川威煉鋼廠實習報告

重慶科技學院

學生實習（實訓）總結報告

學院:冶金與材料工程學院專業(yè)班級:冶金####-01學生姓名:____#####__學號:__201*######_實習(實訓)地點:四川成渝釩鈦科技有限公司（川威集團）報告題目:__關于煉鋼-連鑄工藝過程的生產實習報告_報告日期：20##年#月##日

指導教師評語:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

成績（五級記分制）:_____________

指導教師（簽字）:_____________________實習（實訓）總結報告的寫法及基本要求

一、實習（實訓）報告一般由標題和正文兩部分組成

1.標題:標題可以采取規(guī)范化的標題格式，基本格式為，“關于××的實習（實訓）報告”。

2.正文:正文一般分前言,主體,結尾三部分。

(1)前言：主要描述本次實習（實訓）的目的意義、大綱的要求及接受實習（實訓）任務等情況。

(2)主體：實習（實訓）報告最主要的部分,詳述實習（實訓）的基本情況,包括：項目、內容、安排、組織、做法，以及分析通過實習（實訓）經歷了哪些環(huán)節(jié)，接受了哪些實踐鍛煉，搜集到哪些資料，并從中得出一些具體認識、觀點和基本結論。

(3)結尾：可寫出自己的收獲、感受、體會和建議，也可就發(fā)現(xiàn)的問題提出解決問題的方法、對策；或總結全文的主要觀點,進一步深化主題；或提出問題,引發(fā)人們的進一步思考；或展望前景,發(fā)出鼓舞和號召等。

二、對實習（實訓）報告的要求

1.按照大綱要求在規(guī)定的時間完成實習（實訓）報告，報告內容必須真實,不得抄襲。學生應結合自己所在工作崗位的工作實際寫出本行業(yè)及本專業(yè)（或課程）有關的實習（實訓）報告。

2.校外實習報告字數(shù)要求：不少于800字每周，累計實習3周及以上的不少于201*字。用A4紙書寫或打印(正文使用小四號宋體、行距1.5倍。其余排版要求以美觀整潔為準)。校內實習（實訓）報告字數(shù)要求可適當減少，具體要求由學院依據(jù)課程特點規(guī)定。3.實習（實訓）報告撰寫過程中需接受指導教師的指導,學生應在實習（實訓）結束之前將成稿交實習（實訓）指導教師。關于轉爐煉鋼-連鑄工藝過程的生產實習報告

前言：

1、實習目的及意義：轉爐生產實習是完成專業(yè)教學計劃的重要計劃，通過生產實習，鞏固所學知識，聯(lián)系實際，積極實踐，熟悉和掌握煉鋼過程的工藝特點、操作技術及主要設備的性能及作用，了解煉鋼技術發(fā)展的動向；加強對自己工程意識和生產習慣的培養(yǎng)，促進理論與實踐的結合，鞏固和加深課堂上所學的理論知識，提高分析問題和解決問題的能力；同時，通過實踐培養(yǎng)組織紀律觀念，養(yǎng)成良好的勞動習慣。

2、實習任務：重點為熟悉轉爐煉鋼、爐外精煉、連續(xù)鑄鋼等工序的主要設備與工藝，了解鋼鐵廠廠區(qū)大體分布、原料供應、電力設施、交通運輸設施等。

主體：

1、成渝釩鈦科技有限公司簡介

成渝釩鈦科技有限公司（原威遠鋼鐵有限公司）位于四川省威遠縣連界鎮(zhèn)。公司成立于201*年3月，注冊資金1億7仟萬元，是中國企業(yè)500強、四川省十佳民營企業(yè)，201*年與香港合創(chuàng)集團成為合資公司。公司主要經營含釩鋼鐵冶煉、釩渣提煉，含釩鋼鐵壓延加工等。

擁有年產含釩高強度棒材310萬噸，以及與之配套的含釩鐵水290萬噸、含釩鋼水300萬噸、焦炭110萬噸等的生產能力，含釩鋼鐵業(yè)設備工藝先進，產鋼規(guī)模居四川省第二位。是中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會重點統(tǒng)計的全國大型鋼鐵骨干企業(yè)。

公司煉鋼廠為中冶賽迪設計承建，占地180086，年產鋼270萬噸，鑄坯265萬噸；含有4個600t套筒窯，一座800t回轉窯，一座1300t混鐵爐，2套120t雙工位KR鐵水預處理裝備，3座120t頂?shù)讖痛笛鯕廪D爐（其中1#為提礬，2#，3#轉爐用語半鋼冶煉），2座120t雙工位LF精煉爐，2臺7機7流10m半徑弧形連鑄機。

2、轉爐車間工藝與設備簡介I、鐵水預處理工藝及設備簡介

威剛鐵水預處理單一脫硫100個左右，KR鐵水脫硫（機械攪拌脫硫）。

鐵水預處理工藝流程簡圖：鐵水→混鐵爐→鐵包→測溫取樣→扒前渣→攪拌脫

（加脫硫劑）→扒后渣→測溫取樣→轉爐

采用的脫硫劑是石灰粉、鎂粉，石灰脫硫的反應式為：

⑴

CaO(

固

)+[S]+[C]=(CaS)+{CO}(2)

4Cao(

固)+

2[S]

+

[Si]=2(CaS)+(Ca2SiO4)鎂脫硫反應式

⑴Mg(s)→Mg(l)→Mg(g)→[Mg]⑵Mg(g)＋[S]＝MgS(s)⑶[Mg]＋[S]＝MgS(s)

II、轉爐煉鋼工藝及設備簡介

威鋼采用的為半鋼冶煉，即鐵水經過預處理（脫硫）之后，鐵水進入1#轉爐進行提釩處理，鐵水加入轉爐之后，造渣等一系列工作完畢之后，開始吹氧，吹氧初期，Si、Mn等活潑性元素同樣會迅速氧化，在吹氧過程中應控制溫度上升過快，以抑制C的迅速氧化從而促進V的氧化。提釩過程吹氧時間大概在38min，耗氧量在1000201*m3,當鋼液中的V被氧化后，其中轉爐中的提釩反應式為：［V］+O2＝(V2O5)將轉爐中的鋼液倒入鋼包中，此時出的鋼水成分中離標準的鋼水還有一定的差距，C含量還較高，溫度也還較低，但相對于常規(guī)的鐵水C碳含量又比較低，溫度較高，故稱此時的鋼液為半鋼。將鋼包中的半鋼通過行車調運到2#，3#轉爐進行下一步吹煉，而當1#爐中的渣含量達到一定量時也將轉爐中的渣倒在渣罐中，此時渣中含有V的氧化物（V2O5，V2O3），含量大概在12%15%在進行一系列的提純轉換等工作（該工作非煉鋼廠任務，此處不再做詳細介紹）。

半鋼進入2#轉爐或者3#轉爐之后，繼續(xù)吹氧吹煉，由于半鋼在1#轉爐進行提釩操作時Si、Mn已大部分被氧化，P也將在提礬操作時被大部分氧化，而在進行鐵水預處理時幾乎已經完成了所有的脫硫任務，所以2#或者3#轉爐吹煉的主要任務就是脫碳和升溫。相對于常規(guī)的脫碳任務，由于威鋼采取了提礬措施，在提釩期間也會有一部分的C被氧化，因而半鋼中的C含量相對于普通的鐵水會偏低，溫度稍高，所以在吹煉過程中耗氧量和吹煉時間都會相應的減小。據(jù)統(tǒng)計，2#或3#轉爐的吹氧時間大概在1116min左右，耗氧量大約在40005000m3，吹煉結束一般情況下會進行一次倒爐測溫取樣。出鋼時采用的是擋渣球擋渣，出鋼時間一般在58min，出鋼溫度在16301660℃。出鋼結束向爐內加入一定量的改質劑，調好爐中渣的堿度、黏度、MgO含量以及FeO含量以便進行濺渣護爐操作。進行濺渣護爐操作時選用的氣體為N2，氣體壓力在1.0Mpa1.1Mpa之間，槍位控制在7002200mm之間，濺渣時間一般在36min之間。另外，觀察到轉爐爐襯冷卻水進水壓力在0.6Mpa左右，進水溫度27℃，出水溫度32℃，出水流量90100t/h。底吹原件6個，基本成正六邊形分布，每一個底吹支管流量在30m3/h，底吹壓力在0.10.5Mpa之間不等。III、精煉工藝及設備

威鋼采用的精煉方式為常見的LF精煉，具有2座120t雙工位LF精煉爐。LF爐工藝操作流程為：鋼水進站→吹氬→測溫、取樣→根據(jù)鋼種要求喂絲→下電極加熱、造渣、調成份→測溫、取樣→喂絲→軟吹氬→停吹加保溫劑→吊包上連鑄。精煉時間一般在3050min之間，電耗在5080Kwh/t之間。

3、連鑄車間工藝操作及主要設備簡介

威鋼有兩臺7機7流10m半徑弧形連鑄機，鋼包回轉臺均為蝶式，鋼包大小

為120t，中間包是懸臂式的40t中間包，滑動水口為JK-35-2。結晶器高度為90mm,振動頻率在36360次/min之間，振幅為6mm，其中1#連鑄機振動方式為非正弦，2#連鑄機振動方式為正弦式振動。兩臺連鑄機工作拉速均在2.03.5之間，連鑄機機速在0.54.0之間，送引錠桿最大速度為5m/min,連鑄機每一流之間的距離為1250mm。1#連鑄機主要生產160×160mm2的普碳鋼、優(yōu)碳鋼以及低合金結構鋼等鋼種，2#連鑄機除生產160×160mm2的鑄坯外，也會生產一定的220×220mm2的鑄坯，生產的鋼種還有熱軋帶肋鋼、碳素結構鋼、優(yōu)質他素結構鋼、合金結構鋼等。兩臺連鑄機平均澆注時間都在37分鐘/分左右，平均準備時間40min，金屬收得率在97%98%之間，2#連鑄機作業(yè)率80%左右，1#連鑄機作業(yè)率78%左右，每一臺連鑄機生產能力在133萬噸/年左右。

1#連鑄機大部分時間用于生產普碳鋼，對澆注過程中氧化程度要求不是非常嚴格，故采用的是無保護澆注，鋼液直接從中間包流入結晶器；2#連鑄機生產的鋼種要求氧含量嚴格，故采用保護澆注，鋼液從中間包流入結晶器時套有浸入式水口。鋼液到達鋼包回轉臺的溫度一般為1560℃1580℃,鋼液從流進中間包到流出中間包的時間一般為810min，建筑鋼在中間包時溫度一般保持在1520℃1530℃，焊條鋼在中間包溫度一般保持在1540℃1550℃之間。切割鑄坯采用的是火焰切割，燃料為天然氣和氧氣混合氣體。

澆注前要將中間包烘烤后放在澆注臺上安裝好，用塞桿擋住水口，在結晶器下放好引錠桿，檢修好連鑄機設備，確保無故障之后在開澆。

結語：

這次實習使我們受益匪淺，使我們對鋼鐵廠的生產工藝、設備及操作有了一個比較全面的了解和認識，我們通過現(xiàn)場觀看知道了比書本上更豐富的知識，也讓我們較早地對即將從事的工作有了了解，增強了我們對本專業(yè)的熱愛，樹立了為冶金事業(yè)奮斗的目標和信心。這次實習也為即將開始的畢業(yè)設計打下了基礎。

擴展閱讀：川威煉鋼廠鐵水預處理工藝實踐與優(yōu)化

重慶科技學院

畢業(yè)設計（論文）

題目川威煉鋼廠鐵水預處理工藝

實踐與優(yōu)化

院（系）冶金與材料工程學院專業(yè)班級學生姓名學號指導教師職稱評閱教師職稱

201*年6月8日注意事項

1.設計（論文）的內容包括：

1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明

3）中文摘要（300字左右）、關鍵詞4）外文摘要、關鍵詞5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）

6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論7）參考文獻8）致謝

9）附錄（對論文支持必要時）

2.論文字數(shù)要求：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于1.2萬字。

3.附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。4.文字、圖表要求：

1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫

2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上

5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序

1）設計（論文）

2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它學生畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明

本人以信譽聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在導師的指導下進行的設計（研究）工作及取得的成果，設計（論文）中引用他（她）人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標注出，論文中的結論和結果為本人獨立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學院或其它教育機構的學位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設計（研究）所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。

畢業(yè)設計（論文）作者（簽字）：

年月日

重慶科技學院本科生畢業(yè)論文摘要

摘要

鐵水預處理，煉鋼生產中主要是指鐵水在進入轉爐之前的脫硫處理。廣義的鐵水預處理是指包括對鐵水脫硫、脫硅、脫磷的三脫處理，另外還有特殊鐵水的預處理，如含V鐵水的提V等。

隨著科技的日益進步，市場需求越來越高，對材料的要求也越來越高，同時考慮到高爐的原料情況和提高生產效率，并且為適應轉爐提高質量的要求，在裝料前，普遍對鐵水進行預處理。鐵水預處理包括對鐵水中的硅、錳、磷、硫、氮進行處理。其中，為冶煉低硫鋼種而進行的鐵水預脫硫處理以被廣泛采用。實際操作中采用與硫親和力大的物質作為脫硫劑，如鈣、鎂、稀土金屬以及Na2CO3、CaC2、鎂焦、氮化石灰及生石灰等。

川威集團為了降低鐵水中的硫含量，提高產品質量，提高集團的效益，為企業(yè)增加收益，著力滿足客戶需求，努力建立科學的生產體系。運用企業(yè)資源，以科學的角度改進生產工藝，保證生產效益，以明確的目標加強企業(yè)生產質量。關鍵詞：鐵水預處理脫硫提高質量效益

Ⅰ

重慶科技學院本科生畢業(yè)論文ABSTRACT

ABSTRACT

Hotmetalpretreatment,mainlyreferstotheproductionofsteelinthehotmetaldesulfurizationprocessbeforeenteringtheconverter.Generalizedhotmetalpretreatmentisintendedtoincludethehotmetaldesulfurization,silicon,dephosphorizationofthethreeoffprocess,inadditiontherearespecialhotmetalpretreatment,suchasreferencestoVVcontainingmoltenironandsoon.

Withtechnologicaladvancesmadesincethemarketdemandincreasinglyhigh,thematerialrequirementsarealsoincreasing,takingintoaccountthesituationandtheblastfurnacerawmaterialstoincreaseproductivityandimprovequalitytomeettherequirementsoftheconverter,beforeloading,generallyhotmetalpretreatment.Includingmoltenhotmetalpretreatmentofsilicon,manganese,phosphorus,sulfur,nitrogenandprocessed.Amongthem,thelowsulfursteelsmeltingandhotmetalpre-desulfurizationprocessconductedastobewidelyadopted.Sulfurusedinpracticegreataffinitysubstanceasadesulfurizationagent,suchascalcium,magnesium,rareearthmetalsandNa2CO3,CaC2,magnesiumcoke,limeandquicklimenitride.

ChuanWeiGroupinordertoreducethesulfurcontentinhotmetal,improveproductquality,improveourefficiency,increaserevenuefortheenterprise,effortstomeetcustomerneedsandstrivetoestablishascientificsystemofproduction.Useofcorporateresourcestothescientificpointofviewtoimproveproductionprocesses,toensureproductionefficiency,clearobjectivestoenhanceproductionquality.

Keywords：hotmetal;pretreatment;desulfurization;improvequality;benefit

Ⅱ

重慶科技學院本科生畢業(yè)論文目錄

目錄

摘要......................................................................................................................................ⅠABSTRACT.............................................................................................................................Ⅱ1緒論......................................................................................................................................11.1鐵水預處理介紹..............................................................................................................11.2鐵水預處理的發(fā)展及展望.............................................................................................11.3鐵水預脫硫.....................................................................................................................21.3.1KR法的發(fā)展.............................................................................................................21.3.2KR脫硫工藝在國內的發(fā)展.....................................................................................31.3.3攪拌法脫硫工藝的優(yōu)缺點......................................................................................31.4鐵水預脫硅.....................................................................................................................41.5鐵水預脫磷.....................................................................................................................41.6鐵水預脫釩.....................................................................................................................51.7鐵水預處理的設備..........................................................................................................51.8國內外脫硫劑的研究成果.............................................................................................71.9研究本課題的目的及意義.............................................................................................81.10本課題的任務...............................................................................................................82鐵水脫硫的熱力學................................................................................................................92.1鐵水脫硫預處理的經濟指標.........................................................................................92.1.1脫硫效率(η（s）)........................................................................................................92.1.2脫硫劑效率(Ks).......................................................................................................92.1.3脫硫劑的反應率ηM.................................................................................................92.1.4脫硫分配比Ls................................................................................................102.2脫硫劑的種類...............................................................................................................102.3脫硫劑的反應特點.......................................................................................................102.3.1電石粉CaC2....................................................................................................102.3.2石灰粉脫硫............................................................................................................112.3.3用Mg粉脫硫.........................................................................................................112.4如何選擇脫硫劑...........................................................................................................12

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文目錄

2.5影響鐵水脫硫效果的因素...........................................................................................132.5.1脫硫劑種類.............................................................................................................132.5.2粒度........................................................................................................................132.5.3噴吹氣體流量及噴粉速度....................................................................................132.5.4噴槍的插入方式和插入深度................................................................................133川威集團KR法鐵水預處理現(xiàn)狀闡述..............................................................................153.1原料要求標準................................................................................................................153.1.1鐵水條件.................................................................................................................153.1.2脫硫劑采用CaO.....................................................................................................153.2預處理脫硫操作參數(shù)統(tǒng)計............................................................................................163.3預處理脫硫操作工藝流程............................................................................................163.4對原料條件的狀況分析................................................................................................173.4.1石灰.........................................................................................................................173.4.2瑩石粉.....................................................................................................................183.4.3釩鈦鐵水................................................................................................................193.5預處理脫硫原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計........................................................................................203.6脫硫效率分析................................................................................................................234川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化..............................................................................244.1KR法處理工藝優(yōu)化方案.............................................................................................244.1.1方案一：調渣技術方案........................................................................................244.1.2方案二：高電石型脫硫調渣技術方案................................................................244.1.3方案三：低電石型脫硫調渣技術方案.................................................................254.2試驗條件及應用方法...................................................................................................254.2.1試驗采用的工藝流程。如下圖4.1......................................................................254.2.2脫硫調渣劑制備....................................................................................................254.2.3試驗過程KR脫硫主要工藝參數(shù).........................................................................264.2.4試驗方法................................................................................................................264.3試驗結果及數(shù)據(jù)分析....................................................................................................264.3.1脫硫效果.................................................................................................................264.3.2KR脫硫前后鐵水碳、釩成分變化.......................................................................32

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文目錄

4.3.3脫硫渣..................................................................................................................324.4經濟效益分析...............................................................................................................334.4.1經濟效益計算依據(jù)................................................................................................334.4.2經濟效益計算........................................................................................................334.5本章小結.......................................................................................................................345結論......................................................................................................................................35參考文獻..................................................................................................................................36致謝........................................................................................................................................37

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文1緒論

1緒論

1.1鐵水預處理介紹

鐵水預處理，主要是指在煉鋼生產中鐵水進入轉爐之前進行脫硫、脫硅、脫磷處理，廣義的鐵水預處理包括從鐵水中提取有價金屬，如鐵水提釩、提鈮等[1]。

鐵水預處理主要任務是脫硫、脫磷、脫硅。少量工藝需要脫釩。隨著市場競爭壓力的不斷增加，鋼鐵企業(yè)生產成本不斷增大，尤其是最近幾年鋼鐵產能迅速增加，為了在產能得不斷增加下保持著高效率、高品質、低成本的鋼鐵生產，鐵水預處理技術在競爭環(huán)境惡劣下得到了快速的發(fā)展。

1.2鐵水預處理的發(fā)展及展望

現(xiàn)在對低硫鋼要求特別的苛刻，對鐵水預脫硫處理被絕大多數(shù)的鋼廠廣泛采用。生產過程中企業(yè)都采用與硫親和力較大的物質作為脫硫劑，如鎂、鈣、CaC2、鎂焦、稀土金屬以及生石灰、氮化石灰及Na2CO3等。脫硫方法從噴吹法發(fā)展到了現(xiàn)在大多數(shù)鋼廠用的機械攪拌法主要是為了從提高脫硫劑的效率，流動性和提高爐渣堿度，增加反應界面等反面考慮。

由于現(xiàn)在對材料在性能上的要求越來越高，比如汽車用鋼、石油管線鑰、硅鋼、海上采油平臺用鋼等，以前的生產工藝生產出來的材料根本達不到這些材料需要的性能，那么在這種情況下迫使企業(yè)對工藝的改進，所以鐵水預處理就由然而生，鐵水預處理能提高材料的性能和純潔度，從而滿足特殊材料用鋼，同時鐵水預處理對新品種開發(fā)也起到了助推作用，轉爐冶煉的航空用鋼、高鉻鋼、防腐鋼、焊條鋼、不銹鋼、高碳鋼、無縫鋼管用鋼及鋼軌鋼等都是用鐵水預處理后開發(fā)出來的新鋼種，鐵水預處理使鋼種的種類不斷增多[2]。

我國的鋼產量從之前的1億噸發(fā)展到現(xiàn)在的8.1億噸，在最近幾年我國大約建設了將近八十套預處理裝置，處理能力達到近7000萬噸。鐵水脫硫預處理工藝現(xiàn)在主要的方法是ＫＲ法和噴吹法進行脫硫，處理容器是轉爐鐵水罐,鐵水脫硫預處理的脫硫劑主要為金屬鎂和石灰，脫硫劑既可以單獨用一種粉劑作脫硫劑的，也有以一種粉劑為基礎的復合粉劑作脫硫劑的，比如武鋼一煉鋼，邯鋼三煉鋼等就是單獨一種粉劑作脫硫劑，而包鋼，梅鋼等是復合劑作脫硫劑[3]�，F(xiàn)在有80%以上的鋼廠用的都是鎂基復合劑，所以鎂脫硫發(fā)展得非常迅速。國內大部分引進先進北美、西歐的鎂基復合噴吹技術，烏克蘭的單吹顆粒鎂噴吹技術，日本的ＫＲ法等國外新進的脫硫預處理工藝設備。

我國在國外先進技術的同時并加以改進成為具有自主知識產權的技術也發(fā)揮著作用。如國內開發(fā)的純鎂噴吹技術在行業(yè)內得到廣泛應用(如馬鋼等)。有很多企業(yè)是對舊

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文1緒論

的生產線和落后工藝進行改造和替代。如武鋼一煉鋼201*年以純鎂噴吹替代原有鎂、石灰混合噴吹工藝；太鋼改造原三脫設施。也有在原生產線基礎上的增建。如本鋼201*年引進Danielicorus鎂基復合噴吹技術；武鋼二煉鋼增建1套ＫＲ法脫硫裝置。

上世紀的脫硫方法在市場上占很大比例的是引進改良的ＫＲ法、鎂基復合噴吹法，后面烏克蘭的顆粒鎂噴吹技術進入我國后也發(fā)展得十分迅速。其后，鞍鋼新區(qū)的260ｔ轉爐脫硫車間采用了德國Polysius公司的鎂基復合噴吹技術。

在未來，我國將繼續(xù)在預處理脫硫技術上加以發(fā)展及改進，提高脫硫能力，煉高質量的鋼，努力趕超國際先進水平。

1.3鐵水預脫硫

現(xiàn)代化煉鋼廠鋼廠的重要標志就看鐵水預處理工藝是否先進和效率高，近代國際上先進的鋼鐵廠一般都采用了全量鐵水脫硫，像歐美、日本絕大多數(shù)鋼廠都采用全量鐵水“三脫”(脫P、S、Si)處理[4]。

隨著冶金技術的發(fā)展，鐵水爐外脫硫技術的研究與實踐正風糜全球。在一般情況下，硫是鋼中的有害元素。高爐提高渣的爐溫和堿度能獲得了低硫鐵水，但這樣的話就會使高爐技術經濟指標下降。轉爐由于爐內冶煉過程中熱力學條件的限制，脫硫率一般都不高。因此，為保證鋼的質量，爐外對鐵水進行脫硫預處理就成了必要工序。鐵水爐外脫硫技術從本世紀30年代開始投入應用、經過幾十年蓬勃發(fā)展至今，處理工藝方法也是層出百窮，方法還在不斷的改進中，在國外已趨成熟，在實際生產中已大量的應用在企業(yè)[5]。

鐵水預處理脫硫工藝經過多年的積累和對技術的改進先后發(fā)明的工藝有搖動法，包括瑞典的單向偏心搖動鐵水罐法和日本神戶川崎鐵廠的可逆旋轉式DM搖包法，機械攪拌法有原西德DO(Demag-Ostberg)法、RS(Rheinstahl)法和赫歇法，日本新日鐵的KR(KambaraReactor)法和千葉的NP法，吹氣攪拌法有新日鐵的PDS(底噴)法CLDS(頂噴)法，鐘罩壓入法，主要有美國JanesLaughlin公司的鎂焦法和其它鎂系脫硫法，噴吹法有原西德Thyssen的ATH(斜插噴槍)法和新日鐵的TDS(頂噴)法，爐前鐵水溝連續(xù)脫硫法，噴粉法，由德國博克默維賴因工廠的波爾等人研制，主要是向鐵水噴粉脫硫法，噴粉脫硫法應用于魚雷罐車。

機械攪拌法脫硫主要有KR法、RS法和DO法。在這幾種方法中在實際生產當中運用的最多的還是KR法，下面重要介紹下KR法。

[4]

1.3.1KR法的發(fā)展

鐵水預處理逐漸已成為現(xiàn)代化的主要煉鋼生產工藝，現(xiàn)在用戶對鋼材質量要求越來越苛刻，一般要求鋼中的硫含量控制在0.015％以下，有的甚至要求達到“雙零”的超低硫水平，考慮到減輕轉爐的冶煉任務和減少轉爐原料的消耗，使各冶煉設備發(fā)揮各自

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文1緒論

的作用，因此近年來國內新建轉爐鋼廠都配備了鐵水脫硫裝置，老廠也經過改造配備了脫硫裝置[7]。KR法作為一種主流脫硫工藝，在國內許多鋼廠得到了廣泛應用。

1.3.2KR脫硫工藝在國內的發(fā)展

KR攪拌法是日本新日鋼鐵廠于1965年用于工業(yè)生產的鐵水爐外脫硫技術，早在1976年武鋼二煉鋼就從日本新日鐵引進了國內第一臺攪拌脫硫裝置，單罐處理能力為7080t，處理周期約85min，采用CaC2基作為脫硫劑，由于當時該套裝置的消耗指標及運行成本均比較高，處理周期也長，所以這套裝置并沒有在國內得到推廣。攪拌法脫硫工藝隨著時間的推移經過近二十年的發(fā)展，已形成為一種成熟穩(wěn)定的脫硫工藝，在消耗指標、運行成本、處理周期上都大大的降低了。

在201*年武鋼二煉鋼對第一套攪拌法脫硫工藝進行消化改進，聯(lián)合原武漢鋼鐵研究設計總院自主設計和建造了第二套攪拌脫硫裝置。201*年寶鋼集團一鋼公司從日本川崎重工引進兩套150t攪拌脫硫裝置，201*年原武漢鋼鐵研究設計總院又在昆鋼建造了兩套55t的攪拌脫硫裝置，201*年原上海冶金設計研究院在寶鋼集團上鋼三廠建造了兩套40t的攪拌脫硫裝置[7]。武鋼在201*年新二煉鋼新建兩套200t、馬鋼四煉鋼新建兩套300t攪拌脫硫裝置。韶鋼新一鋼工程在建兩套130t攪拌脫硫裝置，這樣在國內已形成了300t、200t、150t、130t、80t、55t、40t大、中、小系列的攪拌脫硫。

攪拌法脫硫工藝的原理就是將用耐火材料燒鑄烘烤而成的十字形攪拌頭，插人到鐵水罐中進行旋轉，使鐵水形成運動的漩渦，然后將脫硫劑通過振動給料加入到旋轉的鐵水中。脫硫劑被漩渦卷入鐵水中，在攪拌過程中與鐵水中的硫充分接觸反應，從而達到脫硫的效果。影響脫硫速度的因素主要有脫硫劑種類和動力學條件�，F(xiàn)在的攪拌法脫硫工藝大多數(shù)是用石灰作為脫硫劑，再配入少許螢石、鋁渣作為助熔劑。當鐵水中的硅含量在0.05％以上時，脫硫反應為：

2CaOfs+[s]+1／2[si]=(ca2s)(B)+1／2(Ca2SiO4)(1.1)當鐵水中的硅含量很低時，脫硫反應為：

CaO+[S]+[S]=(Ca2S)+(CO)(1.2)反應生成的CO氣體對鐵水起到攪拌作用，更加快了脫硫反應的進行。因為高爐鐵水中的硅含量一般均大于0．05％，因此脫硫反應均為(1.1)式。在反應式(1.1)中生成的Ca2SiO4層將石灰顆粒包住，此層質地緊密，且熔點高，阻礙了鐵水中的硫透過它向深部擴散，使脫硫速度變緩，且生成的致密層包住新加入的石灰，增加了石灰的消耗，因此向脫硫劑中配入螢石等助熔劑，生成低熔點物質，從而使鐵水中的硫進一步與石灰反應，能提高脫硫效率約20％。部分鋼廠向鐵水中加入鋁渣，從而降低氧勢，達到提高脫硫效率。

1.3.3攪拌法脫硫工藝的優(yōu)缺點

1.3.3.1攪拌法脫硫工藝的優(yōu)點

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①脫硫效率高而穩(wěn)定

KR法脫硫工藝脫硫效率高且穩(wěn)定，并且回硫少，動力學條件及重現(xiàn)性都非常的良好。國內某廠，采用KR攪拌法一個班處理了8爐鐵水，7爐達到0.001％，1爐為0.002％，采用石灰加鎂粉的噴吹法則達不到這個水平，且還會產生回硫[7]。

②脫硫劑

采用脫硫劑是石灰基脫硫劑，運輸與儲存都不需特殊裝置和措施，鎂基噴吹法脫硫工藝所用鎂粉需鈍化處理，且運輸和儲存需有防護措施[7]。

③運行成本

預處理的主要運行成本為脫硫劑和耐材。攪拌法的攪拌裝置的攪拌頭經過多年的改進，壽命已經大大提高，目前通常大于250爐，有的壽命高達500多爐，而噴吹法的噴槍壽命通常在60多爐；攪拌裝置采用石灰基的脫硫劑，來源廣泛，價格低廉，而鎂基脫硫劑價格很高，且受市場的波動影響較大，通過對國內某廠生產數(shù)據(jù)的分析，在鐵水終點硫≤0.005％時，攪拌法比噴吹法運行成本低，而當鐵水終點硫>0.005％，噴吹法比攪拌法運行成本低[7]。

1.3.3.2攪拌法脫硫工藝的缺點①設備較大，占用面積較多。②一次性投資較大。③鐵水的溫降較大。④鐵損較大。⑤處理周期較長。

1.4鐵水預脫硅

鐵水預處理“三脫”中的硅是一個比較穩(wěn)定的物質，在鐵水中硅含量過高或過低都會對鐵水帶來影響，并將損害煉鋼技術經濟指標，從而增加生產成本。所以，為了提高鋼材的質量，世界各國都在預處理過程中增加了脫硅工序。脫去鐵水中的硅能減少轉爐冶煉的渣量、提高煉鋼技術經濟指標。轉爐需要較低量的硅含量，那么就需要在轉爐冶煉前對鐵水中的硅進行處理。當鐵水中的硅含量在1.15%時脫硫劑首先與硅起作用，就會影響脫硫，脫硅就去處脫硫的影響。所以脫硅不僅是對減少渣量有關，而且對脫硫脫磷也有聯(lián)系，為進一步提高鋼材質量打好基礎。經過近十年的發(fā)展，脫硅也逐漸成為了鐵水預處理的必要環(huán)節(jié)了，為提高鐵水純度提供很大幫助。

1.5鐵水預脫磷

磷是鋼中的有害元素,在晶界容易產生偏析,引起鋼的低溫脆性和回火脆性。高級優(yōu)質鋼對鋼中磷含量的要求很嚴格,低溫用鋼、抗氫致裂紋鋼、海洋用鋼都要求[P]小于

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文1緒論

0.01%或0.005%，鐵水預處理脫磷具有低溫的有利條件,常用的鐵水脫磷劑要求要有高堿度、高氧化性，采用鐵水預處理脫磷,既減輕了轉爐脫硅、脫磷任務,實現(xiàn)少渣或無渣煉鋼,改善了轉爐煉鋼的技術經濟指標,又為冶煉低磷優(yōu)質鋼、實現(xiàn)全連鑄、連鑄連軋?zhí)峁┙洕�的技術保障，鐵水預脫磷處理分為還原脫磷和氧化脫磷,目前,各鋼廠普遍采用氧化脫磷工藝[8]。脫磷方法根據(jù)脫磷劑不同分為鐵水罐法、SARP法、轉爐法、ORP法和NRP法等。

1.6鐵水預脫釩

提釩過程是鐵水中的鐵、釩、碳、硅、錳、鈦、磷、硫等元素的氧化反應過程。主要方法就是向轉爐噴吹氧氣把釩氧化為高價的釩氧化合物，從而制取釩渣的物理化學過程。

1.7鐵水預處理的設備

鐵水預處理過程是從高爐出鐵水到轉爐煉鋼中間這個過程，主要設備由鐵水罐車、電動渣罐車、扒渣機、攪拌系統(tǒng)升降小車、定位夾緊裝置、升降導軌及框架、升降小車卷揚裝置、攪拌頭、除塵煙罩提升裝置、液壓驅動裝置、脫硫劑輸送裝置、測溫取樣裝置以及電氣自動化控制設備等，設備的先進與否直接影響到鐵水預處理的效果。

扒渣在鐵水預處理中是一個重要的環(huán)節(jié)，它為轉爐煉鋼去處鐵渣，使煉鋼在少渣的環(huán)境中運行，冶煉高質量的鋼材，同時對轉爐起保護作用。

扒渣是除去鐵水預處理后在鐵水表面產生的高硫渣,是控制入爐鐵水含硫量的關鍵環(huán)節(jié)，經過多年的生產實踐，扒渣設備也是迅速的發(fā)展著，下面重要介紹扒渣設備。

1)氣動扒渣機

全氣動小車走行式扒渣機的動力源是利用壓縮空氣來完成,在扒渣小車上按裝著上下擺動的扒渣臂裝置、扒渣板位置微調裝置、扒渣臂夾緊裝置和扒渣臂旋轉裝置，扒渣機行走、回轉、扒渣等所有動作的完成都通過氣缸氣體的運動，該扒渣機是從日本引進的KR法鐵水脫硫裝置的扒渣機，再結合我國國情進行改進，是國內使用較早的鐵水罐除渣設備[9]。平面圖見圖1.1。

圖1.1氣動扒渣機

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文1緒論

氣動扒渣機具有結構簡單、造價低、重量輕等優(yōu)點。氣動扒渣機的氣體工作介質采用氮氣,氮氣的可壓縮性較強,扒渣時不好控制，且操作不平穩(wěn),扒渣時耙頭下砸力大,使得渣鐵不易分離,從而造成扒渣時間比較長、扒渣還不那么徹底,且鐵損大等缺點[9]。

2)液壓扒渣機

通過對氣動扒渣機缺點的研究,消化引進國外液壓扒渣機技術的基礎上，自主設計制造了液壓扒渣機,主要有液壓小車行走式扒渣機形式與氣動小車行走扒渣機兩種形式,所有的動作主要靠液壓驅動，設備主要部分由液壓站、扒渣臂上下擺動裝置、小車行走裝置、扒渣板初始位置微調裝置、電氣控制系統(tǒng)、扒渣機左右擺動裝置等組成，液壓小車行走式扒渣機行走系統(tǒng)采用液壓馬達驅動,通過比例閥控制油缸來完成扒渣、左右旋轉、初始位置調整等動作，液壓扒渣機具有結構形式牢固,工作穩(wěn)定且操作性好、扒渣力度大等優(yōu)點,但缺點是設備占地面積大,液壓設備要求高[9]。結構見圖1.2。

圖1.2液壓扒渣機

3)小車式三抓扒渣機

山東煙臺盛達利公司為了降低鐵損和提高清渣效率開發(fā)了一種扒渣方法，就是小車式三抓扒渣機，其特點是具有三個能打開和合攏的扒渣抓板,操縱渣耙在合攏狀態(tài)下進

圖1.3小車式三抓扒渣機

入鐵水液面一定深度扒渣,然后再使兩個活動渣耙向兩邊打開,聚攏渣子后將其扒出，具體操作方法是:首先將回轉式撈渣機的渣耙浸入鐵水包中渣聚集較多的位置，然后操縱兩渣耙打開呈一條直線,向包口水平運動,運動中操縱兩渣耙逐漸合攏聚渣,最后將渣從

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文1緒論

包口扒出,或者利用扒渣機的升降功能將渣夾住后撈出[9]。此扒渣機的特點是既可以扒渣也可以用于撈渣。其結構如圖1.3所示。

1.8國內外脫硫劑的研究成果

脫硫劑經過幾十年的研究發(fā)展，種類變得越來越多，如今國外多數(shù)工業(yè)上使用的脫硫劑主要有：蘇打(Na2CO3)、電石(CaC2)、石灰(CaO)、金屬鎂以及以它們?yōu)榛�礎的復合脫硫劑。

我國攀鋼采用CaC250%～55%+CaO30%～45%+CaF24%～10%+焦炭1%～5%，原始硫0.078%左右，脫硫率大于70%。

德國發(fā)明的鈣鎂混合脫硫法由CaC266%～86%+干煤粉(揮發(fā)份不小于15%)+細鎂粉10%～30%組成，由鎂粉和電石組成使脫硫效果大大的增加�，F(xiàn)在CaC2、Mg作為復合脫硫劑的基本組成，應用相當廣泛。當然CaC2和Mg粉可單獨順序使用,也可混合使用。

美國LTV公司在[S]不小于0.045%和[S]不大于0.007%時采用CaC2，在其間采用Mg粉。北美地區(qū)鎂基脫硫劑基本上采用Mg+CaC2(或CaO),其中Mg為10%～90%。噴入方法有聯(lián)合順序噴入和混合噴入。聯(lián)合順序噴入一般有二支噴槍,最多三支噴槍,每支噴槍噴入一種脫硫劑。如一支噴(CaC2+CaO)作為載劑,一支噴Mg，載劑：鎂為3∶1或4∶1。脫硫劑用量0.686kg/t、噴吹時間3.4min,原始[S]為0.030%時,可將硫脫至0.015%。脫硫劑用量1.267kg/t,噴吹時間6.3min,可將硫脫至0.005%。

土耳其伊茲密爾鋼鐵廠用的脫硫劑組成為Mg48%～52%+MgO1%+Al30%～40%+SiO25%～10%，脫硫劑粒度0.2～1.0mm，脫硫劑用量0.427kg/t，噴吹時間6～8min。

我國主要是對CaO基脫硫劑進行研究，主要研究它的石灰活性和添加劑。東北大學與鞍鋼第三煉鋼廠對活性度的聯(lián)合研究下，發(fā)現(xiàn)活性石灰的脫硫率一般不小于90%，而普通石灰脫硫率小于70%,而且隨著活性石灰用量的增加脫硫率也會隨著增加,用量從6kg/t增至10.5kg/t，脫硫率從81%增至92%～97%。寶鋼與東北大學對粗晶粒的石灰石在加食鹽下煅燒制得的石灰對脫硫的影響進行了實驗，不加食鹽煅燒的石灰活性度比沒有加食鹽的高,而且脫硫率平均提高24.02%。經研究認為:加食鹽煅燒后的活性石灰中CaO(n)結構數(shù)量增加，石灰顆粒的缺陷多，比表面積大,鋼鐵研究總院對脫硫劑的添加物進行了深入研究，除CaF2外對添加CaCO3、天然堿、CaCl2進行了對比,在脫硫劑用量1%的情況下，吹煉8min，加CaCl2的為63%，加天然堿的脫硫率最高(73%),加CaCO3的為44%[10]。用量為1.5%時,加天然堿的脫硫率為87%。天然堿的主要成份為Na2CO382%、Na2SO45%、SiO23.2%。之所以加入天然堿后脫硫率較高，是由于Na2CO3脫硫能力比CaO、CaCl2和CaCO3都要高。

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文1緒論

1.9研究本課題的目的及意義

研究鐵水預處理主要目的是為了降低鐵水中的有害元素(硫、硅和磷)含量，為轉爐煉鋼提供較純的鐵水，最終生產出合格的高質量的鋼材。

如今，中國的鋼鐵產量和生產能力持續(xù)遞增，而隨著煉鋼技術的發(fā)展和國內外的激烈競爭，對鋼材的質量和生產的技術都提出了很高的要求。

開展鐵水預處理研究的意義是增加優(yōu)質鋼材產量、提高鋼材質量、提高企業(yè)經濟效益、促使企業(yè)發(fā)展，這是當下我國冶金行業(yè)在高產能的情況下面臨的亟需解決的問題。傳統(tǒng)的高爐煉鐵轉爐煉鋼工藝很難滿足鋼中P、S含量達到“雙零”的要求。鐵水預處理包括三脫：脫硫、脫磷、脫硅。鐵水預處理脫磷的主要目的是為了冶煉低磷鋼和超低碳鋼，以用于一些特殊場合。研究表明，進行預處理脫磷必然先脫硅，碳也會有一定程度的降低。預處理雖然會造成熱量一定程度的減少，但由可以使轉爐煉鋼只有較少的渣，轉爐就避免了用于化渣的熱量，兩者幾乎可以相抵消,在日本、美國、西歐一些鋼鐵工業(yè)比較發(fā)達的國家的鐵水預處理技術發(fā)展非�？�，鐵水預處理量基本上在70%~80%以上，有的企業(yè)已達100％[10]。

1.10本課題的任務

為提高川威KR法鐵水預處理脫硫的效果，降低脫硫劑的消耗，在現(xiàn)有工藝條件下，研究脫硫劑各組分對脫硫效率和綜合成本的影響。根據(jù)川威集團的鐵水主要為釩鈦鐵水的實際情況，并結合現(xiàn)場的操作條件，通過調整脫硫劑成分，進行現(xiàn)場試驗，得到優(yōu)化的鐵水脫硫方案。

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文2鐵水脫硫的熱力學

2鐵水脫硫的熱力學

2.1鐵水脫硫預處理的經濟指標

2.1.1脫硫效率(η（s）)

η（s）=（[s]前-[s]后）/[s]前×100%（2.1）式中：[s]前預處理前鐵水含硫量，％[s]后預處理后鐵水成品含硫量，％

通過公式脫硫效率反映出脫硫工藝對鐵水脫硫的直接影響，在工藝操作中起著很重要的作用，ηs值越大，說明脫硫效果就越好，ηs值的大小與原始含硫量有關系，如脫硫前原始硫很高，那么ηs值較大，所以不能說明成品硫就很低。但公式中沒有脫硫劑的使用量，所以該公式不能反映出脫硫劑的脫硫效果。

2.1.2脫硫劑效率(Ks)

Ks=d[s]／dw（2.2）式中：w脫硫劑的消耗量，kg/t鐵

假設在脫硫反應過程中，脫硫劑的效率不變，則：Ks=[S]前-[S]后／W（2.3）脫硫劑效率Ks的意義是單位脫硫劑的脫硫量，雖然不能準確地表述出脫硫劑的脫硫能力的大小，但在實際生產操作中有著實際意義。在掌握脫硫數(shù)據(jù)的情況下，就可以按照要求加入所需要的脫硫劑的數(shù)量。

2.1.3脫硫劑的反應率ηM

鐵水中加入的脫硫劑，并不是所有的脫硫劑都參與了脫硫反應并起到了脫硫作用，為了便于比較脫硫工藝中脫硫劑參與脫硫反應的程度，可用脫硫劑的理論消耗量和實際消耗量的比值來表示脫硫劑的反應率

ηM=QT／QP×100%（2.4）

式中：QT脫硫劑的理論消耗量，kg/t鐵QP脫硫劑的實際消耗量，kg/t鐵例如：用電石粉的脫硫劑的反應率CaC2+[S]=CaS+2C

ηCaC2=1000×[S]前－[S]后×64/32／QCaC2×KCaC2（2.5）式中：64CaC2的分子量32S的分子量

QCaC2電石粉的單耗，kg/t鐵KCaC2電石粉中CaC2的含量，％

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文2鐵水脫硫的熱力學

2.1.4脫硫分配比Ls

脫硫的產物必須進入渣中，從而使鋼中的硫減少，其反應式簡化為：[S]=S。爐渣的脫硫能力，通常用硫在渣鐵中的分配比式中：

Ls硫在渣鐵中分配比(S)渣中硫的含量，％[S]鐵中硫的含量，％

Ls值的大小說名了爐渣脫硫能力的強弱，越大則脫硫能力越強，一般而言，像高爐渣由于FeO低，Ls可達100，電爐還原期Ls可達30～50，而轉爐渣僅為5～10。

（2.6）

的大小來表示，Ls=（S）/[S]

2.2脫硫劑的種類

實際生產中，鐵水預脫硫常用的脫硫劑有4種：石灰粉系、碳化鈣系、鈍化鎂系、蘇打粉系。脫硫劑是決定脫硫率和脫硫成本的主要因素。選擇脫硫劑主要需要考慮成本、脫硫效率、環(huán)境保護、資源、脫硫產物形態(tài)、對罐體耐火材料的侵蝕和安全等眾多因素。這4種脫硫劑特點的對比見表2.1。

表2.1鐵水預脫硫熔劑的比較

脫硫劑石灰粉系優(yōu)點價格便宜,脫硫對罐體耐材侵蝕少,扒渣容易碳化鈣系脫硫效率高，渣量少，溫降小易于防止回硫易受潮，易產生爆炸，對運輸，貯存和使用要求高,高溫時，脫硫效率低，要求噴入鐵水的深度大，價格高鈍化鎂系脫硫能力強，耗量少渣量少，鐵損低溫降小蘇打系價格便宜渣很稀，扒渣困難脫硫效率低，溫差大，污染環(huán)境缺點脫硫效率低,溫降大，鐵損大易受潮失效從表2.1可看出，使用一種脫硫劑，都達不到完全滿意的效果。隨著工業(yè)鐵水預脫硫技術的發(fā)展，現(xiàn)在企業(yè)主要傾向于CaO-Mg基熔劑和CaC2-Mg基熔劑兩種脫硫劑方案。

2.3脫硫劑的反應特點

2.3.1電石粉CaC2

碳化鈣脫硫反應為CaC2+[S]=CaS+2C

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ΔG°=-359245+109.5tj/mol用CaC2脫硫有如下特點：

①在高碳鐵水中，CaC2分解出的Ca離子與鐵水中的硫有極強的親和力。因此CaC2

有很強的脫硫能力故用量少，渣量也較少。

②用CaC2脫硫反應是一個放熱反應，有利于減少鐵水溫度降低。

③用電石粉脫硫形成電石粉，同時還有少量的C2H2產生，會對環(huán)境產生污染，所以必須得有除塵設備。

④該反應的脫硫產物為CaS，其熔點2450℃，熔點高，因此脫硫后，在鐵水面上形成的是疏松的固體渣，能有效的防止回硫，且對混鐵車內襯浸蝕較輕，扒渣作業(yè)方便。

⑤電石粉易吸潮，吸潮時產生如下反應:CaC2+H2O=CaO+C2H2CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2

這個反應會大大降低電石的脫硫能力，而且放出的C2H2是屬易爆氣體，不便于運輸和儲存。

2.3.2石灰粉脫硫

石灰脫硫的反應式為：

CaOs+[S]+[C]=CaSS+COgΔG°=86670-68.69Tj/molCaOs+[S]+1/2[Si]=CaSS+1/2Ca2SiO4sΔG°=-251930+83.36Tj/mol用CaO脫硫有如下特點：

①在一定含硅量和高C的鐵水中，脫硫能力較強，在1350℃時，用CaO脫硫，反應達平衡時，鐵水中硫含量可達3.7×10-5，比CaC2的脫硫能力要弱得多。

②石灰粉資源廣、價格低、易加工，使用安全。

③脫硫渣為固體渣，扒渣方便，對混鐵車、鐵水缶侵蝕較小，但用量比較大，形成的渣量也大，鐵損也較高，鐵水溫降也較大。

④在實際中，由于石灰粉的流動性差、在料罐中也可能會堵料、在輸送中也易堵塞，而且石灰容易吸潮，吸潮后其流動性基本不行，吸潮后會生成物為CaOH2，不僅影響了脫硫效果，而且還會污染環(huán)境，因此，石灰必須在干燥的條件下進行加工運輸和貯存，通常也采用氮氣密封和輸送[11]。

2.3.3用Mg粉脫硫

用Mg粉脫硫，其反應式為：

Mgg+[S]=MgSsΔG=-427367+180.67Tj/mol鎂粉脫硫有如下特點：

①Mg的沸點為ll07℃，Mg加入鐵水后，變成Mg蒸氣，形成氣泡，使Mg的脫硫反

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文2鐵水脫硫的熱力學

應在氣液相界面上進行，另外由于金屬Mg變成Mg蒸氣．使得反應區(qū)附近的流體攪拌良好，大大增強Mg的脫硫效果[12]。

②Mg有很強的鐵水脫硫能力，1350℃時，用Mg粉脫硫，反應的平衡常數(shù)為3.17×105，反應達到平衡時，鐵水中含硫量可達l.6×10-7，大大高于Ca0的脫硫能力[12]。

③Mg能溶解一部在鐵水中，鐵水經過Mg溶解飽和后能有效的防止回硫，飽和的Mg在鐵水處理后的運送過程中仍能對鐵水起到脫硫作用。

④Mg的價格雖然昂貴，但只要Mg混合脫硫劑配比合適，使用量就會減少少，而且鐵水溫降小，渣量少，鐵損也少等優(yōu)點，綜合起來成本也不一定高，而且用量少，處理周期也短，對于高節(jié)奏的轉爐來說是有利的，所以Mg基復合脫硫劑已被越來越多的企業(yè)采用[12]。

⑤當Mg進入鐵水后就會發(fā)生氣化，并且反應非常劇烈，所以一般都不使用純Mg，而與其他材料混合一起組成復合脫硫劑噴入，現(xiàn)在大多數(shù)與Ca0一起混合后組成混合脫硫劑。

除鎂的其他脫硫劑，像石灰石（CaCO3）脫硫效果差而且鐵水溫降太大，蘇打（Na2CO3）脫硫效果好，但是資源短缺，而且脫硫產物呈液態(tài)對罐襯侵蝕比較嚴重，降溫也很大，因此這些脫硫劑在鐵水脫硫生產中采用較少。

2.4如何選擇脫硫劑

過去普遍采用鈣系脫硫劑，即CaO+CaF2+C或CaO+CaC2+CaF2。當鎂進入鐵水后在高溫下就會發(fā)生汽化并與鐵水中的硫發(fā)生化學反應，反應產生氣體對鐵水形成攪拌，加強鐵水的流動性，使脫硫反應的動力學條件比其他單純固液兩相反應條件要好，另一方面從熱力學角度看，鎂和硫在鐵水中的溶度積隨溫度下降而下降，所以處理后鐵水在運送過程中還可以對鐵水進行二次脫硫，防止鐵水回硫[12]。在對鎂劑的研究過程中，有些研究者就將鎂制成鎂鋁、鎂焦、鎂白云石等固體塊狀物加入鐵水中，然后隨著發(fā)展近些年來又出現(xiàn)了喂絲法，脫硫效果都取得了很好的成效，但還是由于鎂的價格比較昂貴，所以沒能得到大規(guī)模的廣泛應用。

鐵水預處理噴吹法如今有鈣系脫硫劑工藝、純鎂粒脫硫劑工藝和復合鎂脫硫劑工藝三種工藝，鈣系要達到進一步的脫硫也要靠大量的原料來實現(xiàn)，同時就會產生大量的爐渣，處理周期的會很長并且鐵水的溫度損失會很大，尤其對鐵水的損失最大，長的處理周期和過高的處理成本使鈣系脫硫劑在鐵水深脫硫領域基本被淘汰。雖然復合鎂脫硫劑相對于純鎂粒脫硫劑相比又遜一籌，純鎂粒的物質全是鎂，脫硫效果更強，對鐵水反應更劇烈，在工藝使用量上消耗最少，產生的渣量和煙氣量也最小，載氣耗量最小，處理周期最短，不產生毒害物質，鐵水溫降最小，金屬損失亦最少，操作更簡便，脫硫深度是其他方法所不及的，不論“深脫硫”或“淺脫硫”其綜合成本都是最低的[12]。

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文2鐵水脫硫的熱力學

選擇好的脫硫劑是預處理脫硫的關鍵，所以選擇脫硫劑不僅要考慮脫硫劑的脫硫效率，同時還要考慮到脫硫劑的原料來源，價格，運輸存儲，對環(huán)境的危害，是否產生大量的渣，對鐵水是否有影響等因素。脫硫劑的選擇就直接影響到鐵水脫硫效果和經濟效益。

2.5影響鐵水脫硫效果的因素

2.5.1脫硫劑種類

CaC2的脫硫效果明顯優(yōu)于Ca0基脫硫劑，其對比試驗見下表：

表2.2CaC2和Ca0脫硫效果比較

脫硫(％)脫硫劑原始SCa0基粉劑0.019CaC2粉劑0.022處理后0.0050.006脫硫率76.4575.3處理時間(min)20.915.1溫降(0C)3725脫硫劑量(kg／t鐵)10.84.3噴吹速度(kg／min)15080可見，CaC2的脫硫能力比Ca0基強，而且溫降也小，處理時間也縮短，因此，如果要求鐵水硫要重慶科技學院本科生畢業(yè)論文2鐵水脫硫的熱力學

脫硫效率，對設備也有好處，同時能為轉爐提供低硫少渣的鐵水。

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3川威集團KR法鐵水預處理現(xiàn)狀闡述

KR法脫硫工藝是以一個外襯耐火材料的攪拌器侵入鐵水罐內，進行旋轉攪動鐵水，使鐵水產生漩渦，同時加入脫硫劑（CaO+CaF2）使其卷入鐵水內部進行充分反應，從而達到鐵水脫硫的目的。反應式為：(CaO)+[S]=(CaS)+[O]

3.1原料要求標準

3.1.1鐵水條件

鐵水溫度：T≥1200℃鐵水硫含量：[S]≤0.140%渣層厚度：δ＜50mm

處理鐵水量：Q=73-76噸/罐次

3.1.2脫硫劑采用CaO

3.1.2.1重量配比活性石灰：90%;瑩石粉：10%

石灰要求條件：CaO≥80%，SiO2≤5%,S≤0.030%,活性度≥300ml，H2O≤0.1%瑩石要求條件：CaF2≥80%,(原料緊張時可適當放寬，最低不低于60%，SiO2≤2.8%，S≤0.050%，粒度0.1~2.0mm,H2O≤0.5%

3.1.2.2粒度要求，如下表3.1：

表3.1脫硫劑粒度要求

規(guī)格比例>1mm重慶科技學院本科生畢業(yè)論文3川威集團KR法鐵水預處理現(xiàn)狀闡述

61~70≤40≤20≤1071~80≤40≤20≤1081~90≤40≤20≤1091~100≤40≤20≤10101~110≤40≤20≤10＞110≤40≤20≤103.5~4.56.0~8.07.5~9.04.5~7.57.5~9.09.0~10.55.5~7.09.0~10.510.0~12.56.5~8.010.5~11.512.5~13.58.0~9.511.5~12.512.5~14.5≥9.513.0~14.514.5~16.5注：（1）視脫硫劑理化指標上升、下降，可將前[S]減少或提高0.02%。(2)前[S]≤0.045%時，可將前[S]提高0.005~0.010%。

（3）根據(jù)攪拌頭狀況、鐵水帶渣量的多少，脫硫劑加入量可適當調整。（4）特殊情況（如：設備故障、生產節(jié)奏緊、前硫未及時分出來）脫硫劑加入量可按照上限含量進行處理

3.2預處理脫硫操作參數(shù)統(tǒng)計

預處理脫硫操作參數(shù)，詳見下表3.3：

表3.3KR脫硫主要參數(shù)

鐵水量（t）扒前渣時間(min)60~80

3~8扒后渣時間(min)7~10脫硫前溫度℃1200~1300攪拌時間(min)6~9旋轉速度r/min100~1403.3預處理脫硫操作工藝流程

川威集團KR脫硫工藝主要設備包括：80t脫硫鐵水罐車、電動渣罐車、扒渣機、攪拌系統(tǒng)升降小車、升降導軌及框架、定位夾緊裝置、升降小車卷揚裝置、除塵煙罩提

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升裝置、脫硫劑輸送裝置、液壓驅動裝置、測溫取樣裝置、攪拌頭以及電氣自動化控制設備等。

KR法工藝流程圖，詳見下圖3.1：高爐鐵水

轉爐取后樣測后硫扒后渣加脫硫劑攪拌圖3.1KR法工藝流程圖

專用混鐵爐脫硫專用罐取前樣扒前渣3.4對原料條件的狀況分析

3.4.1石灰

以下是石灰的質量統(tǒng)計情況，如圖3.2~3.4。

數(shù)量百分數(shù)/%504540353025201*105060-6565-7070-7575-8080-8585以上圖3.2CaO統(tǒng)計分布圖圖3.3SiO2含量范圍統(tǒng)計分布圖重慶科技學院本科生畢業(yè)論文3川威集團KR法鐵水預處理現(xiàn)狀闡述

數(shù)量百分數(shù)/%201*16141210864200.40-0.700.70-0.800.80-0.900.90-1.001.00-1.101.10-1.201.20-1.301.30-1.401.40以上圖3.4MgO含量范圍統(tǒng)計分布圖從上圖中不完全統(tǒng)計結果可以看出，石灰中的CaO含量在61.94%~90.84%，平均71.88%；SiO2含量在3.18%~7.41%，平均5.23%；MgO含量在0.41%~1.43%，平均含量0.94%；參照冶金石灰的理化標準YB/T042-201*，四級以上石灰的比例僅占5.5%，大部分達不到四級石灰，同石灰要求條件相比較差8.12個點，可見石灰質量較差；SiO2也達不到四級石灰的要求。3.4.2瑩石粉以下是螢石粉的質量統(tǒng)計情況，如圖3.5~3.6。重慶科技學院本科生畢業(yè)論文3川威集團KR法鐵水預處理現(xiàn)狀闡述

圖3.5CaF2含量范圍統(tǒng)計分布圖

圖3.6水含量范圍統(tǒng)計分布圖

從上圖中不完全統(tǒng)計結果可以看出，螢石粉中的CaF2含量在66.95%~88.82%，平均含量在78.58%；水的含量在0.1%~1.41%之間，平均含量0.52%；參照瑩石塊礦的理化標準指標GB8216-87，五級以上螢石粉的比例僅占54%，同螢石粉要求條件相比差1.42個點，可見基本達到要求。水含量平均為0.52%偏高，0.5~1.0的范圍占了40%，導致石灰的配料中容易吸潮，吸潮的石灰粉輸送起來困難，有時會發(fā)生堵塞噴槍，影響生產效果并容易帶來嚴重事故。

3.4.3釩鈦鐵水

以下是釩鈦鐵水的質量統(tǒng)計情況，圖3.7所示。

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圖3.7S含量范圍統(tǒng)計分布圖

從上圖不完全統(tǒng)計可以看出，釩鈦鐵水中的S含量在0.035%以下的沒有，S含量在0.100~0.120%之間占27.5%，S含量在0.120~0.140%占13.5%，而超過0.140%的占7.5%，由此可見鐵水含S量較高，對爐外脫硫帶來一定難度。

3.5預處理脫硫原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計

以下是預處理脫硫原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計情況，如表3.4~3.5所示。

表3.4采用瑩石粉+石灰工藝脫硫后渣分析結果

編號129511295212953129541973719738197391974019741197421974319744197451974619747197481974919750197561975719758198001980819810

CaO55.4161.6950.756.7558.2151.5955.6359.6760.1256.9858.3247.3354.9659.8948.2355.6350.0251.3753.6152.9455.0746.8857.249.8SiO214.8212.0512.7513.9312.6214.3113.513.3914.9216.1115.7813.2914.9812.9912.5413.4714.2316.0212.9913.3913.112.6215.711.68TFe10.258.316.3511.6511.49.811.99.67.59.47.822.9511.38.719.515.91317.717.314.712.720.089.520.520

MgO1.921.771.932.261.532.261.772.742.12.12.421.772.422.421.531.612.741.291.771.932.51.932.262.02MnO0.4210.2680.1240.1750.3810.2060.0930.180.1440.1240.2170.1650.0820.2270.1030.1750.2270.680.1390.1960.2060.3810.330.16MFe4.833.810．057.057.155.67.15.284.155.34.217.86.95.4514.7511.48.513.311.49.9813.55.814.5FeO5.024.828.15.795.215.46.185.044.184.54.126.564.894.056.115.667.596.185.667.596.185.668.464.重慶科技學院本科生畢業(yè)論文3川威集團KR法鐵水預處理現(xiàn)狀闡述1981119812198151981719818196741967519676196771967819679196801973419735averminmax50.9248.1252.0453.3946.7755.8658.155.1847.3351.8243.2960.7958.2140.1553.3940.1560.7918.0412.5419.0013.2313.1014.6313.2911.8621.4515.0913.2311.6512.7211.1714.0411.1721.455.9521.28.0515.9227.7210.813.514.611.519.18.110.6530.913.655.9530.92.92.12.422.11.692.422.421.931.933.462.742.422.181.772.161.293.460.1960.2580.2270.160.1960.2580.2270.2680.2270.2060.3920.2060.1750.1860.220.0820.3922.8515.23.91216.15.25.37.810.057.9514.454.255.825.58.992.8525.57.087.725.344.57.593.256.436.695.724.445.984.576.246.435.723.256.69表3.4采用螢石粉+石灰工藝脫硫后渣分析結果（續(xù)）

編號129511295212953129541973719738197391974019741197421974319744197451974619747

V2O50.4610.1770.4250.1260.1720.3340.3640.1420.1320.3040.2080.3490.2330.1220.435P0.0450.080.060.0530.0690.0610.0540.0430.0530.0740.040.0620.0590.0420.056S4.226.084.866.346.153.725.245.835.225.385.023.295.334.334.05TiO25.193.946.693.554.566.365.494.094.844.25.335.15.264.137.0721

總重/g495039383957.54737.552.3523244443532.530篩上物/g11.31422.599.322.5168.51115.29201*1612全鐵/g24.4927.9456.1826.726.9138.6335.3224.4822.2130.0628.3350.6225.7944.142.重慶科技學院本科生畢業(yè)論文3川威集團KR法鐵水預處理現(xiàn)狀闡述1974819749197501975619757197581980019808198101981119812198151981719818196741967519676196771967819679196801973419735averminmax0.2020.3240.2020.2020.2840.2630.4760.1820.2730.1520.3490.6480.4150.3440.2580.1220.2840.8230.2330.3140.2330.3140.4860.30.1220.820.0480.0550.0750.0630.0730.0840.0750.0460.0650.0310.0710.0420.0650.0710.0540.0720.01030.0540.0410.050.0770.0550.0760.060.0310.15.483.883.824.485.485.514.265.734.942.353.433.064.933.745.715.385.174.893.423.816.024.833.654.72.356.023.637.023.453.744.845.356.784.115.997.665.648.775.445.447.974.464.654.816.7312.264.615.815.855.563.4512.2632.53531.5333632363438.836.5493730.538.53433.533.733323641.73331.838.343041.715101010101217.517131528.51017239.5101015201*10201*14.048.52050.733.5835.2136.3534.1735.2355.3445.5639.838.6758.7127.1755.4860.2528.8930.5832.5832.1946.4059.2335.4424.8156.8338.8922.2159.23表3.5實驗前的原始脫硫數(shù)據(jù)

項目脫硫鐵水量（t）扒前渣時間扒后渣時間脫前硫含脫后硫含量%脫硫效率%數(shù)值22

脫硫溫降℃攪拌時脫硫脫硫劑噸鐵消耗量kg/t脫出單個硫的脫硫劑消耗量kg.t/Fe間（min）劑加入量kg（min）（min）量%76.13.49.20.1050.0281288.3104113.71.1重慶科技學院本科生畢業(yè)論文3川威集團KR法鐵水預處理現(xiàn)狀闡述

3.6脫硫效率分析

采用螢石粉+石灰工藝對釩鈦鐵水進行爐外脫硫，渣流動性差，渣鐵分離困難，脫硫單耗高，脫硫率不高，綜合成本較高。

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4川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化

通過對川威現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析，不難得出川威現(xiàn)在的鐵水預處理工藝存在很多不足，脫硫效果不佳，綜合成本變得較高，自然就影響廠里的效益，根據(jù)數(shù)據(jù)該如何優(yōu)化呢？

川威集團煉鋼用鐵水主要為低溫含釩鈦高硫鐵水，與其他鋼鐵廠相比，鐵水脫硫相對困難，主要表現(xiàn)在：1、高爐冶煉的原料是釩鈦磁鐵礦，生產的鐵水含硫量高，平均硫含量比其他鋼廠（如寶鋼，鞍鋼）高出0.05%~0.07%。2、鐵水成分和溫度與普通高爐鐵水相比有較大差距，溫度比一般的鐵水低40度到50度，低硅、低溫及釩鈦元素的存在，影響了硫在鐵水中的傳質，不利于脫硫反應。3、高爐渣為CaO-SiO2-Al2O3-TiO2渣系，渣中含量較高（13%左右），熔渣與含碳飽和的鐵液接觸時，其中的TiO2被還原，形成相當數(shù)量的TiC,TiN,Ti(C,N)及高熔點物質，導致爐渣熔化溫度升高，流動性差，脫硫反應動力學條件差[13]。

針對川威集團這一特殊情況，就KR法脫硫處理效率的工藝進行優(yōu)化。

4.1KR法處理工藝優(yōu)化方案

在KR法處理后的爐渣成分和鐵水成分變化規(guī)律研究及渣-鐵反應的平衡的基礎，針對現(xiàn)行工藝的問題，根據(jù)川威集團鐵水低溫高硫特點，從提高脫硫效率和降溫脫硫生產成本入手，設計3個現(xiàn)場試驗技術方案。

4.1.1方案一：調渣技術方案

本方案主要從動力學的角度出發(fā)，重點針對KR脫硫渣進行調渣處理，以進一步降低脫硫過程鐵損，增加經濟效益。

調假劑的指標見表4.1。試驗過程中調渣劑與現(xiàn)有石灰脫硫劑的配比為1:9，同時在使用石灰+螢石配比（9:1）相同。

表4.1調渣劑理化指標表

成分CaO/%S/%P/%H2O/%Al2O3/%發(fā)氣量/L.kg-1數(shù)值≥30≤0.20≤0.15≤0.5≥500≤1.5mm，其中小于0.5mm者不小于60%粒度4.1.2方案二：高電石型脫硫調渣技術方案

本案主要是從提高KR法脫硫效率的角度出發(fā)，在方案一實驗基礎上，在調渣劑中加入一定量的電石等強脫硫劑，提高KR脫硫劑的脫硫效率，同時，進一步針對KR脫硫渣進行調渣處理，降低脫硫過程鐵損。

在方案二中，高電石脫硫調渣劑的理化指標見表4.2.實驗過程中，高電石脫硫劑

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與現(xiàn)有石灰脫硫劑調渣劑的配比為2:8，同現(xiàn)在使用的石灰+螢石配比（9:1）有一定不同，作了一定的調整。

表4.2高電石調渣劑理化指標表

成分CaO/%S/%P/%H2O/%Al2O3/%發(fā)氣量/L.kg-1數(shù)值≥60≤0.20≤0.15≤0.5≥20≥20≤1.5mm，其中小于0.5mm者不小于60%粒度4.1.3方案三：低電石型脫硫調渣技術方案

在方案二中，發(fā)現(xiàn)脫硫渣渣態(tài)有時粘結，扒渣有一定難度。為了改變這種現(xiàn)象，對脫硫劑配比做了一些調整。

調整后的高電石脫硫劑為低電石脫硫調渣劑(新型脫硫劑)的指標見表4.3。該低電石脫硫調渣劑作為方案三實驗方案，在方案三實驗過程中，低電石脫硫調渣劑與現(xiàn)有石灰脫硫劑的配比為2:8，同現(xiàn)在使用的石灰+螢石配比（9:1）有一定不同。

表4.3低電石調渣劑理化指標表

成分CaO/%S/%P/%H2O/%Al2O3/%發(fā)氣量/L.kg-1數(shù)值≥55≤0.20≤0.15≤0.5≥25≥10≤1.5mm，其中小于0.5mm者不小于60%粒度4.2試驗條件及應用方法

4.2.1試驗采用的工藝流程。如下圖4.1。脫前鐵水新型脫硫劑+石灰鐵塊+冷固球團石灰+造渣劑

脫硫前扒渣KR脫脫硫后扒渣脫后鐵水80t轉爐提釩半鋼80t轉爐脫硫前渣脫硫渣釩渣鋼渣圖4.1川威集團KR脫硫流程圖

4.2.2脫硫調渣劑制備

試驗前，將脫硫調渣劑運至現(xiàn)場。然后，按方案一、二、三要求進行脫硫調渣劑配料。配制的脫硫調渣劑置于備料倉，試驗前送至KR料倉，為本次試驗使用。

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4.2.3試驗過程KR脫硫主要工藝參數(shù)

試驗過程KR工藝主要參數(shù)見表4.4。由表4.4可見，試驗過程中，相關工藝參數(shù)基本未作調整，與現(xiàn)有工藝相同。

表4.4KR脫硫主要工藝參數(shù)

鐵水量t扒前渣時間min60~803~8扒后渣時間min7~10脫硫前溫度℃1200~1300攪拌時間Min6~9旋轉速度r/min100~1404.2.4試驗方法

試驗在KR工藝上進行，脫前鐵扒前渣后，運至KR工位，然后，啟動攪拌器至要求速度，并將制好的脫硫劑從輸料管放至鐵水液面。按表4.4工藝參數(shù)攪拌脫硫至要求值，最后扒渣。扒渣的脫后鐵水送至轉爐提釩。

4.3試驗結果及數(shù)據(jù)分析

4.3.1脫硫效果

4.3.1.1第一輪試驗冶金效果

第一試驗是按照方案一進行的，共28罐。試驗結果詳見表4.5，由4.5可見，單一采用調渣劑進行調渣脫硫效果不好，鐵水脫硫率下降，脫硫劑單耗提高。可見方案一部可行。

表4.5第一輪試驗脫硫對比

項目脫硫鐵水量扒前渣時間脫前硫含量脫后硫含量脫硫效率攪拌時間脫硫劑加入量扒后渣時間脫硫劑噸鐵消耗量脫出每個硫的脫硫劑消耗量對比試驗差值76．3751.34.14.4-0.30.0950.096-0.0010.0180.021-0.0381.178.137.28.3-1.18831030-1479.399．280.1111.614.19-2.590.150.18-0.03注：為了減少鐵水計量誤差對kR脫硫的影響，脫硫鐵水量在70t以下者，不計入試驗有效數(shù)據(jù)

4.3.1.2第二輪試驗冶金效果

為進一步提高脫硫效率，開展了高電石型脫硫調渣劑脫硫試驗，共28罐，第二輪KR脫硫試驗基礎數(shù)據(jù)詳見表4.6，試驗結果詳見4.7。

表4.6第二輪KR脫硫試驗基礎數(shù)據(jù)

脫硫序號脫硫量（噸）扒前渣時間（min）

扒后渣時間26

脫硫前脫硫后前后SX10-5攪拌時間(min)脫硫劑加入脫硫量X10-脫硫劑消耗(kg/T)脫硫能力kg/t.溫（℃）溫（℃）SX重慶科技學院本科生畢業(yè)論文4川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化

(min)20608206092061020612206132061420615206162061820619206202062120622206232062420625206262062720628206292063020631206322063320634206352063620637averminmax7675.674.271.172.269.675.678.364.871.574.271.873.973.172.376.976.174.379.777.467.476.27675.778.472.47874.27571.179.733343333433333343334333433343.2349988888998910999101010910109101010101099.2810124412741258126312861253126612551248124912761283127612691314124412711245128612771268125513021251128512521283125912691244131412211245122812481239122712241227-------122812441222126412361247123912781229125412311244124112391221129895112829271100861279565138129821201*113612395111105132981141201*012113697108651401219142118249351715153221817542214649882626311116.24358.6898989999999998999988998989898(kg)8131025655760589816743108079051012701201*8011701025131210258689841000115492710001025111596310807809445101312510.6913.558.8210.688.1511.729.8213.7912.197.1317.116.79.21614.117.0613.411.6812.3412.9117.1212.1613.1513.5414.2213.313.8410.5112.67.1317.1個0.1280.1450.1290.150.150.1540.1270.1490.1560.1420.1390.1720.150.1420.150.130.1120.160.1270.130.1330.1370.1240.1210.1250.140.1320.1220.1380.1120.172839368715376779278501239761112941311197397991288910611211495105869250131表4.7第二輪試驗脫硫對比

項目

脫硫扒前脫前脫后脫硫攪拌27

脫硫扒后脫硫脫出每溫降重慶科技學院本科生畢業(yè)論文4川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化

鐵水量t渣時間min對比試驗差值76．175-1.13.43.2-0.20.1050.1080.0030.020.0208185.24.28.38.60.3硫含量%硫含量%效率%時間min劑加入量kg1041944-97渣時間min9.29.20劑噸鐵消耗量13.712.6-1.1個硫的脫硫劑消耗量0.1610.138-0.0232827-1注：為了減少鐵水計量誤差對kR脫硫的影響，脫硫鐵水量在70t以下者，不計入試驗有效數(shù)據(jù)

由表4.7可見，在KR工藝參數(shù)與遠工藝基本一致的條件下，試驗罐次的脫硫冶金效果很好，具體分析如下：

①試驗罐次的鐵水脫硫效率85.2%，比對比罐次高4.2個百分點。②脫硫劑噸鐵消耗量12.6kg，比對比罐次低1.1kg。

③脫單個的脫硫劑消耗量0.138kg/t鐵，比對比罐次低0.023kg/t鐵。④脫后鐵水[S]0.016%，完全滿足生產要求。⑤KR脫硫過程溫降27℃，較對比罐次1℃

根據(jù)上述情況分析可見，第二套方案較為成功，基本達到目的。

4.3.1.3第三輪試驗冶金效果

在第二輪試驗基礎上，為了進一步考察調進整脫硫渣態(tài)，并穩(wěn)定、重現(xiàn)KR脫硫冶金效果，所以接下來開展低電石新型脫硫調渣劑脫硫試驗，共十六罐，第三輪KR脫硫試驗基礎數(shù)據(jù)詳見表4.8，試驗結果詳見4.9。由表4.9可見，在KR工藝參數(shù)與原工藝基本一致條件下，與表4.7比較，第三輪試驗KR脫硫重現(xiàn)性良好。

表4.8第三輪KR脫硫試驗基礎數(shù)據(jù)脫硫序號脫硫量（噸）扒前渣時間扒后渣時脫硫前溫脫硫后溫前SX后SX10-5攪拌時間(min)脫硫劑加入(kg)脫硫量X10-5脫硫劑消耗(kg/T)脫硫能力kg/t.個（min）間(min)（℃）（℃）13.0712.2113.3214.611.7611.378.6511.620.1590.150.1190.1430.1420.1830.1420.1732687826879268832688426885268892689026891

78.474.576.970.277.572.17377.933333343991010109910127613221292128812561299127512811254129712751269122812691231124892941211209685759728

101391813231430710257910910259102579128820863289058281112102835261重慶科技學院本科生畢業(yè)論文4川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化

2689226893268942689526880268862688726888averminmax77.278.57776.861.467.259.462.475.870.278.53.08543333343310109109101089.5891013031267129812831282130512901275128712561322128012501274126312661287125812391261122812971221157211981109926610072122162591015211819159307.9279911578102576908110077507987889865228566321157106906310966887447845211214.9813.058.9614.3212.2114.6815.118.3611.338.6514.980.1410.1450.1420.1310.1850.1660.2040．1770.1470.1190.183表4.9第三輪試驗脫硫對比

項目脫硫鐵水量t扒前渣時間min對比試驗差值76．175.8-1.73.43.1-0.30.1050.1010.020.0168184.28.37.9-0.4脫前硫含量%脫后硫含量%脫硫效率%攪拌時間min脫硫劑加入量kg1041856-185扒后渣時間min9.29.60.4脫硫劑噸鐵消耗量13.711.3-2.4脫出每個硫的脫硫劑消耗量0.1610.138-0.0232825-3溫降-0.004-0.0043.2注：為了減少鐵水計量誤差對kR脫硫的影響，脫硫鐵水量在70t以下者，不計入試驗有效數(shù)據(jù)

由表4.9可見，在KR工藝參數(shù)與原工藝參數(shù)基本一致條件下，試驗罐次的脫硫冶金效果很好，具體分析如下：

1）試驗罐次的鐵水脫硫效率84.2%，較對比罐次高3.2個百分點。2）脫硫劑噸鐵消耗量11.3kg，較對比罐次低2.4kg3）脫單個硫的脫硫劑消耗，較對比罐次低0.014kg/t鐵。4）脫后鐵水[S]0.016%，完全滿足生產要求。5）KR脫硫過程溫降25℃，較對比罐次低3℃。

根據(jù)上述的試驗結論分析可見，方案三的重現(xiàn)性良好，值的進一步的推廣應用。4.3.1.4試驗原始數(shù)據(jù)

第二輪、三輪試驗脫硫后渣分析結果，詳見表4.10；鐵樣分析結果，詳見表4.11。

表4.10第二、三輪試驗脫硫后渣分析結果

樣品名脫硫渣

原樣號20618CaO/%55.33SiO2/%14.09TFe/%6.0329

MgO/%1.2MnO%0.334MFe/%1.9FCaO/%13.重慶科技學院本科生畢業(yè)論文4川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化脫硫渣脫硫渣脫硫渣脫硫渣脫硫渣脫硫渣脫硫渣脫硫渣脫硫渣脫后渣脫后渣脫后渣脫后渣脫后渣脫后渣脫后渣脫后渣脫后渣脫后渣AverMinmax2061620615206192061420612206082061320609206102668026684268792688526886268872688826889268902689153.0652.2656.9853.5556.9557.9856.5760.6956.7553.0557.0957.8760.1248.947.1145.9855.4140.384753.6540.3860.6912.6613.3214.0814.5415.2413.8314.9214.3214.4514.2213.8515.9714.2215.0415.4112.4512.2111.3419.0614.2611.3419.064.197.365.957.634.746.36.943.424.9796.66.75.48.19.915.97.8259.68.0773.42257.41.561.111.131.040.9880.9851.030.9252.341.290.9671.613.141.691.052.91.531.691.780.9257.40.5070.3590.2770.4760.2670.2650.2630.3440.330.2210.3630.1420.2210.2860.2980.3240.1560.1680.4930.30.1420.5070.61.450.91.91.31.051.80.50.60.51.71.30.61.555.48.33.316.23.62.720.516.215.213.5716.9414.3614.4717.6115.9816.8214.3613.9114.0214.2418.8410.0910.8813.4619.7413.3512.914.7110.0919.74表4.10第二、三輪試驗脫硫后渣分析結果（續(xù)）

原樣號20618206162061520619206142061220608206132060920610

FeO/%----------V2O5/%P/%0.3990.5830.6730.4490.80.3870.3170.4370.320.3440.0370.0740.0380.0350.0480.0270.0370.0330.0420.036S/%7.065.356.154.735.296.266.875.887.387.9130

TiO2/%6.655.189.237.017.396.916.556.24.766.15總重/g21.921.121.647.730.631.232.427.22523.6篩上物/g514.515.183.873.942.5全鐵/g22.014.8419.929.1124.9312.120.2714.414.8210.重慶科技學院本科生畢業(yè)論文4川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化26680266842687926885268862688726888268892689026891AverMinmax11.065.666.825.928.045.799.785.2711.067.467.695.2711.060.4570.3310.1620.1260.6070.6130.5470.1920.4930.8160.450.1260.8160.040.0490.0380.0480.0480.0450.0530.0570.0510.540.050.030.075.36.676.936.654.944.584.955.515.134.225.894.227.918.238.127.315.3910.419.0411.446.29.38.787.514.7611.4439.633.234.324.125.622.927.524.128.824,728.3621.147.79.49.574.87.58.614.41118107.511821.7426.9719.418.4127.4637.1751.0842.8762.3338.5825.924.8462.33表4.11鐵樣分析結果

樣品名鐵樣鐵樣鐵樣鐵樣鐵樣鐵樣鐵樣鐵樣鐵

原樣號CSiMnPSVTiCr脫硫率%26879T前3.6826879T后3.6826880T前3.7926880T后3.7926884T前3.7226884T后3.7326885T前3.7826885T后3.7926886T前3.6426886T后3.6226887T前3.8625887T后3.8726888T前4.0426888T后3.7926889T前3.825889T后3.7826890T前4.120.2380.1910.2190.1790.1510.1120.1580.1150.180.1430.1770.1360.1990.1610.1610.1410.250.1640.1880.160.1670.1550.150.1440.1820.1470.1960.201*.1720.1810.2130.150.1770.2190.0870.0890.0890.0920.0830.0860.090.0920.0890.0960.0820.0840.0830.0820.0810.0840.08431

0.0820.0080.0680.0130.110.0170.0910.0070.1020.020.0880.010.0640.0080.080.0310.0670.2280.2280.2250.2310.2270.2250.2070.2070.2240.2270.2510.2510.2650.240.240.2430.2620.1440.1080.1370.0980.1070.0430.0830.050.1060.060.1340.0790.2210.0920.0960.0590.2290.1290.1230.290.280.1370.1340.1180.1130.1130.1230.1260.1320.1290.1260.120.1320.13889.2780.8884.5592.280.3988.6487.561.重慶科技學院本科生畢業(yè)論文4川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化樣鐵樣26890T后4.0826891T前3.7626891T后3.76平均值0.2220.1580.1370.2260.1290.1690.0850.090.0950.0110.0890.270.2570.1890.1930.1530.0790.0490.150.1060.11183.5569.0684.24.3.2KR脫硫前后鐵水碳、釩成分變化

本次統(tǒng)計了全部試驗典型樣的脫硫前后鐵水碳、釩成分對比情況，共計30個樣，詳見表4.12。由表4.12可見，KR脫硫后，試驗罐次的鐵水碳、釩含量與脫硫前基本相當，沒有發(fā)生損失。優(yōu)化后的KR脫硫工藝技術對保V、C無任何不利影響。

表4.12試驗罐次脫硫前后鐵水碳、釩對比項目數(shù)值平均最小最大3.83.644.123.793.624.080.2320.1890.2650.2320.1930.257脫硫前[C]/%脫后[C]/%脫前[V]/%脫后[V]/%4.3.3脫硫渣

4.3.3.1脫硫渣硫含量

表4.13為方案二和方案三的脫硫渣主要成分匯總。由表4.13可見，川威集團KR脫硫渣為含鈦型脫硫渣。渣中硫含量高達5.89%，較原硫脫渣的S含量提高25.3%（5.89-4.70/4.70=25.3），說名試驗渣的脫硫能力很強，渣的硫容更大，KR過程脫硫效果好，另外，脫硫渣中fCaO為14.71%，還比較高，脫硫渣還有脫硫能力。

表4.13脫硫渣的主要成分

成分項目平均最小最大53.6540.3860.6914.2611.3419.060.0450.0270.0745.894.227.9114.7110.0919.742.82.530．450.130.827.514.7611.44CaOSiO2PSfCaOFV2O5TiO24.3.3.2脫硫渣鐵含量

試驗過程脫硫渣渣態(tài)較好，渣中TFe含量低，脫硫鐵損也較低。表4.14為試驗和對比脫硫渣中鐵份的含量對比。表4.14可見，試驗罐次的脫硫鐵損明顯低于對比罐次。①試驗脫硫渣中MFe含量平均為2.75%，較對比脫硫渣中MFe含量（8.99%）低6.27%。②脫硫渣中TFe平均為8.08%，較對比脫硫渣TFe（13.65%）低5.57%。

表4.14脫硫渣中鐵含量

成分%項目32

MFeTFeFeO重慶科技學院本科生畢業(yè)論文4川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化

對比試驗平均最小最大平均最小最大8.992.8517.82.750.516.2","p":{"重慶科技學院本科生畢業(yè)論文4川威集團KR預處理效率的工藝優(yōu)化

=5.64元/t鐵（3）總的經濟效益Q

Q=Q1+Q2=-1.70+5.64=3.94元/t鐵

按照川威集團年脫硫篩鐵水180萬噸計算，采用低電石新型脫硫劑脫硫后，年可創(chuàng)收效益709.2萬元

4.5本章小結

通過試驗數(shù)據(jù)進行理論分析：川威集團采用新型脫硫調渣劑進行KR脫硫工藝可行，操作簡單，可推廣應用；新型脫硫調渣劑應用于KR脫硫試驗效果較好，可滿足煉鋼生產工藝要求；鐵水脫硫前后碳、釩含量相當；脫硫效率高并且穩(wěn)定；脫硫劑單耗�。恍滦兔摿蛘{渣劑渣態(tài)較好；經濟效益顯著。

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文5結論

5結論

通過對鐵水預處理的研究，從而對川威集團鐵水預處理工藝進行優(yōu)化，整個過程井然有序的進行，最后總結如下：

1、緒論是對鐵水預處理進行理論的研究，掌握鐵水預處理需要哪些工藝，鐵水預處理在國內外的發(fā)展和展望，國際上出現(xiàn)了哪些先進的方法和哪些先進的設備，全面了解鐵水預處理的情況。

2、通過對鐵水預處理需要的原料、脫硫劑效率、經濟效益等條件進行理論的計算，了解各種脫硫劑的反應特點和反應效率，從而得出如何選擇脫硫劑才能達到更好的脫硫效果，通過對鐵水脫硫的熱力學條件的分析，近一步的掌握脫硫需要的條件。

3、從川威集團現(xiàn)場脫硫數(shù)據(jù)進行分析采用螢石粉+石灰工藝對釩鈦鐵水進行爐外脫硫，渣流動性差，渣鐵分離困難，脫硫單耗高，脫硫率不高，綜合成本較高。各種的弊端影響著川威集團的經濟效益，對促進企業(yè)發(fā)展形成阻礙。

4、川威集團之所以鐵水預處理效果不佳，除了沒有合理的采用脫硫劑，還有工藝流程比較單一，沒有合理的設計工藝流程。

5、針對川威集團出現(xiàn)的問題，提出了調渣技術方案、高電石脫硫劑調渣方案和低電石脫硫調渣方案對KR法進行優(yōu)化，通過試驗發(fā)現(xiàn)，只有低電石型脫硫方案調渣技術適合企業(yè)投入生產。

6、經過對川威鐵水預處理脫硫KR工藝進行優(yōu)化，給企業(yè)直接帶來經濟效益將近千萬元，為企業(yè)的進一步發(fā)展加快了步伐。

7、通過對川威集團鐵水預處理工藝的優(yōu)化，我進一步的學習了鐵水預處理的知識，也掌握了鐵水預處理對鋼鐵廠的影響之重，深刻的認識到鐵水預處理對鋼鐵質量起著基礎性的作用。

8、在撰寫本論文中遇到種種困難，讓我從困難中學會了如何堅持下去，同時讓我學會了如何在困難中尋找解決的方法。

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文參考文獻

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重慶科技學院本科生畢業(yè)論文致謝

致謝

經過三個多月的努力，終于完成了畢業(yè)論文的寫作，在寫作過程中，遇到無數(shù)的困難和阻礙，都在老師、同學、川威集團領導和朋友的幫助下完成了。在此尤其要感謝我的指導老師楊治立老師，在這三個多月里，他不厭其煩的給我提出意見批評，并指導我修改，給與我資料上的幫助，對我的寫作起到很大的作用，而且還聯(lián)系川威集團給予我數(shù)據(jù)支持，讓我的論文能結合廠里的實際要求，真正的做到寫以所用。同時還感謝川威集團的領導及工人朋友，感謝他們在數(shù)據(jù)和試驗上給予莫大的支持！

感謝這篇論文涉及到了各位專家學者。本文引用個數(shù)位專家學者的學術研究，如果沒有這些專家學者的研究成果的啟發(fā)，那么我的論文也不能順利的完成。

由于我的學術水平有限，所寫的內容很多的不足之處，也有很多的漏洞，也許里面所采用的方法已有學者用過或更先進，望各位老師批評指正！謝謝！

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