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常用脱硫方法及其操作

教学目的和要求：要求学生掌握KR法脱硫的生产工艺流程，熟悉KR法脱硫的基本操作，掌握混铁车喷吹脱硫的工艺特点，知道混铁车喷吹法的设备组成，熟悉混铁车喷吹脱硫的工艺操作及脱硫效果。

教学重点和难点： KR法脱硫的生产工艺流程和脱硫的基本操作，混铁车喷吹脱硫的工艺特点和工艺操作。

教学进程：

一、铁水罐搅拌法脱硫(KR法)

搅拌法是铁水脱硫技术的重要进展，它放弃了传动的容器运动方式，通过搅动来使液体金属与脱硫剂混合接触达到脱硫目的。

搅拌法分为两种形式即莱茵法和KR法。

a -- 莱茵法 b-- KR法

图1 搅拌法脱硫

两种方法的最大区别是搅拌器插入铁水深度不同，莱茵法搅拌器只是部分地插入铁水内部，通过搅拌使罐上部的铁水和脱硫剂形成涡流搅动，互相混合接触，同时通过循环流动使整缎纹织物个罐内铁水都能达到上层脱硫区域段实现脱硫，KR法

是将搅拌器沉浸到铁水内部而不是在铁水和脱硫剂之间的界面上通过搅拌形成铁水运动旋涡使脱硫剂撒开并混入铁水内部，加速脱硫过程。

武钢二炼钢KR法是利用机械搅拌作用使脱硫剂与铁水混匀达到脱硫目的，因此，脱硫剂利用率高，消耗较低，目前武钢二炼钢KR铁水脱硫的脱硫剂消耗达到5.0kg／t.Fe(CaO基) 左右，搅拌器寿命达到700余次，耐材消耗0.02kg／吨，脱硫效果[S]可以达到0.001％，脱硫效率≥90％，可以生产和满足不同低硫品种的需求。

1．KR铁水脱硫工艺流程

机械搅拌法脱硫就是将耐火材料制成的搅拌器插入铁水罐液面下一定深处，并使之旋转。当搅拌器旋转时，铁水液面形成“V”形旋涡(中心低，四周高)，此时加入脱硫剂后，脱硫剂微粒在浆叶端部区域内由于湍动而分散，并沿着半径方向“吐出”，然后悬浮，绕轴心旋转和上浮于铁水中，也就是说，借这种机械搅拌作用使脱硫剂卷入铁水中并与接触，混合、搅动，从而进行脱硫反应。当搅拌器开动时，在液面上看不到脱硫剂，停止搅拌后，所生成的干稠状渣浮到铁水面上，扒渣后即达到脱硫的目的。

脱硫前，铁水缶中若有高炉渣，应先扒渣，即脱硫前后要二次扒渣。

下图KR专用罐工艺流程(图2)：

图2

高炉铁水罐直接KR法脱硫工艺流程：

图3

2．原料要求

1）高炉铁水条件

铁水温度：T≥l2500C

铁水硫含量：[S]≤0.060％

渣层厚度：

处理铁水量：Q=80～90吨／罐·次

2）脱硫剂(KC—2#)

（1)重量配比：

活性石灰：88—90%

萤石: 12—10%

（2)粒度要求：

表1 脱硫剂粒度要求

粒度	≤0.1mm	0.1-0.6mm	0.1-1.0mm	≥1.0mm
比例	<5％	≥60％	≥30％	≤5％

（3)要求新鲜、干净、干燥、不混有杂质、不粉化变质。

3）镁质复合脱硫剂(试行)

（1)重量配比：

活性石灰 75～80％

萤石：15～10％

Mg粉：≥10％

（2)粒度要求(活性石灰、萤石同KC—2#脱硫剂)

（3)Mg:阻燃时间，闪点：6150C左右

3．KR铁水脱硫的基本操作

1）扒渣操作：

（1)脱硫铁水罐由牵引车运载至扒渣位置后，由主控台将罐倾斜至扒渣角度(以铁水不能溢出为准)，然后进行扒渣操作。

（2)扒渣机在运转前接通电源并选择好手动或自动操作方法(扭动转换操作手柄)，要确认清楚手动(ISW)或自动(3PL)灯光显示和紧急停车手动按钮的位置。

（3)要确认压缩空气的入口压力达到0.6～0.8MPa，操作压力>0.45MPa。

（4)扒渣机运转前，小车的前进端极限应设在零位，后退端极限应设在拾位上，否则不允

许运转。

（5)扒渣机的前后行程5-6米，高度为0.9米，左右旋转角度为12.50。

(6)当罐内铁水中带有大于600kg的渣块时原则不能强行扒渣，应将铁水返回到混铁炉。

便携式设备（7)铁水在搅拌前后都要进行扒渣，罐内渣子扒到铁水裸露>2/3。

2)卷扬操作

(1)运行前必须检查主操作台电源转换开关、确认钢丝绳及抱闸正常，进行试运转后方能使用。

(2)铁水罐必须对准扒渣的中心线，方可进行倾翻铁水罐操作。

(3)机旁操作卷扬时，只许挂脱勾操作，倾斜操作应在主控制台进行。

3)搅拌操作

(1)首先试灯检查，确认操作台上的所有工作信号是否正常。

(2)确认铁水缶中心线对准搅拌器中心线，正负误差。

(3)准确测铁水液面高度，并对搅拌器进行预烘烤3—5分钟(新搅拌器在使用前50次在予烘烤后进行浸泡烧结5—10分钟)。搅拌器浸入铁水深度350～600mm搅拌时间为3-9分钟，转速80～120转／分。

(4)铁水液面在3000～3700间可方可拉钟操作，搅拌过程中注意观察电流及转速波动情况和相关信号反应，并在搅拌结束前3分钟实施必要的均匀减速，但减速后下限转速应≥78转／分。

(5)加入脱硫剂时转速比所需速应低2—5转，距投料剩余100kg时，均匀增速达所需速度，并依据火花飞溅及亮度情况，进行适当的减速调节。

（6)每处理一罐要对搅拌器进行确认，搅拌器耐火材料损坏或脱落≥50mm时或有槽沟、孔眼凹坑情况必须进行热修补后才能使用。

（7)处理硫含量超过标准时，当铁水后温≥12500时，经厂调同意可进行二次脱硫。

二、混铁车喷粉脱硫

武钢三炼钢厂的铁水脱硫设备是在混铁车内喷粉脱硫设备，于1996年投产。

1、混铁车喷吹脱硫的工艺特点

三炼钢是250t转炉配板坯铸机的全连铸厂，由于转炉吨位大，每炉需要铁水量大，因此采用混铁车运输铁水，采用罐式混铁车运输铁水有如下优点：

（1）混铁车一罐可存放运输300t铁水，比用铁水缶运输，保温性能好，运输量大。

（2）罐式混铁车的稳定性好，在铁路上运输比铁水罐安全。

由于三炼钢铁水运输距离长，所以从保温和安全出发，选用混铁车运输。

铁水脱硫方案的选择，一是脱硫方法，二是脱硫容器的选择。

关于脱硫方法，从铁水处理规模大，脱硫成本低，铁水温降小及脱硫效果能达到产品要

求等各方面综合考虑，选择喷吹脱硫的方法。

萨纳克其二是确定喷粉脱硫工艺，可以在混铁车及转炉铁水罐内脱硫两种选择，一种直接在混铁车内喷粉脱硫，脱硫完后再翻至转炉铁水罐，另一种方法是混铁车将铁水翻至将转炉铁水罐，在铁水罐内喷粉脱硫，这两种工艺的特点比较如下：

（1）从工序时间上用混铁车直接脱硫，不必倒罐铁水温度高，脱硫喷吹的反应空间比铁水罐大，因此可以用较高的喷粉速度，喷吹时间短，而用铁水罐脱硫，铁水要倒一次罐，温度要低40 ～500C，因此反应速度要慢，则铁水罐为防喷溅，喷粉速度不可能太快，因此喷粉时间长。

（2）布置方式，混铁车脱硫可以单独布置一座厂房，两座脱硫站平行布置，与转炉不干扰，而且两座脱硫站也互不干扰，而用铁水罐脱硫，必须布置在转炉跨中。两个工位的粉料贮存、铁水罐倒罐、扒渣、喷粉等都集中在转炉装料跨，吊车作业频繁，并与转炉作业干扰，脱硫各工序也互相干扰因此作业率也低。

（3）基造费用，混铁车脱硫虽然单独脱硫间，但吊车吨位少，厂房标高低，造价低，而铁水罐处理必须占用450t／30t兑铁水吊车，因此，厂房高，基造费用也高。

（4）脱硫剂效率，混铁车扒渣困难，喷粉脱硫时渣量大，因此脱硫剂耗量要大，同时混铁车较长，脱硫的动力学条件较差，混铁车内铁水称量难以准确物料输送设备，不能准确计算出脱硫剂用量，最终硫含量不能准确控制，而铁水缶脱硫，扒渣容易，在脱前和脱后都进行扒渣，脱硫剂利用率高，可以精确控制脱硫后的硫含量，脱硫的动力学条件较好，因此，采用铁水缶脱硫的脱硫效率高，而且可以根据不同钢种要求控制脱硫率。

（5）环保，混铁车脱硫在独立车间,设置除尘没备方便,不影响其它工序，除尘效果也较好．而铁水罐脱硫布置在主厂房内,除尘没备布置困难，因此效果也较差。

综合上述各种因素，还是选择混铁车内喷粉脱硫工艺较好。

2、混铁车喷粉脱硫工艺操作

混铁车喷粉脱硫与铁水罐喷粉系统有些类似。脱硫剂经槽罐车运输至贮料罐贮存，采用氮气输送将脱硫剂从槽罐卸到贮罐内，贮罐下部有流态化床。根据需要的用量，将脱硫剂从贮料罐输送到喷粉缶，完成脱硫剂的准备。

铁水脱硫操作，见图(4)，机车将装有铁水的混铁车先送到破渣位破渣，使铁水上部的渣层

不至结渣，然后再送到喷吹位落下防溅罩，先下测温取样测温取样，再下喷喷粉脱硫，根据化验结果确定喷吹脱硫剂数量，喷吹完成后再测温取样，然后提起防溅罩，机车将混铁车送至主厂房的铁水倒罐站，由混铁车将低硫铁水倒入铁水坑内称量台车上的铁水罐里，在铁水罐取样测温后将铁水罐吊至扒渣站扒渣，经扒渣后的铁水再兑入转炉。

图4 车铁水脱硫处理示意图

3、混铁车喷粉脱硫设备

1）混铁车：是贮存和运输铁水及进行铁水脱硫的容器，该车是属铁路特种专用车辆，车子上部为一个中间圆柱形，两端带有一定锥度的封闭形罐体，罐体的两端，支承在两组铁路车轮组的心盘上，由于罐体形状像，因此也称作罐式混铁车，在灌车的一端装有罐体倾翻装置，由电机驱动，罐体可翻转3600。罐体中央上部有一个圆形的出铁—受铁口，喷粉也是从这个口上操作，罐体内衬耐火砖。混铁车装载吨位：320t。

2）脱硫剂贮料罐，贮罐容积l00M 3，每个罐有遥控飞机制作3个料位指示器，一个上料位指示器，一个中料位指示器，一个低料位指示器，顶部装有布袋除尘及过压保护装置，对于存放电石的贮料罐，还装有乙炔报井装置及防爆阀。

3）喷粉罐，由于混铁车铁水量大．每次脱硫喷吹量大，故喷粉罐的容积为4M3整套粉料贮存，气动输送，喷吹系统的基本组成部份与铁水罐喷粉系统相同，只是容积不同。