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铁水预处理技术

来源：作者：发布时间：2008-01-09

　金属镁活性很高，极易氧化，是易燃易爆品。镁粒只有经表面钝化处理后才能安全地运输、储存和使用。经钝化处理后，镁粒表面形成一层非活性的保护膜，如盐钝化的涂层颗粒镁，制备时采用熔融液态镁离心重复分散技术，利用空气动力逆向冷却原理将盐液包敷在镁颗粒外层，形成银灰色均匀的球状颗粒。
　单吹镁脱硫用的涂层颗粒镁要求：
　 wMg≥92％；粒度为0.5～1.6mm，其中粒度大于3mm以上的针状不规则颗粒少于8％。

铁水预处理知识（3）

7 铁水脱硫容器为什么趋向采用铁水包?
　在鱼雷罐内进行脱硫，动力学条件较差，脱硫剂喷入后，由于鱼雷罐形状影响搅拌的均匀性，反应重现性差，脱硫剂消耗量大。采用铁水包喷吹脱硫，由于铁水包的几何形状，使脱硫反应具有更好的动力学条件和反应空间，可根据冶炼具体要求更准确地控制铁水的硫含量。一般容量大于80t的铁水包铁液深度都比鱼雷罐深，喷入铁水的脱硫剂与铁水进行反应更加充分，因此在铁水包内喷吹脱硫可以有效利用脱硫剂。同时铁水包内的铁水温度比鱼雷罐内低一些，更促进镁脱硫获得理想的脱硫效果，降低了铁水处理成本。由于铁水包内喷吹脱硫有较高的效率，与在鱼雷罐脱硫相比，如果将硫含量从0.045％降到0.010％，可节省脱硫剂15％；如果将硫含量从0.045％降到0.005％，可节省脱硫剂24％。显然，硫含量的目标值越低，在铁水包喷吹脱硫剂的优势越大。20世纪80年代已开始发展到在铁水包内处理铁水。目前新建铁水脱硫装置大多采用铁水包单独喷吹镁或复合喷吹镁的技术和设备。
　
8 铁水包单吹颗粒镁脱硫的工艺流程及基本工艺参数是怎样的?
　铁水包单吹颗粒镁脱硫工艺系统装备如图3-3所示。
　
　单吹颗粒镁脱硫工艺流程如图3-4所示。
　
　脱硫剂采用单一的颗粒金属镁，流动性好，喷吹罐配备了专门的计量给料装置。为保证把镁剂(不掺添加料)可靠地喷入铁水中并使镁的吸收率在95％以上，且不堵枪，应合理选择喷枪和输镁管路的结构和喷吹系统参数。应使供氮压力稳定，喷枪端面距包底约0.2m，喷枪结构要保证为镁溶解于铁水并继而被吸收创造良好的条件。喷枪浸入深度不足2.4m的铁水包，喷枪端部要装备锥形气化室。整个脱硫过程可采用计算机自动控制，每次处理前只需输入初始硫含量、目标硫含量、铁水温度、铁水重量等参数，脱硫处理过程便可自动进行。
　单吹颗粒镁脱硫工艺参数如下：
　 (1)脱硫剂颗粒镁，粒度为0.5～1.6mm，wMg≥92％
　 (2)氮气压力　　　 1.0MPa
　 (3)初始铁水　　　 w[sl=0.035％
　 (4)目标铁水　　　 w[s]=0.005％
　 (5)喷吹时间　　　 ≤10min
　 (6)脱硫剂(Mg)流量　　　 8～15kg/min
　 (7)脱硫剂(Mg)消耗　　　 0.46kg/t
　 (8)温降　　　 10℃
　
9 铁水包镁基复合喷吹脱硫的工艺流程及基本工艺参数是怎样的?
　镁基脱硫剂是由镁粉加上石灰粉或电石粉及其他添加剂组成，喷入铁水后脱硫反应主要由镁粉完成。复合喷吹的镁粉和石灰粉(或电石粉)分别存贮在两个喷吹罐内，用载气输送，在管道内混合。通过调节分配器的粉料输送速度来确定两种粉料的比例，对镁粉流动性无要求。整个脱硫过程可采用计算机自动控制，每次处理前只需输人初始硫含量、目标硫含量、铁水温度、铁水重量等参数、脱硫处理过程便可自动进行。
　镁基复合喷吹脱硫工艺流程如图3-5所示。镁基复合脱硫工艺参数如下：
　
　 (1)脱硫剂　　　 Mg+CaO
　 (2)氮气压力　　　 1.1MPa
　 (3)初始铁水w[s]　　　 0.035％
　 (4)目标铁水w[s]　　　 0.005％
　 (5)喷吹时间　　　 10min
　 (6)脱硫剂流量　　　 Mg粉12kg/min
　　　　　　　　　　　　　石灰粉45kg/min
　 (7)脱硫剂消耗　　　 Mg粉0.65kg/t
　　　　　　　　　　　　　石灰粉1.92kg/t
　 (8)温降　　　 20℃
　
1O 喷镁脱硫要求铁水包净空是多少?
　当铁水包喷镁脱硫时，镁通过喷枪喷入铁水，载气对铁水有搅拌作用，可以促进反应物的传质和产物的排出。由于镁在高温下液化、气化和溶于铁水，气化时产生的镁气体对铁水的搅拌作用强烈，顶吹时常发生喷溅。因此，铁水包应有不小于400mm高度的净空，同时设置防溅包盖是必要的。
　
11 铁水包喷吹镁脱硫与其他脱硫工艺比较具有哪些优点?
　铁水包喷镁脱硫工艺与其他脱硫工艺相比，具有以下显著的优点：
　 (1)脱硫效率高。可根据冶炼品种要求，铁水硫含量可脱至任意水平，深脱硫时达到ws=0.005％以下，甚至wS=0.002％以下；
　 (2)脱硫剂单耗低，处理时间短；
　 (3)形成渣量少，扒渣铁损低；
　 (4)对环境污染小；
　 (5)温度损失少；
　 (6)易于进行过程自动控制；
　 (7)综合成本低。
　
12 铁水包喷吹颗粒镁脱硫，镁的单位消耗主要取决于哪些因素?
　用镁脱硫的单耗主要取决于铁水初始硫含量、终点硫含量、铁水温度、铁水重量(铁水包内铁水深度)。
　在理论上lkg金属镁能脱除1.32kg的硫；实际上，由于铁水中还有残余的镁、用于脱氧的镁、少量的镁蒸气逸出及与载气、顶渣反应损失的镁等原因，镁的利用率不可能达到100％。与初始硫含量低时相比，初始硫含量高时镁的利用率高。
　镁脱硫与CaO、CaC2脱硫不同，镁脱硫反应为放热反应，低温对反应有利，在低温下镁在铁水中的溶解度大，有利于镁参与反应而提高利用率；但温度高时有利于反应产物上浮进入顶渣提高反应速度，但总的来说温度低对镁脱硫更有利。
　铁水量多，铁水包内铁水深度大，喷枪插入深，镁的利用率高。铁水包内铁水深度浅，喷枪插入浅，镁气泡来不及完全溶解就从铁水液面逸出。因此，喷吹深度大可以减少镁的逸出损失。

13 铁水脱硫后兑入转炉前为什么必须扒渣?
　经过脱硫处理后的铁水，须将浮于铁水表面上的脱硫渣除去，以免炼钢时造成回硫，因为渣中MgS或CaS会被氧还原，即发生如下反应：
　 (MgS)+[0]=(MgO)+[S]
　 (CaS)+[0]=(CaO)+[S]
　因此，只有经过扒渣的铁水才能兑入转炉。钢水硫含量要求越低，相应要求扒渣时扒净率越高，尽量减少铁水的带渣量。
　
14 脱硫后的低硫铁水兑入转炉炼钢，为什么吹炼终点常常出现增硫现象?
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