宣钢单喷镁铁水脱硫技术应用与实践.docVIP

宣钢单喷镁铁水脱硫技术应用与实践 门志刚 贾学猛 张 浩 王建忠 蔡 飞 宣化钢铁公司，河北宣化， 075100 摘 要 本文介绍了宣钢炼钢厂采用单喷颗粒镁铁水脱硫工艺，改善了转炉冶炼原料铁水条件，同时对镁在铁水中的脱硫机理作了简要的叙述。该工艺在生产实践中不断优化，使铁水经过预处理后终点硫均达到0.010%以下，最低终点硫含量达到0.003%，基本满足了炼钢铁水要求。 关键词 炼钢；脱硫；钝化镁；铁水预处理 1引言 宣钢炼钢厂百吨炉区装配有两座110t顶底复吹转炉，一座120t顶底复吹转炉，一座90tLF精炼炉，一座130tLF精炼炉，两台8机8流方坯连铸机，一台12机12流方坯连铸机，产品主要为焊丝钢、高牌号优质碳素结构钢、合金结构钢、预应力钢、冷镦钢等50多个钢种，这些钢种对硫的要求都非常严格。目前钢铁产业发展异常迅速，各大钢厂都在进行扩大产能的改造，这就导致低硫灰石和焦炭资源日趋紧张，在炼钢铁水及生铁硫不断恶化的条件下，为保证铁水含硫量符合炼钢生产要求，我厂于2004年底引进并建成单喷颗粒镁铁水脱硫站，年处理铁水能力可达到110万吨。该工艺于2005年1月投入生产后，对喷枪枪位，喷镁速度及镁粉的选型和扒渣机的改进等各项工艺参数进行了优化，很好地满足了炼钢生产要求，为减轻转炉脱硫负担，增加转炉品种比例起到积极作用，对推动公司品种开发，提高产品质量作出了很大贡献。 2 单喷颗粒镁工艺与其它预脱硫工艺相比的优点 目前，国内进行铁水脱硫的方法很多，如转鼓法、摇包法、KR法、喷吹法等。铁水脱硫的趋势主要有以下几个方面：采用全量铁水脱硫工艺；趋向在铁水包内进行脱硫；脱硫方法以喷吹法为主；用金属镁做脱硫剂的趋势不断增大。喷吹脱硫法具有脱硫反应速度快、效率高、操作灵活方便，处理铁水量大，设备投资少等优点。喷 吹法主要分为单喷颗粒镁及复喷石灰和颗粒镁法。通过比较，单喷颗粒镁法具有粉剂消耗小、能够深度脱硫、渣量小、铁水温降低等优点。 3 单喷颗粒镁铁水预脱硫设备工作原理及工艺机理 3.1 单喷颗粒镁设备的基本结构及原理 3.1.1 单喷颗粒镁设备基本结构 本套铁水脱硫设备主要是采用顶喷吹工艺，主要由喷吹系统、扒渣系统、除尘系统等组成。主要设备有储料罐，喷吹罐，喷枪，粉料输道（流态化送料），气源为氮气；储粉器，喷粉器都设有计量仪表，根据铁水重量、原始硫含量及目标硫含量来计算喷镁量，实现全自动喷吹，年处理能力为110万吨铁水。 3.1.2 单喷颗粒镁铁水脱硫原理 利用气力输送的原理，通过一系列装置，将符合一定要求的颗粒镁均匀连续地通过管路和喷枪喷射到铁水中，通过镁粒的汽化，以气态镁为主的脱硫剂与铁水中的硫反应生成硫化物，上浮到渣中，经过扒渣去除，最终将铁水中的初始硫含量降至预定的目标硫含量。整套脱硫站是在喷吹工艺、各设备系统、自动控制及仪表监测、脱硫剂等综合作用下完成预定的工艺目标。 3.2 单喷颗粒镁工艺机理 颗粒镁在铁水中的脱硫反应有如下两种方式： ⑴ Mg[g] + [S] = MgS(s) ⑵ Mg[g] = [Mg] [Mg] + [S] = MgS(s) 在实际生产中，铁水脱硫主要以第 ⑵ 种形式进行，颗粒镁进入铁水后汽化，镁蒸气熔解于铁水中再与铁水中硫反应生成MgS。 4 单喷颗粒镁铁水预脱硫工艺 4.1 工艺流程 转炉冶炼工艺根据原料条件采取两种工艺流程方案。 ⑴ 硫高（S≥0.04%）铁水入600吨混铁炉走铁水预处理后再入转炉冶炼。 ⑵ 硫低铁水入900吨混铁炉直接入转炉冶炼。 铁水预处理工艺流程图如下： 600吨混铁炉 —— 铁水称量 —— 第一次扒渣 —— 测温取样 —— 喷镁脱硫 —— 测温取样 —— 二次扒渣 —— 转炉冶炼 4.2 铁水条件 铁水及生铁块条件如表1：4.3结果及分析 根据以上铁水条件，结合生产实践以满足转炉平衡在生产组织中铁水，生铁及废钢比基本为82：16：2的装入量配比方式。可以计算出各项带入转炉熔池中的硫量及所占比例。如表2 表1 铁水及生铁块条件 种 类 C（%） Si（%） Mn（%） P（%） S（%） 带渣量 铁 水 ＞4.2 0.49 0.24 0.097 0.047 8‰ 生铁块 ＞4.1 0.54 0.21 0.104 0.063 — 废 钢 0.18 0.23 0.43 0.024 0.029 — 表2 转炉熔池中各种物料带入硫的比例 硫收入项的物料种类 未脱硫铁水 脱硫铁水 重量（kg/炉） 比例（%） 重量（kg/炉） 比例（%） 铁水中硫 3.854 62.2 1.066 50 铁块中硫 1.008 16.3 1.008 47.3 废钢中硫 0.058