宣鋼單噴鎂鐵水脫硫技術(shù)應用與實踐

1、1722007年爐外精煉年會論文集2007年7月LadleRefining2007AnnualMeetingProceedingsJuly.2007宣鋼單噴鎂鐵水脫硫技術(shù)應用與實踐門志剛賈學猛張浩王建忠蔡飛宣化鋼鐵公司，河北宣化，075100摘要本文介紹了宣鋼煉鋼廠采用單噴顆粒鎂鐵水脫硫工藝，改善了轉(zhuǎn)爐冶煉原料鐵水條件，同時對鎂在鐵水中的脫硫機理作了簡要的敘述。該工藝在生產(chǎn)實踐中不斷優(yōu)化，使鐵水經(jīng)過預處理后終點硫均達到0.010%以下，

2、最低終點硫含量達到0.003%，基本滿足了煉鋼鐵水要求。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞煉鋼；脫硫；鈍化鎂；鐵水預處理1引言宣鋼煉鋼廠百噸爐區(qū)裝配有兩座110t頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐，一座120t頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐，一座90tLF精煉爐，一座130tLF精煉爐，兩臺8機8流方坯連鑄機，一臺12機12流方坯連鑄機，產(chǎn)品主要為焊絲鋼、高牌號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、預應力鋼、冷鐓鋼等50多個鋼種，這些鋼種對硫的要求都非常嚴格。目前鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展異常迅速，各大鋼廠都在進行擴大產(chǎn)

3、能的改造，這就導致低硫灰石和焦炭資源日趨緊張，在煉鋼鐵水及生鐵硫不斷惡化的條件下，為保證鐵水含硫量符合煉鋼生產(chǎn)要求，我廠于2004年底引進并建成單噴顆粒鎂鐵水脫硫站，年處理鐵水能力可達到110萬噸。該工藝于2005年1月投入生產(chǎn)后，對噴槍槍位，噴鎂速度及鎂粉的選型和扒渣機的改進等各項工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，很好地滿足了煉鋼生產(chǎn)要求，為減輕轉(zhuǎn)爐脫硫負擔，增加轉(zhuǎn)爐品種比例起到積極作用，對推動公司品種開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量作出了很大貢獻。2單噴顆粒鎂

4、工藝與其它預脫硫工藝相比的優(yōu)點目前，國內(nèi)進行鐵水脫硫的方法很多，如轉(zhuǎn)鼓法、搖包法、KR法、噴吹法等。鐵水脫硫的趨勢主要有以下幾個方面：采用全量鐵水脫硫工藝；趨向在鐵水包內(nèi)進行脫硫；脫硫方法以噴吹法為主；用金屬鎂做脫硫劑的趨勢不斷增大。噴吹脫硫法具有脫硫反應速度快、效率高、操作靈活方便，處理鐵水量大，設備投資少等優(yōu)點。噴吹法主要分為單噴顆粒鎂及復噴石灰和顆粒鎂法。通過比較，單噴顆粒鎂法具有粉劑消耗小、能夠深度脫硫、渣量小、鐵水溫降低等優(yōu)點

5、。3單噴顆粒鎂鐵水預脫硫設備工作原理及工藝機理3.1單噴顆粒鎂設備的基本結(jié)構(gòu)及原理3.1.1單噴顆粒鎂設備基本結(jié)構(gòu)本套鐵水脫硫設備主要是采用頂噴吹工藝，主要由噴吹系統(tǒng)、扒渣系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等組成。主要設備有儲料罐，噴吹罐，噴槍，粉料輸?shù)溃鲬B(tài)化送料），氣源為氮氣；儲粉器，噴粉器都設有計量儀表，根據(jù)鐵水重量、原始硫含量及目標硫含量來計算噴鎂量，實現(xiàn)全自動噴吹，年處理能力為110萬噸鐵水。3.1.2單噴顆粒鎂鐵水脫硫原理利用氣力輸送的原理，通

6、過一系列裝置，將符合一定要求的顆粒鎂均勻連續(xù)地通過管路和噴槍噴射到鐵水中，通過鎂粒的汽化，以氣態(tài)鎂為主的脫硫劑與鐵水中的硫反應生成硫化物，上浮到渣中，經(jīng)過扒渣去除，最終將鐵水中的初始硫含量降至預定的目標硫含量。整套脫硫站是在噴吹工藝、各設備系統(tǒng)、自動控制及儀表監(jiān)測、脫硫劑等綜合作用下完成預定的工藝目標。3.2單噴顆粒鎂工藝機理顆粒鎂在鐵水中的脫硫反應有如下兩種方式：⑴Mg[g][S]=MgS(s)⑵Mg[g]=[Mg][Mg][S]=M

7、gS(s)在實際生產(chǎn)中，鐵水脫硫主要以第⑵種形式進行，顆粒鎂進入鐵水后汽化，鎂蒸氣熔解于鐵水中再與鐵水中硫反應生成MgS。1742007年爐外精煉年會論文集2007年7月LadleRefining2007AnnualMeetingProceedingsJuly.2007表4典型的脫硫工藝參數(shù)初始硫（%）終點硫（%）罐數(shù)一次命中率（%）噴吹速率(kgmin)鎂粉單耗（kgtFe）脫硫率（%）過程溫降（℃min）噴吹時間（min）工序時間（

8、min）≥0.05≤0.0167734.80.5483.31.812.23300.04~0.05≤0.01186794.60.4977.82.010.08300.03~.04≤0.01526854.30.4771.52.49.21300.02~0.03≤0.01298954.20.3473.02.26.5430平均值≤0.01834.50.4676.42.19.5230⑴平均單罐噴鎂量30.1kg，最高噴鎂量43kg，最低噴鎂量19kg

9、。⑵平均每罐噴吹時間549s（9.15min），噴吹速率3.3kgmin最高噴吹時間741s最低噴吹時間361s最高噴吹速率5.8kgmin最低速率3.1kgmin。⑶初始平均硫含量0.0326%，終點平均硫含量0.0076%，最高值0.056%，最低值0.021%。⑷進站平均鐵水溫度1286℃，出站平均鐵水溫度1272℃，平均噴吹過程降溫2.1℃min。⑸平均鐵水扒渣量0.68t罐。⑹從脫硫效果看，基本為0.16kgtFe鎂粉可脫硫0

10、.010%。4.4生產(chǎn)工藝的優(yōu)化4.4.1鎂粉的選用——選用純鎂含量為94%的球形涂層顆粒鎂現(xiàn)在用于鐵水脫硫的鎂粉主要分為切削鈍化鎂和球狀涂層顆粒鎂?，F(xiàn)把二者不同點比較如下：⑴球狀結(jié)晶涂敷的顆粒鎂表面光滑、形狀為規(guī)則的球型或橢圓球型，流動性較好，不會在管路中積累或堵槍。切削研磨成形的鎂粉外形為不規(guī)則集合圖形，棱角較多，既影響流動性，又容易在輸送時互相磨擦產(chǎn)生新的細粉塵，約占有3%以上。（寶鋼這方面有報道）。⑵球型涂層顆粒鎂不含0.5mm

11、以下顆粒，不揚塵。切削鎂細粉粒較多，易揚塵，火險較大。⑶結(jié)晶成球的鎂粒致密無縫、切削鎂由于受到機械作用，表面會產(chǎn)生肉眼不可見的裂紋，這樣容易生成新的粉塵，鈍化層干燥后會產(chǎn)生龜裂紋，使金屬鎂表面有暴露點，易氧化損失。⑷氯鹽結(jié)晶涂層與鎂粉表面結(jié)合緊密而全面，不脫落。而切削鎂因表面有裂紋緊密度差，易脫落。⑸氯鹽結(jié)晶涂層球狀顆粒鎂倒搬時不產(chǎn)生靜電，而切削顆粒鎂易產(chǎn)生靜電，有潛在危險。因此我們現(xiàn)在使用的是球型涂層顆粒鎂，其純鎂含量在94%左右。市

12、場上用于鐵水脫硫的球狀顆粒鎂的純鎂含量在85%~96%之間。我們選用94%的鎂粉是因為該含量鎂粉與小于94%鎂粉比較有純度高、與鐵水中硫反應迅速的優(yōu)點；與大于94%鎂粉比較有涂層較均勻致密、易于運輸、使用安全等優(yōu)點。其主要理化指標如下：表5純鎂含量為94%的球形涂層顆粒鎂的主要理化指標Mg（%）S（%）H2O（%）自燃點（℃）阻燃點（秒）（1000℃）粒度（mm）松裝重量度（gcm3）93.76%—0.08625120.45—1.431

13、.054.4.2脫硫過程中噴吹參數(shù)的選擇——噴吹速度在4.0~5.0kgmin較合理噴吹速度是影響鐵水脫硫成本的一個重要因素。噴速過大，鎂粉來不及與鐵液中的硫反應便逸出鐵液，造成巨大的浪費并且污染環(huán)境；噴速過小，氮氣消耗增大，噴槍長時間泡在鐵水中，大大減少噴槍使用次數(shù)。噴吹速度主要依靠鐵水包口的噴濺狀況及閃光程度來確定。在下槍噴吹初期，我們一般設定小噴速3.5kgmin進行噴吹，待80秒噴吹平穩(wěn)后，我們再逐漸提高噴速，直到鐵水包口有少量