无氟型KR铁水脱硫剂脱硫效果实验分析

为开发无氟型KR铁水脱硫剂,对铁水脱硫反应进行了机理分析,得知脱硫剂中加入Al后能够促进脱硫反应进行.在此基础上配制了无氟型KR脱硫剂,并对搅拌时间、脱硫剂加入量、铝配比、石灰粒度及铁水温度对脱硫率的影响进行了实验研究,为工业无氟型KR脱硫剂的开发应用提供参考.     

KR法铁水脱硫技术研究

通过对影响铁水脱硫的因素进行分析与讨论,发现在脱硫剂中加入适量增铝剂,用硅铝复合脱氧,会生成低熔点硅铝酸盐,有助于提高脱硫效率;铁水温度和Ca O/Ca F2比应分别控制在1 360~1 390℃与14~16区间,过高的温度和Ca F2含量会在石灰颗粒表面形成较多的液相,造成石灰颗粒团聚,减小铁水与石灰的接触面积,降低脱硫反应速率;铁水硅含量在0.40%-0.50%区间时,脱硫率最高,达到88.68%。     

新钢KR法脱硫应用石灰石替代石灰的生产实践

介绍KR脱硫工序使用石灰石代替石灰进行铁水预处理的生产实践。经理论分析与试验研究得出:使用石灰石不但显著降低了脱硫剂的吨铁消耗,提高了脱硫比,避免了铁水入炉温度高对冶炼操作的影响,而且获得了明显的经济效益和社会效益。     

氧化铝对CaO基脱硫剂铁水脱硫的影响

通过在脱硫剂中添加Al2O3进行铁水脱硫试验,探讨Al2O3对CaO基脱硫剂铁水脱硫的影响规律。结果表明:随着Al2O3添加量的增大,脱硫剂的脱硫量、脱硫率和脱硫速率常数呈现先升高、后降低的趋势,Al2O3的添加有利于提高石灰的利用率;Al2O3的加入降低了石灰的熔点,同时也降低了CaO颗粒表面的脱硫产物的熔点;过量的Al2O3将降低有效脱硫组分CaO的比例,削弱了脱硫剂中CaF2添加剂的作用。为保证较好的脱硫效果和提高脱硫剂利用率,脱硫剂中Al2O3的添加质量分数以10%为宜。     

南钢KR脱硫工艺研究

南钢对生产管线钢等品种钢,铁水采用KR脱硫处理,通过优化脱硫剂成分、粒度,控制脱硫剂中CaF2%含量、及石灰的活性度和粒度,提高了脱硫效率;调整搅拌转速至脱硫前期90r/min、脱硫中后期80r/min,优化浸入铁水液面下的深度至70cm,实现了目标硫合格率100%。工艺优化有效满足了铁水预脱硫的要求,实现了轻搅拌和深脱硫,同时降低了脱硫温降,保证了转炉工序入炉铁水热量。     

钝化石灰在复合喷吹铁水脱硫工艺中的应用

对钝化石灰在复合喷吹铁水脱硫工艺中的脱硫机理及各阶段中的作用进行了分析,结合山西太钢不锈钢股份有限公司80 t复合喷吹铁水脱硫生产实践,得出复合喷吹脱硫工艺中的钝化石灰可以提高镁粉利用率和脱硫率,加强深脱硫能力,减少温降、回硫量和扒渣铁损,降低脱硫成本。以铁水初始硫质量分数0.02%~0.03%,终点硫质量分数小于0.003%为例,复合喷吹脱硫剂消耗比单喷颗粒镁降低了2.96元/t,扒渣铁损降低了1.08元/t,扒渣剂消耗减少了0.23元/t,合计降低了脱硫成本4.02元/t。     

济钢KR铁水预处理工艺设计

为了与管线钢生产线相匹配,济钢120t转炉铁水预处理工艺选用KR技术,在入转炉的铁水罐中进行脱硫,选取活性石灰作为脱硫剂,铁水预处理周期为34～37min,可以与转炉生产匹配。     

降低KR脱硫剂单耗试验

由于降低KR脱硫剂单耗可有效降低铁水脱硫的成本,故针对现有KR脱硫装置的缺陷,研究了一种降低KR脱硫剂单耗的方法。通过改进脱硫剂的输送方式,使脱硫剂与铁水面充分接触,提高脱硫剂的使用率。按照这些措施对180t转炉的KR脱硫装置进行7个月改进试验。结果表明,KR脱硫装置改进后,脱硫剂的单耗下降了约20%,铁水温降也有所减少,铁水脱硫成本降低约1.35元/t,同时炼钢能耗也有所降低。     

铁水喷粉脱硫的研究

本研究在１５０ｋｇ中频感应炉内喷吹石灰系电石系脱硫剂，对铁水做脱硫预处理试验。研究了铁水中元素变化规律对脱硫命中率的影响，计算了有关动力学参数，从而验证了铁水［Ｓ］〈０．０４％情况下，脱硫反应速率的限制性环节是铁水中硫的传质。     

KR机械搅拌法铁水预处理脱硫的生产实践

通过KR机械搅拌法和喷吹法各自优势的比较,选用了KR法对205 t铁水进行脱硫预处理。所使用的脱硫剂的主要成分为(%):76～80CaO、7～12CaF₂、≤5SiO₂。生产结果表明,经KR搅拌法预处理后,铁水中硫含量可降至0.005%以下,搅拌头使用寿命可达270炉;经KR法预处理铁水总时间为35～42min;转炉冶炼时回硫量不高于0.002%。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

关于KR脱硫工艺脱氧理论问题的研究

 利用脱氧平衡最低值理论公式,计算了1573K下铁水中基于［Al］-［O］平衡和［C］-［O］平衡的氧含量。计算得出［C］-［O］平衡和［Al］-［O］平衡的最低氧质量分数分别为34×10-6和0.015×10-6,但是计算的［C］-［O］平衡控制的最低氧含量相当于由［C］-［O］平衡决定的氧含量的近4倍。因此,在KR铁水脱硫过程中,铝脱氧控制铁水中的氧势。另外,计算结果表明,在铁水预处理过程中,硅的脱氧能力远不及碳和铝,且脱氧平衡最低值理论公式对铁水预处理也具有适用性。铝脱氧结果表明,每吨铁水中加入0.44kg的铝,可使铁水温度升高20℃左右,在一定程度上可弥补KR铁水脱硫过程中因搅拌、脱硫剂的加入所造成的温降。     

炼铁-炼钢区段界面动态运行过程建模和仿真

为了探索并制定合理的钢铁制造流程炼铁 炼钢区段的生产系统结构和生产组织方式，介绍了钢铁制造流程炼铁 炼钢区段的界面模式、工序设备和动态运行过程，并采用离散事件动态系统相关理论对炼铁 炼钢区段动态运行过程进行了系统分析，提出了基于实体流图法和事件调度法的炼铁 炼钢区段动态运行过程的仿真模型和仿真策略。对某钢铁企业炼铁 炼钢区段动态运行过程进行了建模和仿真研究,结果表明，该企业炼铁 炼钢区段应采用“一罐一送”的铁水罐运输组织方式，此时3台机车利用最充分，平均作业率为60%，KR脱硫站进站铁水温度较高，且温度波动较小，KR脱硫站进站铁水温度平均值为1 423 ℃，极差为22 ℃。     

KR预处理的工艺参数对铁水脱硫效果的影响

研究了铁水温度、铁水初始硫含量、搅拌时间、旋转速度和脱硫剂加入量对80 t KR铁水预处理装置脱硫效果的影响。结果表明,提高铁水温度,则增大脱硫效果;在铁水硫含量为0．043％-0．046％、铁水温度为1 290～1 310℃时,加入600～650 kg脱硫剂(铁水温度1 340～1 350℃时,加入450-550 kg脱硫剂),搅拌时间5-8 min,旋转速度85～90 r／min,具有较佳的脱硫效果。     

铁水脱硫预处理技术在武钢的应用

简要介绍了武钢三座钢厂不同类型铁水脱硫处理的装置、工艺和效果；扩大铁水脱硫能力，显著增加铁水脱硫处理比，已具备年处理70万t以上的能力，可实现铁水全量脱硫处理；阐述了继续采用KR机械搅拌式脱硫装置的原因和选用纯镁脱硫剂的理由；分析了影响铁水脱硫效果和铁水回硫的因素及采取的相应对策。     

含钒钛铁水/半钢预脱硫温降计算与分析

为了分析含钒钛铁水/半钢预脱硫过程中影响温降的因素,根据物料平衡和热量平衡原理,建立了铁水/半钢预脱硫温度预报模型。根据脱硫前铁水/半钢温度,通过调节脱硫剂喷吹量、载气流量和喷吹时间等参数,较好地控制了脱硫后的铁水/半钢的温度。工业试验表明,当精度为±5 ℃时,模型温度预报的合格率达85%。进一步根据该模型探讨了脱硫剂、载气、炉衬、炉渣等因素对温降的影响规律,发现脱硫剂镁是造成铁水预脱硫温降大于半钢的主要原因,并给出了减小含钒钛铁水预脱硫过程温降的有效方法。     

纯镁铁水脱硫技术的应用

介绍了韶关钢铁集团第三炼钢厂铁水罐喷吹纯颗粒镁脱硫工艺，分析了颗粒镁粒径、喷枪插入深度、铁水温度、铁水初始硫含量、载气流量等对脱硫效果的影响，并在生产中对部分工艺参数进行了改进。同时，通过使用与改进聚渣剂，减少转炉回硫量，进一步提高纯镁铁水脱硫效果。     

铝渣复合脱硫剂在KR铁水脱硫过程中的应用

KR脱硫反应过程中使用纯石灰脱硫剂会生成高熔点硅酸钙覆盖在CaO颗粒表面阻碍脱硫反应进行,以往采用加萤石方法生成低熔点的共晶化合物来解决该问题,但会侵蚀炉衬,且污染环境。使用铝渣后,Al可以和CaO中被置换出的O结合生成Al_2O_3,促进脱硫反应进行,并且可以减少高熔点硅酸钙的生成量。利用工业试验研究加入铝渣对铁水脱硫反应的影响,并利用热力学计算阐述其作用机理。结果表明:加入铝渣后,脱硫反应开始阶段生成Al_2O_3和CaS,随着反应深入,生成的Al_2O_3与CaO结合生成钙铝酸盐,反应产物按照"Al_2O_3→CA6(CaAl_(12)O_(19))→CA_2(CaAl_4O_7)→CA(CaAl_2O_4)→C_3A(Ca_3Al_2O_6)"路径依次生成转变。铝渣中的金属铝可以降低铁水氧势,促进脱硫反应进行,并且铝渣中的Al_2O_3会和CaO反应生成低熔点的钙铝酸盐。使用铝渣后铁水硫质量分数均值可降至4.6×10~(-6),硫质量分数低于10×10~(-6)的比例提升至81.9%。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

含钛铁水脱硫及转炉冶炼实践

分析了含钛铁水对铁水预处理脱硫、转炉冶炼操作的影响。通过采用渣铁分离剂、改进扒渣操作,有效降低了脱硫粉剂消耗和扒渣铁损;针对含钛铁水的转炉冶炼,采用双渣操作,通过控制放渣时机、炉渣碱度、放渣温度、放渣渣量等措施,显著提高了除钛效果;通过改进转炉热平衡计算方法,能够准确控制冶炼终点温度。工艺改进后,转炉冶炼终点的温度控制和成分控制基本达到冶炼普通铁水的控制水平。Ti和P含量分别为0．0026％和0．0091％,补吹率降到15．34％。