張宏才

摘? 要： 介紹了北營煉鋼廠采用復合噴吹法鐵水脫硫設備的原理、基本構成、主要參數(shù)、技術改進等，為復合噴吹法鐵水脫硫設備的使用方面提供 借鑒。

關鍵詞： 復合噴吹;脫硫;鎂粉;噴吹罐;喉口閥

1 鐵水脫硫及復合噴吹法的重要性

鐵水脫硫是現(xiàn)代化煉鋼的一個重要組成部分，已經成為煉鋼廠生產工 藝：鐵水脫硫-復吹轉爐-爐外精煉-連鑄。復合噴吹法鐵水脫硫技術應用廣 泛，發(fā)展迅速，能有效、穩(wěn)定的將鐵水硫控制在目標范圍內，對于一些特 殊要求鋼種達到“雙零”超低硫水平。本鋼北營及本鋼板材煉鋼廠均采用 此設備，合理使用脫硫設備能減輕轉爐冶煉任務和減少轉爐指標消耗，包 括LF爐電耗及物料消耗。復合噴吹法脫硫作為一種主流脫硫工藝，在煉鋼 廠發(fā)揮著舉足輕重的作用。

2 復合噴吹法鐵水脫硫主要化學反應機理和工藝流程

2.1? 復合噴吹化學反應機理

采用經過鈍化處理的鎂粉、石灰粉復合噴吹進行脫硫處理，主要反應 如下：? 2CaO+[S]+1/2[Si]=（CaS）+ 1/2（Ca2SiO4）， [Mg]+[S]=MgS，其中氣體介 質為氮氣，金屬鎂活性高，極易氧化，鎂粉必須進行表面鈍化處理。經鈍 化后的鎂在鐵水的溫度下與硫有極強的親和力，脫硫效率高，脫硫過程穩(wěn) 定可預測，目標S能控制在0.001%的精度，這是其它脫硫粉劑不具備的。

2.2? 復合噴吹法工藝流程

鐵水包盛裝的鐵水→吊運置傾翻車上→測溫取樣→噴吹脫硫→扒渣→ 測溫取樣→兌入轉爐

3 復合噴吹法鐵水脫硫設備主要原理

復合噴吹法脫硫設備的工作原理是將經鈍化處理的鎂粉和石灰粉分別 存儲在兩個壓力罐內，使用氮氣作為介質動力，經兩套獨立的噴吹系統(tǒng)，? 通過調配器控制兩種物料的速率確定物料比例，在一根管線內混合，將混 合后粉劑通過噴槍吹進鐵水內進行脫硫。脫硫全過程只要輸入相應的初始 S、目標S、鐵水溫度、鐵水重量等參數(shù)即可實現(xiàn)自動噴吹脫硫。

4 復合噴吹法鐵水脫硫設備構成

該設備主要分為四大系統(tǒng)，即上料系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、扒渣系統(tǒng)、除塵 系統(tǒng)。上料系統(tǒng)包括：石灰粉劑罐車、氣動閥門站、儲粉倉、卸料裝置、 流態(tài)化噴嘴及上料管路。另外鎂粉使用噸袋盛裝，利用現(xiàn)場單梁吊車進 行上料。噴吹系統(tǒng)：該部分是這四大系統(tǒng)的核心部分，均為進口達涅利公 司，采用氮氣作為動力介質，它包括：粉劑噴吹罐及其稱量裝置、流態(tài)化 噴嘴、粉劑流量調節(jié)閥、噴吹管路、噴槍、噴槍升降裝置等，其中喉口閥 為核心控制單元。扒渣系統(tǒng)：包括鐵水罐傾翻車、渣罐車、扒渣機、噴吹 間密封門獨立液壓站、電氣室。其中扒渣機、傾翻車采用液壓動力。除塵 系統(tǒng)：包括噴吹槍口氣封裝置、儲粉倉頂部脈沖布袋除塵器、除塵煙罩、 電動調節(jié)閥、手動調節(jié)閥、除塵管路和風機等。

5 重點部位設備部分分析

本文介紹設備為北營煉鋼廠鐵水預處理站，共三座，均采用達涅利設 計的復合噴吹法脫硫設備。

5.1? 噴吹系統(tǒng)

噴吹罐系統(tǒng)包括鎂粉噴吹罐和石灰粉噴吹罐本體、電子秤、自動調節(jié) 的喉口閥和儀表等。其中石灰粉罐壓力設定值為400KPa鎂粉罐壓力設定值 為350KPa， 噴槍槍口壓力值230KPa， 石灰粉下料速率穩(wěn)定在32KG/min， 鎂粉下料速率穩(wěn)定在8KG/min，喉口閥通過開度自動調整保證系統(tǒng)壓力平 衡，物料速率穩(wěn)定。

5.2? 噴槍升降裝置

根據(jù)工藝要求，噴槍必須在垂直方向升降來滿足工作位上、下極限位 的要求，升降裝置的定位和控制采用主令控制器和編碼器，電機采用變頻 電動機來實現(xiàn)在升降過程中脫硫工藝對升降速度的要求。噴槍工作時要下 降到鐵水罐里一定的深度，一般情況下噴槍槍口距離鐵水包包底的距離為 500mm左右脫硫效果最佳。不工作時要提升至操作平臺以上的待機位置，? 方便清理噴槍粘渣和更換噴槍，該裝置屬于頻繁使用的核心裝置。

5.3? 扒渣機

扒渣機采用液壓為動力，可實現(xiàn)八個動作即“伸、縮、升、降、左 旋、右旋、渣耙頭抬高、渣耙頭降低”特點是動力來源可靠，能耗低，配 合使用氣體趕渣工藝，能夠實現(xiàn)扒渣鏡面效果，扒損可控在7kg/t.構。

5.4 ?鐵水罐傾翻車

鐵水罐傾翻車采用液壓為動力，車體由框架、? 4 套車輪組、傾翻座架 組成。行走由兩個液壓馬達驅動，傾翻則通過兩個固定在車體上的與座架 嚙合的液壓缸來實現(xiàn)，最大傾翻角度為53度。車體本身帶有電子秤，通過 該秤重量參考計算脫硫粉劑加入量，通過脫硫前與脫硫后鐵水重量變化的 對比核算扒渣量。

6 復合噴吹法設備操作情況分析

6.1? 脫硫前鐵水的要求

脫硫鐵水不僅要滿足轉爐鐵水需求量，還要保證鐵包凈空量。脫硫劑 經由噴槍吹進鐵水，載氣對鐵水有攪拌作用可以促進反應物的傳質和產物 的排出。由于鎂在高溫下液化、氣化和溶于鐵水，產生的鎂氣體對鐵水的 攪拌作用強烈，從而造成鐵水液面翻動，實踐得出鐵包凈空量大于350mm 可有效減小噴濺現(xiàn)象。

6.2? 噴吹控制

粉劑流量直接影響噴吹周期，根據(jù)流量變化及時調整喉口閥開度，保 證最佳流量。通常情況下鎂粉開度在75-85%，石灰粉開度在20-30%能夠達 到鎂粉流量8Kg/min，石灰粉流量32Kg/min，此外保證每周至少清理喉口閥2 次。若瞬間石灰粉不下料，應立即提槍清理槍頭，防止延時造成堵槍。

6.3? 扒渣控制

噴吹結束后渣中含有Mg S、 CaS遇見氧被還原，反應如下：

[MgS]+[O]= （MgO）+[S]， [CaS]+[O]=（CaO）+[S]。若直接兌入轉爐將造成回硫現(xiàn)象， 扒渣 操作主要注意兩方面：扒渣率、扒渣帶鐵?，F(xiàn)渣比在0.8%左右，帶渣量小 于0.3%。扒渣機速度、角度，傾翻車傾翻角度均需要根據(jù)鐵水液面及渣量 調整。

7 復合噴吹法設備改進方面

喉口閥的閥芯采用耐磨的陶瓷材質提高其使用壽命，但是陶瓷沒有韌 性，易碎裂，且閥芯為進口件價格昂貴采購周期長。

北營煉鋼廠將該閥的閥芯通過多方面測量改進改為耐磨的不銹鋼材 質，從而彌補其韌性不足的缺陷，達到使用效果降低生產成本。原設計噴 吹管線均為單線，遇見管路堵塞時嚴重影響生產，后經改造，變成雙線噴 吹，達到一用一備，解決了物料不好時管路堵塞的問題。渣耙弧形面增 寬、增長提高扒渣效率，采用錳鋼板自制，節(jié)約成本。石灰粉上料管線 增加放散閥門，解決石灰受潮堵塞管路難于清理的問題。調整后模式：鐵 水：進站? → 噴吹石灰粉? →提槍取樣? → 扒渣→? 下槍噴吹（鎂粉速率3kg/ min左右）等樣→? 樣回調整速率鎂粉6-8kg/min→? 扒渣、取樣。原操作模 式：進站→取樣→下槍噴吹→扒渣、取樣。調整后操作模式鎂粉消耗量減 少1.7噸，石灰粉減少13噸，噸鐵成本降低2.2元，終點S命中率提高10%。

結束語：復合噴吹鐵水預處理因其明顯的經濟價值，已經引起了各個 鋼鐵企業(yè)的重視，可以肯定在未來的幾年內該技術將會成為煉鋼前必不可 少的一道工序，? 所以該技術在國內有著廣闊的發(fā)展空間 鐵水復合噴吹脫硫 工藝、設備簡單，占地少，投資省。并且該工藝具有溫降小、不易回硫、 良好的反應動力學條件和處理時間短等優(yōu)點。而且我國的鎂資源相當豐 富，大量使用鎂基脫硫是我國鋼鐵工業(yè)難得有利條件。因此，復合噴吹鐵 水脫硫方式是值得推廣和普遍采用的高效脫硫技術。

參考文獻：

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