铁水预处理(脱硫)
1 / 10 【本章学习要点】本章学习铁水预处理脱硫的优点，常用脱硫剂种类及其反应特点，脱硫生产指标，KR法脱硫的生产工艺流程和脱硫的基本操作，混铁车喷吹脱硫的工艺特点和工艺操作。
第一节 铁水预脱硫的概念和优点
铁水预处理，炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理。广义的铁水预处理是指包括对铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱处理，另外还有特殊铁水的预处理，如含V铁水的提V等。
铁水脱硫是二十世纪70年代发展起来的铁水处理工艺技术，它已成为现代钢铁企业优化工艺流程的重要组成部分。铁水脱硫的主要优点如下：
1.铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。
2.铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱致较低的水平。
3.铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。
4.铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。
5.铁水脱硫的费用低，如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫，其费用分别是铁水脱硫的2.6、16.9和6.1倍。
6.铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化，比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。
采用铁水脱硫，不仅可以减轻高炉负担，降低焦比，减少渣量和提高生产率，也使转炉也不必为脱硫而采取大渣量高碱度操作，因为在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。因此铁水脱硫已成为现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段，是提高钢质量、扩大品种的主要措施。
早期的铁水脱硫方法有很多种：如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底，靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。也有将脱硫剂加入装有铁水的铁水罐中，然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。之后逐步发展至今天采用的KR搅拌法及喷枪插入铁水中的喷吹法。
第二节常用脱硫剂及脱硫指标
一、常用脱硫剂
经过长期的生产实践，目前选用作为铁水脱硫剂的主要是Ca、Mg、Na等元素的单质或化合物，常用的脱硫剂主要有：
炼钢厂铁水预处理一键脱硫控制系统
1 脱硫预处理组成与流程
两个脱硫站共用一套氮气供应管路，即石灰和镁粉的储料仓。为增加系统的灵活性，设置了一套共用的切换阀用于垂直（默认）和交叉（紧急备用）喷吹之间的选择。喷吹系统、测温取样系统、铁包车、扒渣机和液压系统虽然每个站各自独立，但两站彼此又相同。
每个脱硫站均有两套独立的提升装置，一套用于脱硫喷枪的升降，另一套用于测温取样枪的升降。为了获得更好的速度和位置控制，喷枪升降驱动装置采用变速调频电机驱动控制（VFD）。
铁水通过铁包车运至脱硫站。铁包车直接接受原料跨450t天车吊运的铁水，而后从吊／座包位运至喷吹位进行喷吹、扒渣处理，当喷吹、扒渣完成后，再将铁水运至吊／座包位，由原料跨450t天车从车上吊走处理好的铁水，完成一个脱硫周期。铁水预处理工艺流程如图1。
2 远程I/O通讯
主控台包含主控桌，主控桌包含有作为一台HMI和二级客户计算机的操作工作站。HIMI显示用西门子WINCC可扩充软件设计，并提供了脱硫和除尘系统设备的监控。操作者报警将显示和公布在控制室的HMI上。
每个脱硫站将包括4个控制柜，每个控制柜均配有远程I/O通讯站，远程I/O模块通过一个Profibus 网络与PLC进行通讯。PLC经过采用TCP/IP（工业以太网）协议的以太网与HMI进行通讯。这种通讯方式在其配置和维护方面具有很大的适应性，并准许过程数据通过远程编程经过OPC服务器进行存取。脱硫站包括一套用Oracle为数据库的二级系统。它由一个位于计算机房的服务器和一个客户机组成。服务器用于数据的储存和管理，客户机作为HMI使用。
3 一键喷吹系统优化
每个站控制系统是由一台西门子S7-400系列可编程逻辑控制器（PLC）和一台用于控制两个站共用部件S7-300PLC组成。每个PLC均有本地和远程数字和模拟I/O接口。该系统也包括每个脱硫站的人机界面（HMI），人机界面位于主控制操作台上，若必要，每个人机界面均能控制两个站。
【本章学习要点】本章学习铁水预处理脱硫的优点，常用脱硫剂种类及其反应特点，脱硫生产指标，KR法脱硫的生产工艺流程和脱硫的基本操作，混铁车喷吹脱硫的工艺特点和工艺操作。
第一节 铁水预脱硫的概念和优点
铁水预处理，炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理。广义的铁水预处理是指包括对铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱处理，另外还有特殊铁水的预处理，如含V铁水的提V等。
铁水脱硫是二十世纪70年代发展起来的铁水处理工艺技术，它已成为现代钢铁企业优化工艺流程的重要组成部分。铁水脱硫的主要优点如下：
1.铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。
2.铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱致较低的水平。
3.铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。
4.铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。
5.铁水脱硫的费用低，如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫，其费用分别是铁水脱硫的2.6、16.9和6.1倍。
6.铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化，比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。
采用铁水脱硫，不仅可以减轻高炉负担，降低焦比，减少渣量和提高生产率，也使转炉也不必为脱硫而采取大渣量高碱度操作，因为在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。因此铁水脱硫已成为现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段，是提高钢质量、扩大品种的主要措施。
早期的铁水脱硫方法有很多种：如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底，靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。也有将脱硫剂加入装有铁水的铁水罐中，然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。之后逐步发展至今天采用的KR搅拌法及喷枪插入铁水中的喷吹法。
第二节常用脱硫剂及脱硫指标
一、常用脱硫剂
经过长期的生产实践，目前选用作为铁水脱硫剂的主要是Ca、Mg、Na等元素的单质或化合物，常用的脱硫剂主要有：
・８・ 钢铁技术 ２Ｏ０２年第１期
铁水预处理脱硫剂的选择
马钢技术中心李博知
【摘要ｌ通过对一些典型的脱硫荆的热力学、动力学分析覆脱硫荆的特点和经济效果等多方面的比较，认为采用Ｍｇ 系复合脱硫音｛较为理想。 【关键词ｌ佳水穗处理脱硫脱硫音｛
１前言 铁水预脱硫处理对改善冶炼指标，提高生产 率，降低生产成本，改善钢铁质量都非常有利， 因此世界各国都很重视炉外处理技术。为了取得 良好的炉外脱硫效果，关键之一是要有高效率的 脱硫剂。
２典型脱硫剂的热力学、动力学分析 ２ Ｉ热力学分析 在标准状态下，在温度ｌ３５。℃时，一些脱硫 剂的脱硫反应的平衡常数Ｋ．和平衡硫含量［ｓ％］ 计算结果列于表１。 表１典型威席 应的Ｋｌ和［ｓ ］确计算值（１３５Ｏ℃）
从表中可以看出：ＮａＯ、ＣａＯ、ＣａＣ，、Ｍｇ都具 有很强的脱硫能力。在一般的铁水温度范围内， 当脱硫反应达到平衡时．这些脱硫剂都可使铁水 含硫量降低到０．００５％以下。但生产实践中却发 现．其脱硫能力均达不到理论值。这是因为其挥 发（如 、ｃａ等）和动力学条件不佳所致。在生 产实践中多用Ｍｇ、ＣａＣ 脱硫，并可得到铁水中的 Ｗ（［Ｓ］）＜Ｏ ００５％，而用ＣａＯ则达不到此值。单独 使州Ｎａ。０（或№ Ｃｏ３）时，其脱硫能力较强：但 由于其大量挥发污染环境，且发生同硫现象，故 较少采 。 ２．２动力学分析 对炉外脱硫而言，动力学条件ｒＩｔ有更重要的 地位，诸如ＣａＯ、ＣａＣ，等脱硫剂只能通过喷吹载 流气体、机械或摇包所形成的铁水搅拌作Ｊ＿｝ｊ，才 能提高其脱硫能力。而金属镁进入铁水后，在高 温铁水的作用下，会气化成镁蒸气．能以镁气泡 的形式与铁水接触并搅拌铁水，因而脱硫的动力 学条件很好。
３常用脱硫剂的特点比较 １）ｃａＣ，（电石粉） 其优点有：（１）有很强的脱硫能力：（２）脱硫 反应是放热反应，有利ｒ减少温降：（３）消耗量少， 渣量少；（４）脱硫产物疏松，扒渣方便，对铁水罐 内衬侵蚀轻。 缺点有：（１）极易吸潮劣化．降低反应效果 且使用、运输、贮存斟难；（２）价格昂贵，成本高。 ２）ＣａＯ（石灰粉） 其优点有：（１）有较强的脱硫能力；（２）脱硫 产物疏松，扒渣方便，对罐衬侵蚀轻：（３）资源广， 价格低，易加工，使用安全。 缺点有：（１）耗最大，渣量大：（２）流动性差， 在料罐中易“架桥”堵塞：（３）极易吸潮劣化．降 低反应效果，且运输、贮存较为困难。 ３）Ｎａ２ＣＯ （苏打） 其优点有：（１）有根强的脱硫能力；（２）脱硫 的同时还能脱磷：（３）处理后渣中的苏打 水溶 性，可同收利 。 缺点有：（１）在１２５０＂Ｃ度以上易挥发、分解， 铁水温度大，污染环境：（２）对罐衬侵蚀严重：（３） 来源稀缺、成本高。 ｄ）Ｍｇ（镁）
