间与转炉一对一匹配生产。
喷吹法可以使用多种粉剂,在铁水脱硫工艺中我国目前主要是石灰粉基、镁基、镁粉三种,碳化钙已很少应用。机械搅拌法(KR)和喷吹法的综合比较见表2,成本分析见表3。
表2 机械搅拌法(KR)和喷吹法脱硫综合比较表
序号 项目名称 搅拌法 KR 石灰粉基 喷吹法 镁基 单吹镁 Mg 1 脱硫剂 CaO基 CaO + CaF2 CaO +Mg 2 脱硫剂加入方式 一次加入 连续喷吹 连续喷吹 连续喷吹 3 脱硫方法 搅拌头搅拌 喷枪插入 喷枪插入 喷枪插入 高 较复杂 较长 低 多 多 多 4 脱硫效率 5 操作难易程度 低 容易 长 低 少 少 多 多 高 复杂 较短 高 较多 较少 较少 较少 ~5.0 较少 高 容易 短 较高 少 少 少 较少 ~1.0 少 6 脱硫处理时间 7 脱硫剂成本费用 8 设备重量 9 投资 10 铁水温降 11 喷溅情况 12 包内新生渣量 kg/t 无喷溅 ~15 较高 ~25 高 12 铁损 表3 机械搅拌法(KR)和喷吹法脱硫成本分析比较表
原始硫S~0.03→→终点硫S~0.005(石灰粉只能到S~0.01) 序项 目 单位 单价 元搅拌法 ( x/t ) 喷吹法 ( x/t ) 石灰粉基 镁基 单吹镁 6
号 1 2 原材料 铁损 辅助材料 kg m 3/kg /m 1.5 20 0.4 0.6 3 5 3单耗 数值元 单耗x/t 4 10 0.2 数值元 单耗x/t 2 数值元 单耗x/t 1 0.4 数值元 kg kg kg kg kg kg 6 4.0 0.6 4.92 10.6 3 1.5 8.0 1.8 2.5 3.75 5 0.3 400次 3.0 1.5 2.1 脱硫剂 镁粉 0.45 9.0 1.5 0.6 1.2 石灰粉 CaO基 2.2 耐火材料 KR法搅拌头 单吹镁粉喷枪 混合喷吹喷枪 罐衬减寿耐材 2.3 测温探头 2.4 渣罐 2.5 其它 3 燃料及动力 3万/支 0.5万/支 kg 个 kg KW.h 20 4 0.55 0.2 0.1 0.15 0.3 0.15 0.3 0.15 0.3 0.15 0.3 0.01 1.2 1.2 4 0.04 0.01 0.04 0.01 0.04 0.01 0.04 0.5 0.5 0.5 0.5 3.1 电 3.2 3.3 4 5 6 另外 0.66 0.25 0.14 0.25 0.14 0.2 0.11 0.24 0.4 1 2.3 1 0.8 0.6 16.09 1.2 4 0.24 0.4 1 1.6 0.3 0.2 0.2 15.52 35 3.0 12 1.2 4 0.24 0.4 1 2.1 0.8 0.5 0.5 20.32 1.2 10 0.6 4 0.12 0.4 1 1.8 0.5 0.2 0.2 16.47 1.0 氮气 压缩空气 工资 制造费用 其中:折旧 修理费 备件费 制造成本 温度损失 综合成本 m3 m3 C0 0.1/C0 28 2.8 18.89 18.52 21.52 17.47 备注:对于不同的铁水条件,铁损、温损有待重新评定价格 3 初步分析 1) 我院开发的单一喷吹石灰粉脱硫的技术没有得到发展,目前有
些厂已停用。分析其原因主要是温损大、铁损多、不宜深脱硫,
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芬兰罗德落基细石灰粉脱硫曾取得较好效果,对于一般钢种喷吹自制廉价的石灰粉,用在“高温铁水”的条件,此脱硫工艺中是经济的,可否将此技术用在“多段式铁水预处理工艺”中(用在单吹镁粉的前一段),我们有点实践,有待再做些工作。关于“铁损”和“温损” 的经济帐算法,宜根据各自条件综合考虑。
2) 机械搅拌法(KR)法有良好的动力学条件、脱硫效率高、粉剂
成本低、无喷溅、无污染、脱硫指标稳定(“不回硫”),其缺点是投资高、设备复杂、处理时间长,难于与转炉快节奏相匹配,在铁水温度高、100吨以下的铁水罐。不需要全量处理的钢厂显示有一定的生命力。
如果改变铁水罐的换位设备,将将换罐、前扒渣、搅拌、后扒 渣4步工序组合“大转盘”内同时进行,可以在50分钟之内处理4罐铁水,这样,“难于与转炉快节奏相匹配”的缺点就不存在。KR法工艺的优势将能进一步发挥。
3) “镁”是最好的脱硫剂,在冶金界得到了认同。“镁粉”在脱
硫过程中最佳的反应温度范围是1200-13500C,并且要有足够的铁水深度。铁水脱硫用“镁粉”量逐年增加,我国“镁”资源丰富,使用“镁粉”脱硫将为改善钢铁产品质量和降低生产成本发挥更大作用。
4) “镁基”喷吹脱硫从八十年代后期至今是欧美国家主要的铁水
脱硫工艺,也促进了“喷射冶金”技术的发展,我国引进的“镁
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基在线联合喷吹法”脱硫技术在宝钢、鞍钢、包钢、本钢、攀钢、梅山、南钢等大型炼钢厂中应用,取得了较好的效果,石家庄、营口、北台厂等也相继选用。我国自行设计的几条生产线使用效果不好。太钢二炼、武钢一炼“镁基离线混合喷吹法”指标差,已经被淘汰。“镁基”与“单吹镁粉”比的缺点是复吹技术复杂、设备多、成本高;优点是供粉强度大,渣子稳定,回硫现象少。
5) 引进的“单吹颗粒镁喷吹法”脱硫技术在我国得到了迅速发展,
自2001年9月武钢一炼钢“单吹颗粒镁”脱硫技术顺利投产以来,目前戴斯玛克已签订了30条生产线的合同。2003年冶金设备院在南钢一炼钢开发了“单吹镁粉”技术,先后建设~10多条生产线(已投产),以投资少、效果好的优势,以“自主知识产权”技术开始占领市场。
武钢一炼钢100t转炉,在国内第一家开发引进了纯镁脱硫工艺,采用纯化镁粉作脱硫剂,通过带气化室的插入式喷枪,喷入铁水进行脱硫,对控制系统进行改造,自主开发了喷吹脱硫的应用软件,建立了喷吹模型,成功实现了自动喷吹,以喷吹终点目标硫±0.002%的范围为命中,其喷吹终点命中率达86%,脱硫自动控制达国际先进水平。与原采用镁-氧化钙脱硫剂相比,扒渣量减少,使吨铁铁损从4.3kg减至1.01kg,喷吹时间从9min降至5.2min,铁水温降从11.24℃减至8℃,喷枪寿命从35次提高到120次,脱硫量从0.029%脱至0.008%时,吨铁脱硫剂单耗从1.61kg
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降至0.26kg,这些指标达到国际先进水平、国内领先水平。吨生产成本下降9.62
对于高于13500C的铁水,或者铁水罐小于65t,或者铁水罐熔池深度小于1600mm的条件,宜慎重选择使用镁粉的脱硫工艺。目前虽有带“汽化室”的专用“镁枪”,因其制造、维修费用高,将使脱硫成本增加。
关于“单吹镁粉”技术:单吹镁粉起始于原苏联(现乌克兰),多年探讨“镁脱硫”的实践,在吸收喷射冶金技术的基础上得以生存,采用“计量罐”稳定供料和“汽化室”提高镁利用率这两点“突破”是成长的关键。由于“镁”价高,需特别注意使用条件,一是铁水温度、二是铁水深度 、三是原始含硫量,四是喷吹下枪时间不宜超过3分钟(提高喷枪寿命)。
6) “喷吹法”在我国铁水预处理中工艺占90%以上,喷吹系统中
“复合喷吹”和“顺序喷吹” 的操作模式,目前仅在使用石灰粉、萤石粉、碳化钙粉、氧化铁粉、烧结粉的粉剂中使用,石灰粉与镁粉只能实现“复合喷吹” ,石灰粉与镁粉目前没有实现“顺序喷吹”操作模式的先例。
铁水脱硫“搅拌法”、“喷吹法”到底哪一种工艺更好一些?结论是:各有优长、区别对待。从成本初步分析看出:“单吹镁粉”与“搅拌法”都比“镁基复合喷吹”好;“单吹镁粉(多段式)”与“搅拌法”那个更好些?对于13000C左右的铁水,初步判断是“单吹镁粉(多段式)”更好些(周期、成本),对于高于14000C
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