日本新日鐵君津廠是KR法的首創(chuàng)者。將脫硫粉劑直接加入鐵水中,使攪拌頭下降至鐵水中攪拌進(jìn)行脫硫處理。
武鋼二煉鋼KR法已應(yīng)用生產(chǎn)20多年,生產(chǎn)技術(shù)水平和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均較原設(shè)計有大幅度的提高。濟(jì)鋼三煉鋼KR法脫硫2003年3月投產(chǎn),在鐵水初始硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%時,處理后硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)0.010%以下,脫硫劑單耗最大為7.1 kg/t一引。昆鋼,川威等廠也采用了KR法。2()()5年江陰特鋼引進(jìn)了[)iarnond公司的KR法脫硫裝置。
單吹顆粒鎂工藝
單吹顆粒鎂工藝是單一噴吹鈍化了的顆粒鎂進(jìn)行脫硫。顆粒鎂的給料是通過轉(zhuǎn)子給料計實現(xiàn)精確給料,給料強(qiáng)度范圍為6~15 kg/min。噴槍端頭帶一個氣化室,創(chuàng)造了鎂氣化溶于鐵水中的良好條件。對大型鐵水罐,也使用直簡型噴槍。
太鋼二煉鋼2002年引進(jìn)了烏克蘭單吹顆粒鎂脫硫技術(shù),建設(shè)了一套鐵水脫硫裝置。每罐鐵水重量近80t,顆粒鎂噴吹強(qiáng)度為8~10 kg/min,用作粉劑輸送的氮?dú)饬髁繛?30rn3/h,初始硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.031%,目標(biāo)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.003%,金屬鎂消耗為0.807kg/t,溫降為11℃,渣量一般在0.6~1.4 t。湘鋼新煉鋼也采用了這種工藝,2005年6月熱試成功。在鐵水129.4 t時,初始硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.018%,終點(diǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005%,顆粒鎂用量為41.2 kg,溫降14℃。首鋼、唐鋼等也采用了單吹顆粒鎂脫硫技術(shù)。
鎂基脫硫劑復(fù)合噴吹工藝
鎂基脫硫劑復(fù)合噴吹法,是將兩種以上脫硫粉劑分別在不同的噴吹罐內(nèi)流態(tài)化,通過調(diào)節(jié)氫氣壓力按比例使其在輸送管路中均勻混合后,噴吹至鐵水中發(fā)生脫硫反應(yīng)。
南鋼引進(jìn)日本Diamond公司鎂基復(fù)合噴吹技術(shù),建設(shè)的1套鐵水脫硫預(yù)處理裝置于2004年。順利投產(chǎn),設(shè)計年脫硫處理鐵水能力120萬t,脫硫周期小于30 min。生產(chǎn)過程中鎂噴吹速度15~20kg/min,石灰噴吹速度60~100kg/min。從2005年6月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)看,當(dāng)鐵水原始硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.042%,實現(xiàn)目標(biāo)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)引0.005%時,每噸鐵脫硫劑消耗純Mg為0.433kg,石灰為3.163 kg,噴吹時間9.4 min。溫降為13℃。鞍鋼2003年引進(jìn)德國Polysius公司鎂基復(fù)合噴吹技術(shù),建設(shè)4套脫硫裝置的大脫硫車間,年處理鐵水440萬t。鎂噴吹速度7~17 kg/min,石灰噴吹速度20~50 kg/min,當(dāng)鐵水原始硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0。040%,實現(xiàn)目標(biāo)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.010%時,脫硫劑消耗純Mg為0.388 kg/t,CaO為1.737 kg/t,噴吹時間9 min。大脫硫投產(chǎn)}以來,鞍鋼相繼開發(fā)出多種轎車用鋼材,生產(chǎn)的轎}車面板達(dá)到德國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的O5等級要求。因此鞍鋼新區(qū)也采用了這一技術(shù)。安鋼,天鐵,北臺錐鐵公司均采用了Danieli Corus的鎂基復(fù)合噴吹脫硫技術(shù)。
幾種處理工藝的比較
實踐證明,這幾種工藝技術(shù)都能滿足鋼鐵創(chuàng)業(yè)鐵水深脫硫的要求。幾種工藝都能得到鐵水終點(diǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.002%,甚至更低的水平,也能滿足轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)周期的要求。他們之間的優(yōu)劣都只是相對而言的,而且所涉及的因素是多方面的。
KR法工藝能將硫降到很低的水平,而且不回硫,基本沒有噴濺。在鐵水溫度高的條件下,脫硫效率高。KR法的關(guān)鍵設(shè)備是攪拌頭及其提升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),它是需要變壓變頻控制的,其液壓系統(tǒng)仍需要引進(jìn),設(shè)備復(fù)雜并且較為龐大,一次性投資較大。攪拌頭是價格不匪的消耗件,它的維修制造需要費(fèi)用和時間。處理過程渣量大。由于提高攪拌速度可促進(jìn)脫硫反應(yīng),加強(qiáng)攪拌,會使鐵水溫降較大,這就對鐵水溫度要求就比較高。
單吹顆粒鎂工藝的核心是針對鐵水條件實現(xiàn)顆粒用量的精確計算和精確給料,實現(xiàn)噴吹及顆粒鎂在鐵水脫硫反應(yīng)中的充分利用和平穩(wěn)進(jìn)行。關(guān)鍵設(shè)備是計量給料罐及其控制系統(tǒng)。處理過程鐵水溫降小,渣量少。但是這種工藝的噴槍壽命較低,維修比較麻煩,噴槍系統(tǒng)設(shè)備較為復(fù)雜,需要兩支噴槍實現(xiàn)在線橫移快速換槍。噴槍在噴吹時采用1個液壓夾持器來避免噴槍震動。由于渣量少,并且渣較稀,扒渣操作較為困難,不容易快速扒掉脫硫渣,易造成回硫。特別是大批量生產(chǎn)超低硫鋼時,回硫問題會十分嚴(yán)重,雖然有些廠采取了撒稠渣劑等措施,但效果不盡人意。
鎂基復(fù)合噴吹設(shè)備一次性投資與單吹顆粒鎂噴吹工藝相差不大。這種技術(shù)的核心是粉劑的最佳配比,粉劑的流態(tài)化程度,粉劑在線混合的均勻性,不同粉劑的噴吹速度的精確控制和調(diào)節(jié),關(guān)鍵設(shè)備是噴吹罐及下料喉口調(diào)節(jié)閥。實際生產(chǎn)中,鐵水條件很不穩(wěn)定,針對每罐鐵水的噴吹模型選擇及對噴吹設(shè)備的精確控制非常重要,這是保證以最經(jīng)濟(jì)的粉劑消耗來達(dá)到脫硫目的的關(guān)鍵所在。鎂基復(fù)合噴吹可以使用不同的鎂和石灰的配比,也可以單獨(dú)噴吹石灰,溫降小,產(chǎn)生的渣子容易扒除,不易產(chǎn)生回硫現(xiàn)象。