煉鋼廠新增脫硫裝置方案探討

王福海

摘 要：結合攀鋼煉鐵廠的產能現狀和煉鋼廠3套鐵水脫硫裝置的脫硫能力，介紹了煉鋼廠新增脫硫裝置的必要性和建設方案。

關鍵詞：煉鋼廠；脫硫裝置；脫硫劑；建設方案

中圖分類號：TF704.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.114

文章編號：2095-6835（2016）20-0114-02

1 概述

攀鋼提釩煉鋼廠現有3套鐵水脫硫裝置，1，2號脫硫裝置采用混合噴吹技術，產能3.8×106 t/年，3號脫硫裝置采用復合噴吹技術，產能1.2×106～1.4×106 t/年，總鐵水脫硫產能為5×106～5.2×106 t/年。隨著新3號高爐及新1號、新2號轉爐建成投產，煉鐵產能將達到6.4×106 t/年，煉鋼產能將達到6×106 t/年。目前，大約有1×106 t鐵水不能進行脫硫處理，需要對煉鋼廠的脫硫能力進行擴能改造。

2 新增脫硫裝置的必要性

2.1 現有脫硫設施能力不足

隨著新3號高爐及新1號、新2號轉爐建成投產，煉鐵產能將達到6.4×106 t/年，煉鋼產能將達到6×106 t/年。目前有3套鐵水脫硫裝置的脫硫能力達5×106～5.2×106 t，有約1×106 t鐵水不能進行脫硫處理。3套脫硫裝置的生產能力如表1所示。

2.2 低硫鋼種生產的需要

近年來，低硫鋼種產量逐年增加（2005年，[S]≤0.015的鋼種月產量已達5.71×104 t，占總鋼產量的16.8%），在一套脫硫裝置檢修或故障時，煉鋼廠的脫硫能力為日均1.37×104 t，每天約有4×103 t的鐵水不能進行脫硫處理，這將嚴重影響到公司品種鋼的生產。2003—2005年低硫鋼種生產情況如表2所示。

2.3 現有脫硫工藝改造不能增加脫硫產能

在鐵水條件和品種結構未改變的前提下，對現有脫硫裝置的噴吹方式或脫硫劑種類進行改進，只可能改善脫硫效果，其脫硫噴吹時間不能縮短，因而脫硫周期不會發生改變，脫硫產能也無法提高。各種脫硫劑對應的脫硫時間如表3所示。

3 新增脫硫裝置工藝方案

3.1 技術要求

3.2 在3號脫硫裝置區域新增脫硫裝置

對3號脫硫裝置進行改造，在3號脫硫裝置的西頭扒渣位（原1號扒渣位）處新增脫硫工位，將扒渣工位改造成脫硫+扒渣，脫硫與扒渣在同一工位進行，使之形成2套完整的脫硫扒渣裝置。改造后，3號脫硫裝置各工序主要工藝設備配置如下：

組罐：2個車式組罐位和1個固定組罐位。

脫硫：2個噴吹工位，配3臺鐵水罐傾翻車、1個60 m3石灰料倉、1個30 m3鎂粉料倉、2個1.4 m3鎂粉噴吹罐、2個2.8 m3石灰噴吹罐。

扒渣：2個扒渣工位，配2臺液壓扒渣機、3臺鐵水罐傾翻車（與脫硫共用）、2臺電動渣罐車。

3.3 在1，2號脫硫裝置區域新增脫硫裝置

在爐子跨#1撇渣線7.2 m平臺上新增脫硫噴吹工位，利用現有1，2號脫硫裝置脫硫劑上料設施、高位料倉設施及噴吹罐設施；在加料跨及釩渣跨#1、#2扒渣機西頭新建1個扒渣工位。改造后，1，2號脫硫裝置區域各工序主要工藝設備配置如下：

組罐：2個固定組罐位，4個車式組罐位。

脫硫：3個噴吹工位，配2個80 m3料倉、4個噴吹罐、3臺鐵水脫硫車。

扒渣：3個扒渣工位，配3臺液壓扒渣機、3臺鐵水罐傾翻車、3臺電動渣罐車。

4 采用的技術路線及工藝流程

4.1 現有脫硫工藝現狀及對比

攀鋼現有3套鐵水脫硫裝置。1，2號脫硫裝置采用混合噴吹技術，以噴吹AD型復合脫硫劑為主，輔助脫硫劑為低鎂脫硫劑（M-4、M-3）；3號脫硫裝置采用復合噴吹技術，噴吹鎂粉/石灰兩種脫硫劑，能夠單吹石灰或混合粉劑。它們的產能及脫硫技術指標對比如下。

4.1.1 鐵水脫硫產能對比

攀鋼1，2號鐵水脫硫產能為3.8×106 t/年，3號鐵水脫硫產能1.2×106～1.4×106 t/年，總鐵水脫硫產能為5×106～5.2×106 t/年，與年鐵水脫硫產能達6×106 t有一定差距。

4.1.2 AD脫硫與鎂脫硫技術指標對比

4.1.2.1 鐵水脫硫的技術經濟指標

鐵水脫硫的技術經濟指標如表5所示。由表5可知，鐵水采用AD和鎂脫硫均可達到較好的鐵水脫硫效果，可達國內外同類生產水平，但鎂脫硫工藝的回硫較多，主要是鎂脫硫后渣鐵分離不好，渣扒不凈所致。從目前試驗的鎂脫硫渣調整劑看，效果均不顯著，鎂脫硫渣鐵分離不好。鎂脫硫工藝鐵水回硫多，對煉鋼有影響。

4.1.2.2 鐵水脫硫鐵損

半鋼、鐵水脫硫工藝鐵損標定結果如表6所示。由表6可知，3號鐵水脫硫的脫硫鐵損為0.41%，扒渣鐵損為4.93%，鐵水脫硫工藝的脫硫、扒渣工序總鐵損為5.34%，與1，2號脫硫鐵損5.435%相當，比3號半鋼脫硫鐵損高1.545%. 主要原因是鐵水溫度低，脫硫渣黏度大，熔點低，渣鐵不分，導致的扒渣鐵損大。

4.1.2.3 3號脫硫半鋼及鐵水工藝的脫硫渣中鐵份

3號半鋼脫硫渣取樣分析結果如表7所示。由表7可知，3號脫硫渣中的TFe含量比1，2號脫硫渣中TFe含量少，反映出3號半鋼脫硫鐵損較1，2號低。鐵水脫硫渣中TFe的含量比1，2號脫硫渣中的TFe含量高，脫硫渣中帶鐵多。

4.1.3 鐵水脫硫綜合成本

半鋼/鐵水脫硫綜合成本如表8所示。由表8可知，3號半鋼脫硫的綜合成本為97.53元/（t.Fe），鐵水脫硫的綜合成本為124.67元/（t.Fe），比1，2部AD脫硫的綜合成本115.76元/（t.Fe）高9.02元/（t.Fe）。

4.2 選用的技術路線及工藝流程

4.2.1 在3號脫硫裝置區域新增脫硫裝置

由于原料跨場地狹窄，不能布置混合脫硫的高位料倉等相關設施，新增脫硫裝置采用3號脫硫復合噴吹技術，噴吹鎂粉/石灰兩種脫硫劑，能夠單吹石灰或混合粉劑。脫硫流程如圖1所示。

4.2.2 在1，2號脫硫裝置區域新增脫硫裝置

盡管鎂復合噴吹工藝的鐵水脫硫效果很好，鐵水鐵損小，但是由于攀鋼鐵水的特殊性，從3號脫硫裝置的生產情況看，采用鎂復合噴吹工藝脫硫后的渣態很稀，扒渣不凈，渣鐵分離不好，目前沒有開發研究出能夠改變鎂脫硫渣態的調整劑，因此造成采用鎂復合噴吹脫硫后的鐵水回硫嚴重，給轉爐煉鋼帶來很大影響。而采用混合噴吹工藝噴吹低鎂脫硫劑（M-4、M-3）也能達到很好的脫硫效果，且成本較低，脫硫渣經過改性后的渣鐵分離很好，脫硫鐵水不會出現回硫現象。所以在1，2號脫硫裝置區域新增脫硫裝置采用混合噴吹技術，噴吹AD型復合脫硫劑為主，輔助脫硫劑為低鎂脫硫劑（M-4、M-3）。

5 結束語

隨著新3號高爐的建成投產，煉鐵產能將達到6.4×106 t/年。煉鋼廠現有3套鐵水脫硫裝置的能力已不能滿足生產要求，因此，新增脫硫裝置是非常必要的。

受總圖位置限制，新增脫硫裝置要考慮兩點：①對3號脫硫裝置進行改造，在3號脫硫裝置的西頭扒渣位處增設一套脫硫裝置，將原扒渣工藝改造成脫硫與扒渣同一工位進行，采用3號脫硫復合噴吹技術，噴吹鎂粉/石灰兩種脫硫劑，能夠單吹石灰或混合粉劑；②在1、2號脫硫裝置東頭#1撇渣線上增加1套脫硫噴吹裝置，利用現有1，2脫硫裝置脫硫劑上料設施、高位料倉設施及噴吹罐設施，在加料跨及釩渣跨#1，#2扒渣機西頭新建1個扒渣工位，改造后采用混合噴吹技術，以噴吹AD型復合脫硫劑為主，輔助脫硫劑為低鎂脫硫劑（M-4、M-3）。