降低。因此，應控制攪拌時間和旋轉速度。在保證脫硫目標的前提下攪拌時間與鐵水硫含量有關。通常脫硫反應進行10min左右可達到最佳脫硫效果。3)隨脫硫劑用量的增加鐵水脫硫率增大，但當脫硫劑用量增加到一定量時再增大脫硫劑用量脫硫率提高甚微，反而增加脫硫

11、預處理費用，還會帶來更多的渣量，增大扒渣難度和溫降。因此，脫硫劑用量應控制適宜范圍。參考文獻參考文獻[1]吳明李應江.單噴、復噴、KR法脫硫工藝在馬鋼的實踐分析[J].中國冶金200812:912.[2]王煒薛正良高志強.KR預處理的工藝參數(shù)對鐵水脫硫效果的影響[J].特殊鋼200627(4):5052.[3]于永川白肖峰劉偉平.KR攪拌法鐵水預脫硫生產實踐[J].河北冶金2010177(3):1922.[4]鄧品團王雪冬童祥輝.深脫硫