隨著社會經濟(ji)和鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)工業的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)速發展，社會對(dui)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)質(zhi)量的(de)(de)要求越來越高(gao)(gao)(gao)、越來越苛刻，產(chan)品(pin)的(de)(de)種類也(ye)急劇增加，尤其是高(gao)(gao)(gao)品(pin)質(zhi)高(gao)(gao)(gao)附加值鋼(gang)(gang)種的(de)(de)需求不斷在(zai)增大。面對(dui)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)市場日趨激烈的(de)(de)競爭，經濟(ji)高(gao)(gao)(gao)效的(de)(de)鐵(tie)(tie)水預(yu)處理(li)脫硫(liu)，作為現代(dai)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)工業生(sheng)產(chan)典型優化工藝流程：“高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)煉鐵(tie)(tie)—鐵(tie)(tie)水預(yu)處理(li)—轉(zhuan)爐(lu)(lu)煉鋼(gang)(gang)—爐(lu)(lu)外精煉—連鑄(zhu)連軋”的(de)(de)重要環節之(zhi)一，已(yi)經被廣泛(fan)的(de)(de)應用于(yu)實(shi)際生(sheng)產(chan)。

近30年來鐵(tie)水脫(tuo)硫技(ji)術迅速發展(zhan)(zhan)，現已經有(you)十幾種(zhong)(zhong)處理(li)方法，其(qi)中(zhong)應(ying)(ying)用(yong)最廣且最具代(dai)表性的(de)主要是噴吹(chui)(chui)法和(he)KR機(ji)械攪(jiao)拌法。它們(men)在(zai)技(ji)術上(shang)都已相當成熟，從兩種(zhong)(zhong)工(gong)藝(yi)在(zai)實(shi)際(ji)(ji)生(sheng)產中(zhong)的(de)應(ying)(ying)用(yong)效果(guo)來看，二者是互有(you)長短。雖然噴吹(chui)(chui)法發展(zhan)(zhan)迅速，目前(qian)在(zai)實(shi)際(ji)(ji)生(sheng)產中(zhong)應(ying)(ying)用(yong)更(geng)廣泛，可(ke)KR法在(zai)這(zhe)幾年中(zhong)又有(you)了新發展(zhan)(zhan)，呈現出強(qiang)勁的(de)勢頭(tou)。那(nei)么，這(zhe)兩種(zhong)(zhong)工(gong)藝(yi)模式(shi)各有(you)什么優劣勢？哪種(zhong)(zhong)更(geng)具有(you)應(ying)(ying)用(yong)前(qian)景呢？在(zai)國(guo)內外冶金界始終(zhong)沒有(you)較統一的(de)看法。為(wei)此，本文著重就(jiu)兩種(zhong)(zhong)工(gong)藝(yi)模式(shi)的(de)發展(zhan)(zhan)、應(ying)(ying)用(yong)和(he)運營成本作了比(bi)(bi)較，尤其(qi)是它們(men)對(dui)整個流程(cheng)影響的(de)比(bi)(bi)較，希(xi)望能對(dui)技(ji)術人員及企(qi)業技(ji)術的(de)選(xuan)擇提供(gong)參考(kao)。

KR法與噴吹法的工藝及特點

在進行比(bi)(bi)較(jiao)前(qian)，先了解(jie)兩(liang)(liang)種(zhong)方(fang)法的工藝(yi)及(ji)特點是很有必(bi)要(yao)的，不僅有利(li)于(yu)理解(jie)兩(liang)(liang)種(zhong)方(fang)法的實質，也是深刻理解(jie)對兩(liang)(liang)種(zhong)脫硫模式分析比(bi)(bi)較(jiao)的前(qian)提。

KR機械攪拌(ban)法(fa)，是(shi)(shi)將澆注耐火材料并經過烘烤的(de)十字形攪拌(ban)頭，浸入(ru)鐵水包熔池一(yi)定深度，借其旋(xuan)轉產生的(de)漩渦，使氧化(hua)鈣(gai)或(huo)碳化(hua)鈣(gai)基脫(tuo)硫(liu)(liu)粉(fen)劑(ji)與鐵水充(chong)分接觸反(fan)應(ying)，達到脫(tuo)硫(liu)(liu)目的(de)。其優點是(shi)(shi)動力學條(tiao)件(jian)優越(yue)，有利(li)于(yu)采(cai)(cai)用(yong)廉價的(de)脫(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)如CaO，脫(tuo)硫(liu)(liu)效果比較(jiao)穩定，效率高(脫(tuo)硫(liu)(liu)到≤0.005%)，脫(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)消(xiao)耗(hao)少，適應(ying)于(yu)低硫(liu)(liu)品種鋼(gang)要(yao)求(qiu)高、比例(li)大的(de)鋼(gang)廠采(cai)(cai)用(yong)。不足是(shi)(shi)，設備復雜(za)，一(yi)次投資較(jiao)大，脫(tuo)硫(liu)(liu)鐵水溫降較(jiao)大。

噴吹法，是利用惰性氣體（N₂或Ar）作載體將脫硫粉劑（如CaO，CaC₂和Mg）由噴槍噴入鐵水中，載氣同時起到攪拌鐵水的作用，使噴吹氣體、脫硫劑和鐵水三者之間充分混合進行脫硫。目前，以噴吹鎂系脫硫劑為主要發展趨勢，其優點是設備費用低，操作靈活，噴吹時間短，鐵水溫降小。相比KR法而言，一次投資少，適合中小型企業的低成本技術改造。噴吹法最大的缺點是，動力學條件差，有研究表明，在都使用CaO基脫硫劑的情況下，
KR法(fa)的(de)脫硫率是噴吹法(fa)的(de)四倍。

KR法與噴吹法的發展及現狀

從前(qian)面分析二者的(de)方法(fa)和(he)特(te)(te)點可以知(zhi)道，它(ta)們(men)(men)互有長(chang)短、各(ge)具特(te)(te)色，這也決定(ding)了(le)它(ta)們(men)(men)的(de)發展歷程和(he)現狀必然(ran)是不同(tong)的(de)。進一步了(le)解它(ta)們(men)(men)的(de)發展和(he)現狀，將更有利(li)于理解各(ge)自技術的(de)特(te)(te)點。

從時間上來看，噴吹法的研發及應用要早于機械攪拌法。噴吹法主要有原西德Thyssen的ATH(斜插噴槍)法、新日鐵的TDS(頂吹法)和英國謝菲爾德的ISID法，早在1951年，美國鋼廠就已成功地運用浸沒噴粉工藝噴吹CaC₂粉進(jin)行(xing)鐵(tie)水脫(tuo)硫。直至今日，盡管兩種脫(tuo)硫工(gong)(gong)藝(yi)方法(fa)(fa)(fa)(fa)在技術上都已相(xiang)當成(cheng)熟，全(quan)世界絕(jue)大多數鋼鐵(tie)廠廣泛采用(yong)仍是(shi)(shi)鐵(tie)水噴(pen)粉脫(tuo)硫工(gong)(gong)藝(yi)。機械攪拌法(fa)(fa)(fa)(fa)有(you)原西德DO(Demag-Ostberg)法(fa)(fa)(fa)(fa)、RS(Rheinstahl)法(fa)(fa)(fa)(fa)和赫歇法(fa)(fa)(fa)(fa),日本新(xin)日鐵(tie)的KR(KambaraReactor)法(fa)(fa)(fa)(fa)和千葉的NP法(fa)(fa)(fa)(fa)，其中，以(yi)KR法(fa)(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)藝(yi)技術最(zui)成(cheng)熟、應用(yong)最(zui)多。KR法(fa)(fa)(fa)(fa)攪拌脫(tuo)硫是(shi)(shi)日本新(xin)日鐵(tie)廣鈿(dian)制鐵(tie)所于1963年開始(shi)研究，1965年才實際(ji)應用(yong)于工(gong)(gong)業(ye)生產，之后迅猛(meng)的發展趨勢(shi)表明，它具有(you)投入生產使用(yong)較早(zao)的噴(pen)吹法(fa)(fa)(fa)(fa)無(wu)可(ke)比擬的某種優勢(shi)。

在冶金工業中噴吹這種形式應用非常廣泛，比如在轉爐及精煉工藝中的各種頂吹、底吹和復吹技術等。當鐵水預處理時，使用噴吹法把脫硫劑加入鐵水中進行脫硫，這顯然是可行的且易于人們接受。最早脫硫劑是以氧化鈣基為主，輔助添加CaC₂，而且噴吹過程也很難獲得較好的動力學條件，這時主要面臨兩個問題：一是，如何保證CaC₂的(de)(de)安全存貯運輸和脫硫(liu)劑(ji)的(de)(de)脫硫(liu)效果；二是(shi)，怎樣解(jie)決因動(dong)力(li)學不足導致的(de)(de)脫硫(liu)效率低(di)下(xia)，不能(neng)實現深(shen)脫硫(liu)的(de)(de)問題。

第一個問題側重于開發使用更具有脫硫效率且安全的脫硫劑，于是出現了鎂基復合噴吹法，脫硫效果有所改善卻成效不大，而且鎂粉在運輸、儲存、使用中同樣存在很多的安全隱患，給生產帶來諸多不便。然而，新型脫硫劑——鈍化顆粒鎂的開發成功，使純鎂噴吹脫硫技術得以實現，達到了真正高效安全的工藝目標，目前，鎂系脫硫劑已經成為世界鐵水預處理中的主導脫硫材料。針對第二個問題，如何才能獲得更好的動力學條件呢？從工藝模式著手，技術人員研發出了具有實際應用價值的機械攪拌脫硫法，其中以KR法為典型，在根本上改善了脫硫過程中的動力學條件，并可以在脫硫劑中不加CaC₂而主要采用CaO，避免了生產中使用CaC₂而(er)(er)帶來的(de)(de)(de)不(bu)便和危險(xian)。然而(er)(er)，在(zai)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)時(shi)(shi)(shi)(shi)卻又(you)出(chu)(chu)現(xian)許(xu)多技(ji)術難題(ti)，比較突(tu)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)如，攪拌頭(tou)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽命較短(duan)；單(dan)工(gong)位(wei)操(cao)作(zuo)設備(bei)導(dao)致更換攪拌頭(tou)的(de)(de)(de)同時(shi)(shi)(shi)(shi)無法進行(xing)鐵(tie)(tie)水脫(tuo)(tuo)硫等(deng)。可(ke)最終這些(xie)難點還是被陸續攻破，解(jie)決了(le)攪拌頭(tou)的(de)(de)(de)壽命問(wen)題(ti)，使(shi)其(qi)(qi)從原來的(de)(de)(de)幾(ji)十爐提高(gao)到(dao)現(xian)在(zai)的(de)(de)(de)幾(ji)百爐，而(er)(er)且摸索出(chu)(chu)了(le)氧化鈣基脫(tuo)(tuo)硫劑應(ying)該(gai)有一個最佳的(de)(de)(de)指標要求(qiu)，可(ke)以(yi)達(da)到(dao)最理想(xiang)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)硫效果。目(mu)前(qian)，KR法已經完全可(ke)以(yi)達(da)到(dao)深(shen)脫(tuo)(tuo)硫的(de)(de)(de)要求(qiu)，即(ji)把鐵(tie)(tie)水中的(de)(de)(de)硫脫(tuo)(tuo)至小于0.005%-0.001%。同時(shi)(shi)(shi)(shi)，雙工(gong)位(wei)布置形式的(de)(de)(de)出(chu)(chu)現(xian)克服了(le)單(dan)工(gong)位(wei)的(de)(de)(de)不(bu)足，使(shi)生(sheng)產的(de)(de)(de)連續化程度得(de)以(yi)提高(gao)。很長(chang)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)，KR法成(cheng)本問(wen)題(ti)（尤(you)其(qi)(qi)是前(qian)期投資(zi)）加上其(qi)(qi)過程時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)較長(chang)，以(yi)及不(bu)適(shi)應(ying)于大型(xing)鐵(tie)(tie)水罐，故發展(zhan)緩(huan)慢；直至二十世紀(ji)后期，其(qi)(qi)投資(zi)降低(di)后，加上運行(xing)費用(yong)低(di)廉(lian)，所以(yi)又(you)受到(dao)了(le)重視。

KR法與噴吹法的比較

從鐵水脫硫工(gong)藝倍受人們的(de)重(zhong)視(shi)以(yi)(yi)來，KR法(fa)與噴吹法(fa)技術一(yi)直處于(yu)發展之中(zhong)，目前雖仍需完善可也已趨近于(yu)成熟，這樣兩者(zhe)之間才更具備可比性，本文(wen)主要(yao)從以(yi)(yi)下幾(ji)文(wen)面進行具體比較(jiao)。

1.技術與設備

在噴(pen)吹(chui)法(fa)中，單(dan)吹(chui)顆粒鎂(mei)鐵(tie)水脫(tuo)硫工藝因其設(she)備(bei)(bei)用量(liang)少、基建投入低、脫(tuo)硫高效經濟等(deng)諸多(duo)優(you)勢而處于脫(tuo)硫技術(shu)的(de)(de)主要(yao)(yao)發展趨(qu)勢之一(yi)，可在相當長的(de)(de)時間我國(guo)都是引進(jin)國(guo)外(wai)的(de)(de)技術(shu)和(he)設(she)備(bei)(bei)。到2002年(nian)10月國(guo)內才首次開發出鐵(tie)水罐頂噴(pen)單(dan)一(yi)鈍化(hua)顆粒金(jin)屬鎂(mei)脫(tuo)硫成(cheng)套技術(shu)設(she)備(bei)(bei)，整套裝置中，除重要(yao)(yao)電器(qi)元器(qi)件采(cai)用進(jin)口或合資的(de)(de)外(wai)，其余機電產品100%實(shi)現了國(guo)產化(hua)，包括(kuo)若干最關鍵的(de)(de)技術(shu)設(she)備(bei)(bei)。噴(pen)吹(chui)技術(shu)和(he)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)國(guo)產化(hua)直(zhi)接降低了建設(she)投資和(he)運行操(cao)作的(de)(de)成(cheng)本(ben)，從前期的(de)(de)一(yi)次性(xing)投資來看，要(yao)(yao)比(bi)KR法(fa)略有優(you)勢。

雖然攪拌法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)技術專利也(ye)是國外擁有，可(ke)(ke)從其設(she)備和(he)技術本身而言并沒有難點，機械(xie)構成(cheng)是常規(gui)的(de)(de)(de)(de)(de)機械(xie)傳動和(he)機械(xie)廠(chang)提(ti)升；加(jia)料(liao)也(ye)采用的(de)(de)(de)(de)(de)是常規(gui)大氣壓下的(de)(de)(de)(de)(de)氣體粉料(liao)輸送系統(tong)，可(ke)(ke)以說(shuo)在(zai)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)機、電、儀、液等(deng)方(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)技術應用都是十分(fen)成(cheng)熟。盡管如此(ci)，KR法(fa)設(she)備仍然是重量大且較復(fu)雜，可(ke)(ke)它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)優勢是運營操作費用低廉，由此(ci)所產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)濟效益完全可(ke)(ke)彌補(bu)前期的(de)(de)(de)(de)(de)一次(ci)性高額投(tou)資。根據有關推算(suan)，一般3～5年即可(ke)(ke)收回所增加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)投(tou)資。2000年武漢鋼(gang)鐵設(she)計研究院(yuan)針對武鋼(gang)二(er)煉鋼(gang)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)，對KR法(fa)和(he)噴(pen)吹法(fa)兩種方(fang)案的(de)(de)(de)(de)(de)投(tou)資進(jin)行了估算(suan)，KR法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)投(tou)資估算(suan)比(bi)噴(pen)吹法(fa)投(tou)資估算(suan)多(duo)200萬元。

2.脫硫效果

實際生(sheng)產(chan)過程中(zhong)(zhong)的(de)鐵(tie)水脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)效果，不僅與設備有關，而(er)且受脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)(ji)(ji)、操作工(gong)藝(yi)水平、時間及溫(wen)度等諸多因素(su)影響，本文主要(yao)考慮(lv)的(de)是(shi)(shi)純鎂(mei)(mei)(mei)噴吹(chui)法(fa)和(he)CaO基KR法(fa)。一(yi)般對鐵(tie)水預處理的(de)終點硫(liu)(liu)含量要(yao)求是(shi)(shi)不高(gao)于50ppm，工(gong)廠生(sheng)產(chan)和(he)實驗研(yan)究結果表明，噴吹(chui)法(fa)因其脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)(ji)(ji)Mg的(de)較(jiao)強(qiang)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)能力，KR法(fa)由于其表現出色的(de)動力學條件，在可以接(jie)受的(de)時間內(nei)（一(yi)般≤15min），它(ta)們都能達到(dao)預處理要(yao)求的(de)目標(biao)值。國內(nei)各大鋼廠的(de)具體脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)數據可見表1。在噴吹(chui)法(fa)中(zhong)(zhong)，復合脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)(ji)(ji)使用(yong)CaO比例越(yue)高(gao)，脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)效果越(yue)差，使用(yong)純鎂(mei)(mei)(mei)時脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)率最高(gao)；KR法(fa)使用(yong)CaO脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)(ji)(ji)，脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)率只(zhi)是(shi)(shi)略低于噴吹(chui)純鎂(mei)(mei)(mei)。

表1 國內(nei)各大(da)鋼廠(chang)不同預脫硫工藝的比較

3.溫降

鐵(tie)水溫降的(de)(de)(de)消(xiao)極影(ying)響是降低(di)了鐵(tie)水帶入轉(zhuan)爐的(de)(de)(de)物理熱，主要體現在(zai)轉(zhuan)爐吃廢(fei)鋼的(de)(de)(de)能(neng)力(li)下降，導致轉(zhuan)爐冶煉(lian)的(de)(de)(de)能(neng)耗和物料消(xiao)耗升高，直接影(ying)響了冶煉(lian)的(de)(de)(de)經濟(ji)成本。KR法(fa)因(yin)動力(li)學條(tiao)件好，鐵(tie)水攪(jiao)拌(ban)(ban)強烈，而且CaO的(de)(de)(de)加(jia)入量較(jiao)大(da)，導致溫降也大(da)，目前國內KR法(fa)工藝(yi)應用(yong)較(jiao)成熟的(de)(de)(de)武鋼可以(yi)使溫降控制在(zai)28℃左右。相比之下，鎂(mei)基的(de)(de)(de)脫硫溫降都比較(jiao)小(xiao)（參照表1），主要原因(yin)有以(yi)下三(san)點：噴吹法(fa)動力(li)學條(tiao)件差，鐵(tie)水整體攪(jiao)拌(ban)(ban)強度不大(da)，熱量散失少(shao)；金屬鎂(mei)的(de)(de)(de)脫硫反應過(guo)程是個放熱反應；鎂(mei)的(de)(de)(de)利(li)用(yong)率高，脫硫粉劑加(jia)入量少(shao)。

4.鐵損

鐵(tie)(tie)水預處理脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)損(sun)主(zhu)要來(lai)自于(yu)兩部分：脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)渣(zha)(zha)中(zhong)含的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)和(he)扒(ba)(ba)渣(zha)(zha)過(guo)程(cheng)中(zhong)帶出的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)水。由于(yu)兩種(zhong)工藝模式的(de)(de)(de)(de)(de)不同，實際渣(zha)(zha)中(zhong)含鐵(tie)(tie)和(he)扒(ba)(ba)渣(zha)(zha)帶出鐵(tie)(tie)量都有(you)較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)差別，目前沒(mei)有(you)公開發表(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)詳細(xi)對(dui)比數據。一方面，較(jiao)(jiao)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)劑產生的(de)(de)(de)(de)(de)脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)渣(zha)(zha)少(shao)，則渣(zha)(zha)中(zhong)含鐵(tie)(tie)量也低，由此(ci)顆粒鎂噴(pen)吹(chui)脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)損(sun)要少(shao)一些；另外，顆粒鎂噴(pen)吹(chui)脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)渣(zha)(zha)量少(shao)，扒(ba)(ba)凈率相對(dui)低，而KR法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)渣(zha)(zha)扒(ba)(ba)凈率相對(dui)高(gao)(gao)。就扒(ba)(ba)渣(zha)(zha)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)損(sun)而言，由于(yu)還取決(jue)于(yu)高(gao)(gao)爐渣(zha)(zha)殘留量及(ji)扒(ba)(ba)渣(zha)(zha)過(guo)程(cheng)，綜合考(kao)慮看KR法(fa)與噴(pen)吹(chui)法(fa)區別不大。究(jiu)竟(jing)哪個是主(zhu)要因(yin)素，與各鋼廠的(de)(de)(de)(de)(de)實際操作有(you)很大的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系(xi)，通過(guo)換算，得出具體數據可(ke)見表(biao)(biao)2。可(ke)見，噴(pen)吹(chui)法(fa)時，采用脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)劑的(de)(de)(de)(de)(de)CaO含量越高(gao)(gao)，則扒(ba)(ba)渣(zha)(zha)鐵(tie)(tie)損(sun)越大；而KR法(fa)使用CaO作為主(zhu)要脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)劑成分，其鐵(tie)(tie)損(sun)只是略高(gao)(gao)于(yu)噴(pen)吹(chui)鎂脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)鐵(tie)(tie)損(sun)。

5.脫硫劑

鐵(tie)水預處(chu)理過程中，脫(tuo)硫(liu)劑(ji)是(shi)決定脫(tuo)硫(liu)效率和(he)脫(tuo)硫(liu)成本(ben)(ben)的(de)主要因素之一。根(gen)據日本(ben)(ben)新日鐵(tie)曾做的(de)計算，脫(tuo)硫(liu)劑(ji)的(de)費用約為脫(tuo)硫(liu)成本(ben)(ben)的(de)80%以上，所以，脫(tuo)硫(liu)劑(ji)種類的(de)選擇是(shi)降(jiang)低成本(ben)(ben)的(de)關鍵。然而，選擇時(shi)必須得(de)結(jie)合考慮(lv)不同工藝(yi)方法的(de)特點(dian)。

基于動力學條件和脫硫效率，目前噴吹法主要采用的是鎂基脫硫劑，KR法采用的是石灰脫硫劑。根據理論計算，在1350℃，鎂脫硫反應的平衡常數可達3.17×10³，平衡時的鐵水含硫量可達1.6×10^-5%，大大高于CaO的(de)(de)脫(tuo)硫(liu)能力。然(ran)而，上(shang)文已經把兩種脫(tuo)硫(liu)劑在各自工(gong)藝(yi)中的(de)(de)脫(tuo)硫(liu)效果進行了對比(bi)，表明，結合實(shi)際生產工(gong)藝(yi)后(hou)它們都能達到用戶對脫(tuo)硫(liu)的(de)(de)最(zui)高要求。

在脫(tuo)(tuo)硫(liu)方式選擇時還要(yao)考(kao)慮脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑的(de)(de)一個(ge)因素(su)，就是脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑的(de)(de)來(lai)源(yuan)問(wen)題(ti)。一般而(er)言，大(da)部分鋼鐵生(sheng)產企(qi)業都要(yao)使用(yong)石灰石，要(yao)么有自己的(de)(de)石灰廠，要(yao)么有穩定的(de)(de)協作(zuo)供貨(huo)渠(qu)道，來(lai)源(yuan)穩定，成本穩定，而(er)且供貨(huo)及時，不用(yong)考(kao)慮倉儲(chu)問(wen)題(ti)。雖然我(wo)國(guo)的(de)(de)金(jin)屬鎂資源(yuan)豐富(fu)，可是相對鋼鐵企(qi)業來(lai)說，獲(huo)得攪(jiao)拌法所需的(de)(de)CaO基脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑更(geng)為容(rong)易，鈍化顆粒鎂就不具備這些有利(li)因素(su)。

6.運行成本估算、比較

近年來，國(guo)內也有(you)少部分學者對(dui)(dui)單條鐵水預(yu)處(chu)理脫硫工(gong)(gong)藝的(de)生產成本做過(guo)計算，考(kao)慮的(de)主(zhu)要(yao)是粉劑(ji)消耗。實際上，生產過(guo)程(cheng)的(de)工(gong)(gong)藝成本還(huan)應包括：鐵損、噴槍或(huo)攪(jiao)拌頭、溫(wen)降(jiang)對(dui)(dui)廢鋼比(bi)的(de)影響等(deng)。

由于數(shu)據(ju)(ju)采集有限，加上市場(chang)上物料價(jia)格的(de)波動，只能(neng)做到(dao)粗略估(gu)算，但其(qi)反應出(chu)的(de)運行成本趨勢(shi)應該是可(ke)取的(de)。在計算中(zhong)，所采用的(de)數(shu)據(ju)(ju)主要(yao)引自(zi)武鋼(gang)(gang)發表的(de)文章，因為在國內武鋼(gang)(gang)是最(zui)早采用KR法脫(tuo)硫工藝，同(tong)時又使用噴吹法脫(tuo)硫工藝的(de)鋼(gang)(gang)鐵企(qi)(qi)業，盡量(liang)用同(tong)一鋼(gang)(gang)廠的(de)數(shu)據(ju)(ju)會使計算結(jie)果更具可(ke)比性。由于武鋼(gang)(gang)數(shu)據(ju)(ju)有限，又參(can)考了不同(tong)企(qi)(qi)業、不同(tong)生(sheng)產線的(de)數(shu)據(ju)(ju)，考慮(lv)到(dao)技術進步(bu)，在估(gu)算過程中(zhong)，各參(can)數(shu)一般選取各生(sheng)產線中(zhong)耗量(liang)最(zui)小的(de)數(shu)值。估(gu)算結(jie)果見表2。

表2  脫硫工藝運行成本比較

比較發(fa)現，在噴吹法(fa)(fa)中，鈍化顆(ke)粒鎂(mei)的(de)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)成本(ben)(ben)最低；KR法(fa)(fa)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)（CaO作脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)劑(ji)）的(de)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)成本(ben)(ben)比噴吹鈍化顆(ke)粒鎂(mei)還要(yao)低，KR法(fa)(fa)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)在后期運行成本(ben)(ben)的(de)優勢很(hen)明顯的(de)體現出來。

7.對流程的影響

國內對噴吹(chui)法和(he)攪拌(ban)法的(de)比(bi)較，主(zhu)要偏重于技術和(he)成(cheng)本(ben)等方面，很少提(ti)到采(cai)用不同脫硫工(gong)藝時對后續工(gong)藝流程或者整個(ge)煉鋼流程的(de)影響(xiang)。鋼鐵制造流程是一(yi)類有不同功(gong)能但又相互(hu)(hu)聯(lian)系、相互(hu)(hu)關聯(lian)、相互(hu)(hu)支撐、相互(hu)(hu)制約(yue)的(de)多(duo)種工(gong)序(xu)和(he)多(duo)種裝置及相關設施構成(cheng)的(de)、工(gong)序(xu)串聯(lian)并集成(cheng)運(yun)行(xing)的(de)復(fu)雜過程系統。理論上來說，采(cai)用不同的(de)脫硫工(gong)藝必然對整個(ge)流程也有影響(xiang)。

采用(yong)噴吹法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，由(you)于鎂(mei)(mei)(mei)是最強的(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)劑之一(yi)(yi)(yi)，一(yi)(yi)(yi)般用(yong)于深脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)處(chu)理，正(zheng)是在(zai)此(ci)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)一(yi)(yi)(yi)些(xie)問題，可能(neng)影響(xiang)(xiang)到(dao)(dao)流程(cheng)的(de)緊湊連(lian)續(xu)性。鈍(dun)化顆粒鎂(mei)(mei)(mei)在(zai)噴入鐵(tie)(tie)水(shui)(shui)后，由(you)于金(jin)屬鎂(mei)(mei)(mei)密度小，沸(fei)點低，在(zai)鐵(tie)(tie)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)一(yi)(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)很(hen)快(kuai)氣化，一(yi)(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)溶(rong)入鐵(tie)(tie)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)，而(er)未(wei)溶(rong)解的(de)部(bu)分(fen)(fen)浮向鐵(tie)(tie)水(shui)(shui)表面的(de)渣中(zhong)(zhong)(zhong)便失去(qu)了(le)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)能(neng)力。實際生(sheng)產(chan)中(zhong)(zhong)(zhong)，大(da)部(bu)分(fen)(fen)鈍(dun)化顆粒鎂(mei)(mei)(mei)無法(fa)(fa)充分(fen)(fen)反應而(er)滯留到(dao)(dao)渣中(zhong)(zhong)(zhong)，要深脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)就(jiu)得增(zeng)(zeng)大(da)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)劑的(de)量，一(yi)(yi)(yi)方(fang)面造成(cheng)(cheng)了(le)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)成(cheng)(cheng)本的(de)增(zeng)(zeng)加，另一(yi)(yi)(yi)方(fang)面使(shi)(shi)(shi)得脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)渣量增(zeng)(zeng)多。鎂(mei)(mei)(mei)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)渣稀且硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)含(han)量高，扒渣難(nan)度大(da)，如果扒除不(bu)盡(jin)就(jiu)會(hui)(hui)直接(jie)造成(cheng)(cheng)轉爐(lu)中(zhong)(zhong)(zhong)嚴重回(hui)(hui)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，不(bu)僅影響(xiang)(xiang)轉爐(lu)工況，還會(hui)(hui)給后面的(de)精煉工序帶來壓力。實際生(sheng)產(chan)，鐵(tie)(tie)水(shui)(shui)包里的(de)鎂(mei)(mei)(mei)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)渣像一(yi)(yi)(yi)層膜分(fen)(fen)布在(zai)液(ye)面，不(bu)加增(zeng)(zeng)稠(chou)劑情況下(xia)基本無法(fa)(fa)扒盡(jin)；同時，由(you)于噴吹角度的(de)限制及脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)劑不(bu)能(neng)下(xia)沉等原因(yin)，使(shi)(shi)(shi)得脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)劑始終到(dao)(dao)不(bu)了(le)一(yi)(yi)(yi)部(bu)分(fen)(fen)區域，稱之為(wei)死區，當(dang)鐵(tie)(tie)水(shui)(shui)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)操作完成(cheng)(cheng)后，死區內(nei)鐵(tie)(tie)水(shui)(shui)的(de)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)就(jiu)會(hui)(hui)漸(jian)漸(jian)擴散到(dao)(dao)整罐鐵(tie)(tie)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)，使(shi)(shi)(shi)得鐵(tie)(tie)水(shui)(shui)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)量回(hui)(hui)升，造成(cheng)(cheng)返硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)現象，所(suo)以國內(nei)一(yi)(yi)(yi)般使(shi)(shi)(shi)用(yong)噴吹鈍(dun)化顆粒鎂(mei)(mei)(mei)只進行(xing)限量脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)。

采用機械(xie)攪(jiao)拌(ban)法(fa)(fa)時，一般使(shi)用CaO基(ji)(ji)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)劑，盡管高(gao)爐渣(zha)堿度對CaO基(ji)(ji)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)劑的脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)果(guo)影響較大(da)(da)，脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)前鐵(tie)水(shui)必須徹底除去高(gao)爐渣(zha)，否則脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)果(guo)差，并(bing)且脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)劑的利用率(lv)仍需繼續研究(jiu)加以提高(gao)，但(dan)其脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)果(guo)穩定，脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)渣(zha)狀態也有利于扒(ba)渣(zha)作(zuo)業。一方面(mian)，借助攪(jiao)拌(ban)法(fa)(fa)的動力學優(you)勢，采用廉價(jia)的CaO基(ji)(ji)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)仍能(neng)達到(dao)穩定的深脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)效(xiao)(xiao)果(guo)，從而(er)可減(jian)少處理成本投入。另一方面(mian)，雖然該工藝(yi)產(chan)生的脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)渣(zha)量(liang)較大(da)(da)，但(dan)扒(ba)渣(zha)凈率(lv)相(xiang)對高(gao)，避免扒(ba)渣(zha)不盡而(er)造(zao)成的回(hui)硫(liu)(liu)(liu)(liu)，順暢(chang)了轉(zhuan)爐和精煉工序。對于大(da)(da)型鋼廠大(da)(da)量(liang)鐵(tie)水(shui)處理而(er)言，機械(xie)攪(jiao)拌(ban)法(fa)(fa)基(ji)(ji)本不存在死區，脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(liu)高(gao)效(xiao)(xiao)穩定，比噴吹法(fa)(fa)更具有流程優(you)勢。

國(guo)內外對KR法(fa)脫硫的(de)認(ren)可度越來(lai)越高(gao)，尤其是近幾年在大中(zhong)型鋼鐵企業得到(dao)廣(guang)泛應用，發展(zhan)迅猛(meng)，噴(pen)吹(chui)法(fa)的(de)技術進展(zhan)趨于平緩。

通過對兩種脫硫工藝的技術設備、脫硫效果、溫降、鐵損、成本及對流程的影響等多方面的綜合比較，可見KR法在深脫硫、總成本和流程影響方面優勢突出。對于大中鋼鐵企業，從長遠考慮并結合生產實際，KR法鐵水預脫硫應該是更具有深遠價值的選擇。
 

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章