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(duì)高質(zhì)量的鋼材需求越來(lái)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(guò)分別分析了噴吹法和KR機(jī)械攪拌法在鐵水脫硫過(guò)程中的原理和應(yīng)用，進(jìn)而對(duì)比分析了噴吹法和KR機(jī)械攪拌法各自的優(yōu)勢(shì)。

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(lái)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(duì)高質(zhì)量鋼材的需求度飛速增長(zhǎng)。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(wèn)題。因此有必要對(duì)鐵水爐外脫硫，這一鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)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(guò)高的硫含量還會(huì)影響其韌塑性以及成型性能。因此需要在鋼材生產(chǎn)過(guò)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?lài)姶捣ê蚄R法（又稱(chēng)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(guò)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(guò)噴槍?zhuān)殡S惰性氣體噴進(jìn)鐵水中，使脫硫劑和鐵水混合，并在混合過(guò)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。混合噴吹法是將包括CaO、Mg和CaC2在內(nèi)的脫硫粉劑先以固定的比例進(jìn)行混合。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(guò)程中，鎂系和鈣系脫硫粉劑通過(guò)混合，鈣系脫硫粉劑會(huì)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(guò)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(guò)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(diǎn)在于可以實(shí)時(shí)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(gè)重點(diǎn)工作。由于鈣基和鎂基脫硫劑在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)，給生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)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(guó)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(guò)引入純化顆粒鎂為主的脫硫劑降低了脫硫劑在運(yùn)輸和貯存過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)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(dòng)力條件不足的缺陷。動(dòng)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(yùn)而生。KR機(jī)械攪拌法是通過(guò)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(guò)程。由于在KR機(jī)械攪拌法的鐵水脫硫過(guò)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(diǎn)零三時(shí)，經(jīng)過(guò)KR機(jī)械攪拌法脫硫的鐵水，硫的最終含量可以降低到萬(wàn)分之零點(diǎn)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(guò)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(guò)分別對(duì)噴吹法和KR機(jī)械攪拌法在鐵水脫硫過(guò)程中的分析可以看出，KR機(jī)械攪拌法實(shí)際上來(lái)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(guò)程之中才能吸收鐵水中的硫元素，使得大量的脫硫劑無(wú)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(guò)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(guò)程中，KR機(jī)械攪拌法又減少了一定的費(fèi)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(duì)設(shè)備機(jī)械的要求較高，特別是對(duì)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(chǎng)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(guò)以上對(duì)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(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)更低，但是生產(chǎn)條件要求也高于噴吹法。

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作者簡(jiǎn)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。