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(yù)處理工藝與裝置，分析了鐵水溫度、鐵水初始硫含量、攪拌時(shí)間、脫硫劑加入量以及扒渣和脫硫后扒渣對(duì)脫硫效果的影響，對(duì)開(kāi)展KR鐵水預(yù)處理操作具有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:KR法；鐵水預(yù)處理；脫硫效果；扒渣；鐵水溫度0引言引言某些特殊用鋼對(duì)鋼中硫含量要求嚴(yán)格特別是管線鋼、厚船板鋼、汽車(chē)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(shí)現(xiàn)如此低的硫含量單靠轉(zhuǎn)爐或爐外精煉等工序是無(wú)法或者很難實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)槿绻D(zhuǎn)爐采用高硫鐵水冶煉低硫鋼，勢(shì)必采用造高堿度渣，并經(jīng)多次扒渣、再造渣操作，這樣必然造成后吹，嚴(yán)重影響鋼的質(zhì)量，使?fàn)t齡降低而且也不能把[S]脫到較低的水平。生產(chǎn)應(yīng)用表明，采用KR法進(jìn)行鐵水預(yù)處理深脫硫，可將鐵水硫脫至0.001%左右?？梢詼p輕轉(zhuǎn)爐脫硫負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)少渣冶煉，大大改善轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。KR機(jī)械攪拌法脫硫技術(shù)由日本新日鐵廣鈿制鐵所于1963年研發(fā)，在196

3、5年實(shí)際應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。日本鉆石工程株式會(huì)社的KR機(jī)械攪拌法鐵水脫硫技術(shù)目前處于國(guó)際領(lǐng)先地位，其脫硫裝置在日本、韓國(guó)、中國(guó)眾多鋼廠得到廣泛應(yīng)用。1KR脫硫工藝脫硫工藝KR機(jī)械攪拌法鐵水預(yù)處理脫硫裝置的主體設(shè)備主要包括：備料系統(tǒng)，加料系統(tǒng)，地面車(chē)輛系統(tǒng)，扒渣系統(tǒng)，攪拌系統(tǒng)。備料系統(tǒng)有料倉(cāng)下旋轉(zhuǎn)給料器、料倉(cāng)振打器、布袋除塵器、料倉(cāng)流態(tài)化切斷閥、調(diào)節(jié)閥等；加料系統(tǒng)有稱(chēng)量斗稱(chēng)、流態(tài)化切斷閥和調(diào)節(jié)閥、升降溜槽、稱(chēng)量斗下旋轉(zhuǎn)給料器以及壓力、流量檢測(cè)

4、儀表等；地面車(chē)輛系統(tǒng)有鐵水罐車(chē)行走機(jī)構(gòu)、渣罐車(chē)行走機(jī)構(gòu)、鐵水罐傾翻機(jī)構(gòu)等；扒渣系統(tǒng)采用成套扒渣機(jī)，與鐵水罐車(chē)保持一定的連鎖關(guān)系；攪拌系統(tǒng)有攪拌頭升降機(jī)構(gòu)、攪拌頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降小車(chē)夾緊裝置、翻板軌道、鐵水罐車(chē)防塵門(mén)、渣罐車(chē)防塵門(mén)、除塵閥門(mén)等；液壓系統(tǒng)有液壓主泵、電加熱器、電磁閥等。KR機(jī)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(zhuǎn)。當(dāng)攪拌器旋轉(zhuǎn)時(shí)，鐵水液面形成“V”形旋渦(中心低，四周高)，此時(shí)加入脫硫劑后，

5、脫硫劑微粒在漿葉端部區(qū)域內(nèi)由于湍動(dòng)而分散，并沿著半徑方向“吐出”，然后懸浮，繞軸心旋轉(zhuǎn)和上浮于鐵水中，也就是說(shuō)，借這種機(jī)械攪拌作用使脫硫劑卷入鐵水中并與接觸，混合、攪動(dòng)，從而進(jìn)行脫硫反應(yīng)。當(dāng)攪拌器開(kāi)動(dòng)時(shí)，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(dá)到脫硫的目的。KR法脫硫技術(shù)的主要特點(diǎn)為：可以對(duì)熔池進(jìn)行高速?gòu)?qiáng)力攪拌，鐵水脫硫的動(dòng)力學(xué)條件較好；攪拌過(guò)程中熔池不存在“死區(qū)”，脫硫鐵水的回硫量通常較??；能滿足預(yù)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(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此從熱力學(xué)角度看，升高溫度有利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)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(shí)改善熔渣流動(dòng)性，提高硫在鐵水及熔渣中的擴(kuò)散系數(shù)，因此溫度升高也有利于改善脫硫的動(dòng)力學(xué)條件。從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)講高溫有利動(dòng)力學(xué)條件攀

7、鋼技術(shù)35圖4鐵水硫含量與攪拌時(shí)間關(guān)系2.4鐵水初始硫含量鐵水初始硫含量與脫硫率的關(guān)系如圖5[3]。初始硫含量105圖5初始硫與脫硫率關(guān)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?yàn)殍F水初始硫含量越高，[S]的活度越大，脫硫反應(yīng)越容易進(jìn)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(duì)KR脫硫效果的影響在采用KR法進(jìn)行鐵水脫硫時(shí)，由于鐵水包內(nèi)的高爐渣會(huì)使含石灰脫硫劑的性能下降，將無(wú)法獲得穩(wěn)定的脫硫效

8、果，特別是對(duì)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(yù)處理脫硫時(shí)，需要在脫硫前預(yù)先扒除鐵水包內(nèi)的高爐渣，目標(biāo)扒渣率取決于脫硫鐵水硫含量目標(biāo)值，一般為75%～90%。CaO脫硫反應(yīng)的產(chǎn)物中有游離氧它容易與鐵水中的硅發(fā)生反應(yīng)：2(CaO)[S]12[Si]=(CaOS)12(Ca2SiO4)，其產(chǎn)物Ca2SiO4是高熔點(diǎn)物質(zhì)，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(yīng)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(jìn)行KR處理將使脫硫效率進(jìn)一步降低。因此應(yīng)盡可能地扒除高爐渣，以確保脫硫效果[4]。在鐵水脫硫過(guò)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(chǎn)過(guò)程中脫硫后渣量控制不當(dāng)會(huì)引起轉(zhuǎn)爐冶煉出現(xiàn)返硫。3結(jié)論結(jié)論1)鐵水溫度和高爐渣量對(duì)脫硫效果有著相當(dāng)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(yù)處

10、理脫硫時(shí)，需要在脫硫前預(yù)先扒除鐵水包內(nèi)的高爐渣，扒渣率一般為75%～90%以確保脫硫效果。2)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間和加快攪拌頭旋轉(zhuǎn)速度，都會(huì)增大攪拌頭及其動(dòng)力消耗，從而增加處理成本，同時(shí)還會(huì)加快鐵水溫度降低。因此，應(yīng)控制攪拌時(shí)間和旋轉(zhuǎn)速度。在保證脫硫目標(biāo)的前提下攪拌時(shí)間與鐵水硫含量有關(guān)。通常脫硫反應(yīng)進(jìn)行10min左右可達(dá)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(dāng)脫硫劑用量增加到一定量時(shí)再增大脫硫劑用量脫硫率提高甚微，反而增加脫硫

11、預(yù)處理費(fèi)用，還會(huì)帶來(lái)更多的渣量，增大扒渣難度和溫降。因此，脫硫劑用量應(yīng)控制適宜范圍。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]吳明李應(yīng)江.單噴、復(fù)噴、KR法脫硫工藝在馬鋼的實(shí)踐分析[J].中國(guó)冶金200812:912.[2]王煒薛正良高志強(qiáng).KR預(yù)處理的工藝參數(shù)對(duì)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(yù)脫硫生產(chǎn)實(shí)踐[J].河北冶金2010177(3):1922.[4]鄧品團(tuán)王雪冬童祥輝.深脫硫