噴吹法和KR機(jī)械攪拌法在鐵水脫硫中的分析

邊 雷（唐鋼唐銀鋼鐵有限公司,河北 唐山 063000）

噴吹法和KR機(jī)械攪拌法在鐵水脫硫中的分析

邊 雷
（唐鋼唐銀鋼鐵有限公司,河北 唐山 063000）

摘 要：隨著能源、化工、制造等產(chǎn)業(yè)對高質(zhì)量的鋼材需求越來越大，有效去除鋼材中的硫、磷等雜質(zhì)極大的影響著能源、化工、制造等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高鐵水脫硫、脫硫的效率顯得尤為重要。本文通過分別分析了噴吹法和KR機(jī)械攪拌法在鐵水脫硫過程中的原理和應(yīng)用，進(jìn)而對比分析了噴吹法和KR機(jī)械攪拌法各自的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：鐵水脫硫；噴吹法；KR法

0 引言

隨著二十一世紀(jì)以來科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，能源產(chǎn)業(yè)、化工產(chǎn)業(yè)、制造產(chǎn)業(yè)等對高質(zhì)量鋼材的需求度飛速增長。如何有效去除鋼中含有的硫、磷等雜質(zhì)，提高鋼材質(zhì)量，助力能源、化工和制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展是亟需研究的問題。因此有必要對鐵水爐外脫硫，這一鋼鐵生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和討論。

1 鐵水脫硫

硫是鋼中含有的有害雜質(zhì)，危及鋼材的質(zhì)量，極易造成造成鋼的熱脆性。鋼材中過高的硫含量還會影響其韌塑性以及成型性能。因此需要在鋼材生產(chǎn)過程中盡量去除包括硫、磷等元素在內(nèi)的雜質(zhì)。鐵水脫硫技術(shù)初創(chuàng)于二十世紀(jì)三十年代，發(fā)展于二十世紀(jì)六十年代，至今，已經(jīng)日趨成熟。目前，鐵水脫硫已經(jīng)形成了十幾種脫硫方法，這其中最具有代表性、應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬噴吹法和KR法（又稱KR機(jī)械攪拌法）。

2 噴吹法在鐵水脫硫中的分析

噴吹法通過將惰性氣體作為載體，把包括CaO、Mg和CaC2在內(nèi)的脫硫粉劑通過噴槍，伴隨惰性氣體噴進(jìn)鐵水中，使脫硫劑和鐵水混合，并在混合過程中將鐵水中包含的硫雜質(zhì)去除。隨著噴吹法的發(fā)展，生成了混合和復(fù)合噴吹法兩種形式的噴吹法?；旌蠂姶捣ㄊ菍–aO、Mg和CaC2在內(nèi)的脫硫粉劑先以固定的比例進(jìn)行混合。在CaO、Mg和CaC2在內(nèi)的脫硫粉劑充分混合后，再使用惰性氣體將其噴進(jìn)鐵水中。在混合噴吹法鐵水脫硫過程中，鎂系和鈣系脫硫粉劑通過混合，鈣系脫硫粉劑會分散鎂氣泡，進(jìn)而增加鎂的有效表面面積，并形成MgS。在脫硫的上升過程中將MgS脫離出鐵水，以達(dá)到鐵水脫硫的目的。復(fù)合噴吹法與混合噴吹法的主要區(qū)別是在之前不將包括CaO、Mg和CaC2在內(nèi)的脫硫粉劑先以固定的比例進(jìn)行混合，而是改為在惰性氣體噴進(jìn)鐵水的過程中混合。被噴槍噴入的惰性氣體使鐵水和脫硫粉劑完全混合，起到攪拌的作用。這樣做的優(yōu)點在于可以實時掌握CaO、Mg和CaC2這些不同脫硫粉劑的比例。不論是混合噴吹法還是復(fù)合噴吹法，脫硫劑的選取是噴吹法的一個重點工作。由于鈣基和鎂基脫硫劑在運輸和貯存過程中存在較高的安全風(fēng)險，給生產(chǎn)過程帶來了安全隱患，所以脫硫劑的選取主要以純化顆粒鎂為主。目前國內(nèi)從經(jīng)濟(jì)因素、生產(chǎn)周期和工作強(qiáng)度等方面考慮，傾向于使用鎂系為主的脫硫劑。

3 KR機(jī)械攪拌法在鐵水脫硫中的分析

雖然通過引入純化顆粒鎂為主的脫硫劑降低了脫硫劑在運輸和貯存過程中的安全風(fēng)險隱患，并提高了脫硫水平。但是，不論是混合噴吹法還是復(fù)合噴吹法還存在動力條件不足的缺陷。動力條件不足，即為脫硫劑和鐵水僅靠惰性氣體的噴吹和攪拌不能達(dá)到與鐵水的完全混合。因此，借助機(jī)械的KR機(jī)械攪拌鐵水脫硫法應(yīng)運而生。KR機(jī)械攪拌法是通過將包括碳化鈣基和氧化鈣在內(nèi)的脫硫劑注入鐵水中，使用由耐火材料制成的攪拌器的攪拌、旋轉(zhuǎn)下，將包括碳化鈣基和氧化鈣在內(nèi)的脫硫劑和鐵水充分混合，完成鐵水脫硫的過程。由于在KR機(jī)械攪拌法的鐵水脫硫過程中，碳化鈣基和氧化鈣等多種脫硫劑可以達(dá)到與鐵水完全混合，所以脫硫效果較高。當(dāng)鐵水的硫含量在百分之零點零三時，經(jīng)過KR機(jī)械攪拌法脫硫的鐵水，硫的最終含量可以降低到萬分之零點一。由于其較高的脫硫效果，KR機(jī)械攪拌法在生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材的過程中與噴吹法相比，得到了較多的應(yīng)用。

4 噴吹法與KR機(jī)械攪拌法的比較

通過分別對噴吹法和KR機(jī)械攪拌法在鐵水脫硫過程中的分析可以看出，KR機(jī)械攪拌法實際上來源于噴吹鐵水脫硫法。由于在噴吹法中，脫硫劑僅僅借助惰性氣體才能與鐵水混合，造成只有在自身的上升過程之中才能吸收鐵水中的硫元素，使得大量的脫硫劑無法完全與鐵水接觸并吸收鐵水中的硫元素，提高了脫硫劑的使用量，增加了成本。KR機(jī)械攪拌法通過增加了脫硫劑和鐵水的混合程度，改進(jìn)了噴吹鐵水脫硫法。而且，比較噴吹法和KR機(jī)械攪拌法所使用的脫硫劑也可以看出，噴吹法采用的粉狀脫硫劑需要采取封閉等防護(hù)措施。而KR機(jī)械攪拌法所采用的脫硫劑為螢石顆粒，安全系數(shù)較高，不需要封閉等防護(hù)措施。在生產(chǎn)管理的過程中，KR機(jī)械攪拌法又減少了一定的費用。但KR機(jī)械攪拌法也有其自身的局限性。由于KR機(jī)械攪拌法對設(shè)備機(jī)械的要求較高，特別是對耐火材料制成的攪拌器要求極高，攪拌器的生命往往很短。而且KR機(jī)械攪拌法設(shè)備所占場地也較大，投資較高，適用于資金充足、規(guī)模較大的鋼鐵生產(chǎn)廠家。

5 總結(jié)

通過以上對比可以看出，噴吹法包括混合和復(fù)合噴吹法兩種形式的噴吹法。KR機(jī)械攪拌法是噴吹法的改良方法，是借助攪拌器能夠使脫硫劑和鐵水充分混合，達(dá)到更高的脫硫效率。KR機(jī)械攪拌法較噴吹法相比脫硫效率更高、生產(chǎn)過程安全風(fēng)險更低，但是生產(chǎn)條件要求也高于噴吹法。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：邊雷（1985-），男，河北唐山人，本科，助理工程師，主要從事：煉鋼生產(chǎn)工作。