铁水包单吹颗粒镁脱硫的工艺研究与实绩
铁水预处理喷吹法和搅拌法脱硫分析
ABSTRACT The desulphurization mechanics of hot metal injection and stirring are introduced. The desul2 phurization lim it of injected w ith M g and M g /CaO or stirred with CaO is theoretically calculated. The desulphuriza2 tion capability of every system is 10 - 4 % , 10 - 7 % , 10 - 3 % quantitative rank. The effects of desulphurization and the advantages and disadvantages between injection method and stirring method are compared, in order to guide the steel company choosing suitable desulphurization methods according to their actual situation.
溶解速度 ,提高铁液中镁的溶解度是关系到镁脱硫效果
的关键 。
M gS(g) + [O ] =M gO ( s) + [ S ] ΔG0
= - 210900 + 39. 6T, J /mol
(4)
在冶金温度下 ,镁的各种化合物的稳定性大小顺序 依次为 : M gO、M gS、M gC。式 (4)中 ΔG0 总小于零 ,意味着
— 32 —
冯京跃等 :铁水预处理喷吹法和搅拌法脱硫浅析
铁水喷镁脱硫技术的应用
铁水喷镁脱硫技术的应用冯建新（涟源钢铁集团有限公司，湖南娄底４１７００９）摘要：简述了涟钢铁水喷镁脱硫技术的设备概况、工艺流程和试生产情况。
重点介绍了处理过程的反应机理和控制方法，通过调整和改造，解决了钢水回硫问题，实现了铁水脱硫－转炉－ＲＨ精炼炉－ＣＳＰ的匹配。
关键词：铁水；喷吹；镁；脱硫中图分类号：ＴＦ７０４．３文献标识码：Ａ文章编号：１００５—６０８４（２００７）０４—００２１—０４收稿日期：２００７—０２—２８作者简介：冯建新（１９６７—），男，工程师，主要从事炼钢技术工作。
２００７年７月Ｊｕｌ２００７ＭＥＴＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＤＥＳＵＬＰＨＵＲＩＺＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＩＱＵＥＢＹＭＡＧＮＥＳＩＵＭＩＮＪＥＣＴＩＯＮＩＮＭＯＬＴＥＮＩＲＯＮＦＥＮＧＪｉａｎ－ｘｉｎ（ＬｉａｎｙｕａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｌｏｕｄｉ４１７００９，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅａｃｔｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｅｃｈｎｉｃｐｒｏｃｅｓｓａｎｄａｔｔｅｍｐｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎｉｎｍｏｌｔｅｎｉｒｏｎｂｙｍａｇｎｅｓｉｕｍｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｔＬｉａｎｇａｎｇｗａｓｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｉｎｄｅｔａｉｌｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｂｙｍｅａｎｓｏｆａｄｊｕｓｔｉｎｇａｎｄｃｈａｎｇｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｕｌｐｈｕｒｇｏｅｓｂａｃｋｔｏｍｏｌｔｅｎｓｔｅｅｌｗａｓｓｏｌｖｅｄ，ｔｈｅｒｅｂｙｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｏｆＨＭＰ－ＢＯＦ－ＲＨ－ＣＳＰｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｍｏｌｔｅｎｉｒｏｎ；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ；ｍａｇｎｅｓｉｕｍ；ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ涟钢转炉炼钢厂有三座容量１００ｔ（平均炉产量已超过１０２ｔ）的顶底复吹转炉，为热轧板厂ＣＳＰ生产线提供粗炼钢水，另还有两台六机六流小方坯连铸机。
北京科技大学科技成果——铁水预处理脱硫技术
北京科技大学科技成果——铁水预处理脱硫技术成果简介铁水预处理技术从上个世纪六、七十年代发展起来到现在已经广泛地应用于提高铁水质量，发展铁水应用范围的新的工艺。
其技术也在不断的发展和完善，目前世界范围内的铁水预处理技术不下二、三十种。
北京科技大学经过多年研究，已开发成熟世界上最先进的两种铁水预处理脱硫工艺方法，即（1）机械搅拌法，即在日本广泛流传的KR法，已经过改进，进入一个新的阶段；（2）喷吹法，铁水罐顶喷纯化镁脱硫，形成了具有自主知识产权的技术工艺。
喷吹法采用具有较高精度脱硫剂喷吹量的控制模型（可选择、可即时调控），提高了镁的利用率，降低喷粉生产成本，同时达到目标硫数值。
设备采用高技术喷射器系统；带气化室的喷枪；PLC全程程控和计算机操作等。
搅拌法根据其自身的弱点开展了多年的攻关，解决了搅拌头的寿命和铁水温降大的问题。
同时搅拌法在使用中开发了以CaO为主要原料的脱硫剂，达到了最佳的脱硫指标，同时研究了石灰的活性度和颗粒度的最佳要求。
从目前已经投产的处理效果看，使用这种廉价且效果良好的脱硫剂，搅拌法可以很容易地实现深脱硫的效果。
技术特点喷吹冶金在冶炼生产过程的应用非常广泛，采用喷吹的办法将脱硫剂加入到铁水中进行脱硫，显然是可行的，而且也很容易为人们所接受。
然而由于喷吹法不能获得很好的动力学条件，因此，要想获得好的脱硫效果，就必须选用好的脱硫剂，否则无法实现深脱硫，而且脱硫效率低，效果不稳定。
北京科技大学经过多年的研究已经很好地解决了这个问题。
为了解决动力学条件的问题，侧重开发使用更具脱硫效率的脱硫剂，经过多次实验研究，我们选择在线单吹或混合镁粉复合喷吹法，重点研究了镁粒的粒度、铁水温度和铁水液面高度对脱硫动力学的影响，在企业取得了很好的效果。
搅拌法在脱硫过程中的动力学条件得到了根本性的改善，而且还可以用CaO完全替代CaC2取得非常好的脱硫效果，从而省去了使用碳化钙的危险性。
传统的搅拌法的缺点是搅拌头的寿命低，铁水温降大，这两个问题，都已得到很好的解决，特别是铁水温降问题，通过对脱硫机理和脱硫剂的改进，我们可以把温降控制在15度范围内，这一指标达到世界先进水平。
KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较
水平、时间及温度等诸多因素影响，本文主要考虑的是纯镁喷吹法和 CaO 基 KR 法。一般 对铁水预处理的终点硫含量要求是不高于50ppm，工厂生产和实验研究结果表明，喷吹法 因其脱硫剂 Mg 的较强脱硫能力，KR 法由于其表现出色的动力学条件，在可以接受的时间 内（一般≤15min），它们都能达到预处理要求的目标值。国内各大钢厂的具体脱硫数据可见 表1。在喷吹法中，复合脱硫剂使用 CaO 比例越高，脱硫效果越差，使用纯镁时脱硫率最 高；KR 法使用 CaO 脱硫剂，脱硫率只是略低于喷吹纯镁。
关于铁水氧化的经验总结
关于铁水氧化的经验总结第一篇：关于铁水氧化的经验总结关于冲天炉铁水氧化问题的经验总结说到铁水氧化，大家都很熟悉，是熔炼过程中较常见的问题。
λ问题——铁水氧化的表象有哪些？总结下自己目前所知：1.炉前检测的C、Si成分有走低的趋势，Si会先变化，等C也变低的时候问题已经较严重了。
2.三角试片白口倾向增加，而且发脆，一砸就断。
3.铁水流动性差，表面活力小，凝固的快。
取样的时候能发现。
4.风眼见油渣，所以要勤捅风眼，早发现早治理。
5.排放油渣时，可见其颜色发黑，膨松起泡，并有蓝色火苗出现（氧化严重）。
6.铁水发白，实际温度低，但熔化速度却偏快，如果某个时段突然批料数增加，可以检查是否铁水有氧化倾向。
7.铁水表面有一层氧化皮，越多表明氧化越严重。
（不容易发现）8.铁水飞溅时有明显分叉的火星（资料有写，具体形状需观察总结）。
λ产生原因——目前产生氧化现象最主要的原因就是底焦高度不够，进而导致融化带下移，接触氧化带，在氧化气氛中熔化，复杂了熔化过程。
铁水中掺杂FeO、MnO、SiO等氧化物，改变了铁水的凝固特点。
λ危害——最常见的有以下几种：1.流动性不好，造成跑花、缩松缺陷。
2.增加反应气孔数量，原因是FeO多了，而C+FeO=Fe+CO↑，大量的CO加剧了反应气孔的生成。
可见铸件断面表层密布有针孔。
3.铸件薄厚面敏感性加大，孕育效果变差，白口大，一般体现在包尾铁水浇注的产品。
恶化了加工性能。
4.基体组织金相变差，体现石墨形态不符合要求，珠光体粗大，数量少。
λ解决措施——解决铁水氧化问题的根本在于底焦高度的控制。
预防此类问题可以从下面几方面着手：1.炉料很关键，块度不能过大，避免棚料、挂铁情况。
2.焦炭的控制，块度与质量。
点炉的底焦高度要合适，必要的经验与测量要保证。
3.合理的层铁焦比，层焦与风量的比例，适时补加底焦。
4.严格按照修炉工艺，把握好尺寸与质量，避免侵蚀严重。
5.废钢、压块等锈蚀不能严重，过多的氧化铁会增加氧化倾向，也会增加反应气孔数量，增加合金的损耗。
镁法脱硫技术方案
镁法脱硫技术方案一、技术原理镁法脱硫技术指的是利用镁矿石制取镁粉，在饱和溶解的氧化钙乳液中加入镁粉，反应后生成氧化镁和二氧化硫，反应方程式如下：Mg + CaO + SO2 → MgO + CaSO3大量的氧化镁溶于氧化钙水浆中，由于氧化钙的石灰石的晶体结构很松散且易被水分解，再分解时放出大量的热同时产生氢氧化钙。
因此，在这种体系中，氢氧化钙气泡将氧化镁迅速搬移到并联反应区与SO2反应，将SO2转换为硫酸钙，从而达到脱硫的目的。
二、技术流程1. 镁粉的制备首先需要进行镁粉的制备，一般可以采用炉渣还原法、气相反应法等多种方法。
2. 制备饱和氧化钙乳液将石灰石粉末加水稀释，制备成水浆，然后再加热至80℃左右，用氧气吹制成悬液，最后控制pH值，制备成饱和氧化钙乳液。
3. 反应区的设计反应区一般设在石灰石浆液进口处，应具有足够的长度以达到充分反应的效果。
4. 镁粉投加将制备好的镁粉均匀地投入到氧化钙乳液中，以保证反应能够充分进行。
5. SO2的吸收在反应区内，SO2与氧化钙溶液和镁粉反应，生成氧化镁和硫酸钙，并逐渐沉淀析出。
6. 硫酸钙的回收硫酸钙沉淀下来后，可以通过旋滤机、压滤机等设备进行回收和处理，使其作为一种宝贵的工业原料应用。
7. 氧化钙的再生经过反应产生的氢氧化钙水浆可以通过水的蒸发，从而继续再生成氧化钙水浆，以备后续的脱硫过程。
三、优缺点分析优点：1. 镁法脱硫可以在较低的温度下进行，降低了能量消耗和反应的难度。
2. 镁法脱硫保持了硫酸钙的价值，使它可以作为工业原料进行回收和再利用。
3. 操作简单，操作环境相对较安全。
缺点：1. 镁法脱硫单次反应的速度较慢，需要较长的处理时间才能达到脱硫效果。
2. 进行镁法脱硫需要使用大量的镁粉，在生产成本上具有一定的影响。
四、应用领域镁法脱硫技术主要应用于钢铁、非金属矿山、电力等行业的脱硫处理过程中，能够较为有效地去除工业废气中的二氧化硫，达到环保要求，减少对环境的影响，可以推广到许多相关产业的实际生产中。
2015
维修电工高级技师 ：彭 筑炉工技师 ：欧阳鹏
雁
热工仪表修理工高级技师 ：冯 电焊工 高级技师 ：黄 锦
琪
产 品质 量 检 查 工 高 级 技 师 ： 曾家 才
电焊工技师 ：张志登
天车工高级技师 ：张翠英
天 车 工 高 级 技 师 ：叶
程
机 修 钳 工 高 级 技 师 、车 工 高 级 技 师 ：黎 朝 晖 轧 钢 工技 师 ：谢 栗
转炉炼钢工高级技师 ：陈毅杰 转炉炼钢 工技师 ：蒋永胜
热 工 仪表 修 理 工技 师 ：陈弟 钦 干法 熄焦 工技 师 ：李 明
加热工技师 ：覃航宇
５ 王世俊 ，王 泉，王海川 ，等． 镁粒脱硫原理及镁粒在铁水 中溶解行 为的研 究．轻金属，２ ０ ０ ６ ，
（ ９ ） ：５ １ ～５ ３
６ 杨 红 岗． 单吹 颗粒镁 铁 水脱 硫技 术 的研 究与 应 用． 太钢科 技 ，２ ０ ０ ８ ， （ ２ ） ：１ ５ ～１ ７ ７ 郭 汉 杰 ，刘正 波 ． 颗 粒镁 铁 水脱 硫 率 与镁 利 用率 研 究． 北 京科 技 大 学 学报 ，２ ０ ０ ７ ，２ ９（ １ ）：
轧 钢 工 技师 ：覃 大伟
加热工技师 ：钟发连
维 修 电 工技 师 ：周 峰 韦凯 锋 磊
硫铵 工高级技 师 ：邓军 生
烧 结 工 技 师 ：陈光 华 计
轧 钢 工 技 师 ：韦 志 强
炉前 工技师 ：李建勤 炉前工高级技师 ：陈念运 高炉配管工技师 ：欧权森 机修钳工高级技师 ：黄伟坚
柳 钢
科 技
２ ０ １ ５年第 ３ 期
１ ３ ９～ ４ ２
铁水用镁包芯丝脱硫及经济效益
且 有着 可观 的经济 效益 。铁 水 用镁 包芯丝脱硫 是 当今世 界 上 工业 化铁 水预 处理 脱硫 中效 率 高、 境 污染 环 最 小的新 工 艺， 无论是 从 工艺本 身的 可行 性 ， 以及 提 高产 品 质量 ， 还是 从 经 济 角度 方 面， 对 企 业优 化 工 都 艺及 产品 结构有 着举足 轻重 的 、 意义深远 的重 大影 响 。
加镁 的另 一种方法是 喂包 芯丝 ， 这种 方法 可认 为是用
特殊 的微 型喷枪 喂镁 。 由于包 芯丝 钢壳 温 度大 于铁 水 温度 ， 这可保 证包 芯线 将 镁 喂到铁 水 包深 处 ， 在熔 池深处包芯丝各 处发生 了未熔 化钢壳 的微小裂缝 ， 镁
Ｍｇ ｇ 一［ ］ Ａ 一１７４０ ３． （ ） （） Ｍｇ Ｇ。 １ ０ － １４Ｔ ３
维普资讯
铁 水 用镁 包芯 丝 脱 硫 及（ ．马钢 股 份 公 司技 术 中心 ， 徽 马 鞍 山 ２ ３ ０ ； ．安徽 工 业 大 学 ， 徽 合 肥 ２ ３ ０ ） １ 安 ４００２ 安 ４ ００
摘
要： 通过 对镁 脱硫 热 力学分析 ， 为铁 水 用镁 包芯 丝 的脱硫 效 果远 优 于 目前 的其 它脱硫 方法 ， 认 并
目前 常规的脱 硫方 式 为用 喷枪 喷粉 脱硫 。但 对 铁水包加镁 脱硫时用喷枪 不能充分 地保证 上述条件 。
立 即气 化 ， 以很 高 的气化 速度 向外排 出 。
１ １ ２ 镁 的溶 解 ．． 镁在铁 液 中气 化 ， 成 气 泡 ， 气 泡 上 升 过 程 形 在 中， 部分镁 蒸 气溶 于铁 液 。 有
，
ｇ （ａ ｐ Ｐ ）一一
一 ４ 丁＋ １ ． ７ （ ・ ¨ｇ ０ ６ ’
铁水喷镁脱硫工艺优化
铁水喷镁脱硫工艺优化黄群新1,倪红卫1,张 华1,何 航1,墙 蔷1,余新河2,赵继宇2,魏 海2,刘 凯2(1.武汉科技大学钢铁冶金教育部重点实验室,湖北武汉430081;2.武汉钢铁(集团)公司第一炼钢厂,湖北武汉430083)摘 要:采用正交实验方差分析法,通过水模实验和数值模拟计算,研究了喷枪夹角、喷枪喇叭口高度、喷枪枪位、载气流量等因素对100t铁水罐喷镁脱硫时混匀时间及流场的影响。
结果表明,采用夹角为11 、喇叭口高度为705mm的喷枪,在枪位为2150mm、喷吹载气流量为35m3/h的条件下获得了较好的实际生产效果,可使镁脱硫剂的消耗明显降低。
关键词:镁脱硫;水模型;数值模拟中图分类号:T F702.2 文献标识码:A 文章编号:1002 1043(2007)01 0021 03Optimization of hot metal desu lphu rization by Mg injection processH U ANG Qun xin1,NI H ong w ei1,ZH ANG H ua1,H E H ang1,QIANG Qiang1,YU Xin he2,ZH A O Ji y u2,WEI H ai2,LIU Kai2(1.Key Labo rator y for Ferro us m etallurgy and Resource U tilization of the M inistry ofEducation,Wuhan U niv ersity o f Science&T echno logy,w uhan430081,China;2.N o.1Steel m aking Plant of Wuhan Iro n&Steel Co rp.,Wuhan430083,China)Abstract:By means o f orthogonal ex periments,variance analy sis,numerical simulatio n and w ater mo del ex perim ents,the effects of included ang le and heig ht o f the lance's bell mo uth,the level of the lance and the carrier g as flow rate on the blending time and the flow field in the process of desulphurization by M g injectio n in100t hot m etal ladle hav e been studied.Experiments show that better practical r esults hav e been achieved and the consumption coefficient of M g bear ing desulphurizer pro minently cut dow n since11 is cho sen as the included ang le of the lance's bell m outh,705mm as its heig ht,2150mm as the lance's level and35m3/h as the carrier gas flo w rate.Key w ords:desulphurizatio n by M g;Water model;numerical simulation近年来,钝化镁粒作为一种新型的铁水预处理脱硫剂越来越受到众多钢铁生产企业的重视。
镁法脱硫工艺流程
镁法脱硫工艺流程
《镁法脱硫工艺流程》
镁法脱硫是一种常用的烟气脱硫工艺，其原理是通过将石灰和镁石混合，在高温下和烟气接触，将其中的二氧化硫捕集在反应产物中，达到减少排放二氧化硫的目的。
镁法脱硫工艺流程通常包括以下步骤：
1. 石灰石和镁石的制备：首先需要将石灰石和镁石进行粉碎和混合，制备成一定粒度的混合物。
这些原料一般可以在采矿地或工厂进行预处理，确保原料质量和混合均匀度。
2. 石灰石和镁石的煅烧：将混合物送入煅烧炉中进行高温煅烧。
在这一步骤中，石灰石和镁石中的碳酸盐会分解，释放出二氧化碳气体，形成氧化钙和氧化镁。
这些氧化物是后续反应的重要原料。
3. 反应器中的脱硫：煅烧后的氧化钙和氧化镁混合物被送入脱硫反应器中。
在这里，烟气通过反应器，与氧化钙和氧化镁发生反应，生成硫酸钙和硫酸镁。
这些稳定的盐类物质可以有效地捕集烟气中的二氧化硫。
4. 固体-液分离：脱硫反应后，产生的硫酸钙和硫酸镁与一部
分残留的氧化钙和氧化镁混合物一起形成悬浮液固体，需要进行固液分离。
通常采用过滤或离心等方法将固体和液体分离开来。
5. 硫酸钙和硫酸镁的处理：分离后的硫酸钙和硫酸镁可以进一步进行处理，将二氧化硫还原成硫酸或用于其他用途。
镁法脱硫工艺流程是一种成熟的烟气脱硫技术，能够有效地减少二氧化硫的排放。
在实际应用中，工艺流程中的各个环节需要精心设计和严格控制，以保证脱硫效果和生产安全。