铁水脱硫工艺及原理

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:Ca系:电石粉(CaC2)、石灰(CaO)、石灰石(CaCO3)等Mg系:金属Mg粉Na系:苏打(Na2CO3)二、常用脱硫剂反应特点1.电石粉碳化钙脱硫反应为用CaC2脱硫有如下特点:1)在高碳系铁水中，CaC2分解出的Ca离子与铁水中的硫有极强的亲和力。

高炉精脱硫的原理和方法【摘要】高炉精脱硫是钢铁生产中一项重要的环保措施，具有重要性和必要性。

该技术通过气相脱硫、液相脱硫和固体脱硫等方法，将含硫废气中的有害物质去除，从而减少环境污染。

气相脱硫是指通过在高炉煤气中注入氨水或其他脱硫剂来吸收硫化氢等硫化物。

液相脱硫则是利用化学反应将硫化物转化为不溶于水的硫酸盐来去除。

固体脱硫利用添加含钙、镁等金属离子的材料将硫化物转化为易溶解的硫酸盐，实现脱硫目的。

尽管高炉精脱硫技术仍有一些需要改进的地方，但其发展前景仍然十分广阔。

关键影响因素包括脱硫剂的选择和反应条件的优化等。

高炉精脱硫技术的不断发展将为钢铁行业的绿色可持续发展提供重要支持。

【关键词】高炉精脱硫、重要性、必要性、原理、方法、气相脱硫、液相脱硫、固体脱硫、技术发展前景、关键影响因素。

1. 引言1.1 高炉精脱硫的重要性高炉精脱硫是钢铁生产过程中非常重要的一环，它的主要作用是降低高炉烟气中的硫含量，减少对环境的污染。

硫在燃烧过程中会形成二氧化硫等有害气体，如果直接排放到大气中，会对人体健康和周围的生态环境造成严重影响。

高炉精脱硫可以有效地降低硫排放量，保护环境。

高炉精脱硫还对钢铁生产过程有着重要的影响。

高硫铁矿石在高炉内的使用会导致铁水中硫含量增加，容易影响钢铁的质量。

通过高炉精脱硫，可以有效地减少铁水中的硫含量，提高钢铁的质量，保证产品符合相应的标准要求。

高炉精脱硫的重要性在于减少环境污染，保护生态环境，以及提高钢铁生产的质量和效率。

研究和应用高炉精脱硫技术具有非常重要的意义。

1.2 高炉精脱硫的必要性高炉精脱硫是一项极为重要的环保工作，其必要性主要体现在以下几个方面：高炉精脱硫是为了保护环境和人类健康。

硫化物大量排放会导致酸雨的形成，对大气、水体和土壤造成严重污染，对植物生长和动物生存造成危害。

通过高炉精脱硫技术，可以有效减少硫化物排放，降低环境污染，改善空气质量，保护生态环境，减少人类健康受到的影响。

常用铁水预处理技术常用铁水预处理技术铁水预处理基础知识1、什么是铁水预处理？★铁水预处理指铁水兑人炼钢炉之前，为除去某些有害成份或回收某些有益成分的处理过程。

针对炼钢而言，主要是使铁水中硅、磷、硫含量降低到所要求的范围，以简化炼钢过程，提高钢的质量。

铁水预处理具体分为铁水炉外脱硅、脱磷和脱硫，有时脱磷和脱硫同时进行。

对于铁水含有特殊元素提纯精炼或资源综合利用而进行的提钒、提铌、提钨等预处理技术则称为特殊预处理。

2、什么是铁水“三脱”技术？★指铁水兑人炼钢炉之前，进行脱硫、脱硅、脱磷的预处理工艺过程。

3、铁水脱硫的目的是什么？★提高钢质、扩大品种和改善炼钢操作，提高钢的机械、工艺性能。

4、铁水脱硅的目的是什么？⑴减少转炉炼钢渣量、改善操作和提高炼钢经济指标。

硅是氧气转炉炼钢发热的元素，所以为了提高炼钢熔池温度和早化渣，往往希望铁水含硅高一些，但实践证明铁水含硅高时，为了保证转炉渣有较高的碱度，势必增加石灰消耗量，使渣量增多，冶炼时间延长，耗氧量增加，喷溅加剧，铁损增加，并给操作带来困难，从而降低炼钢生产率和增加生产成本。

铁水含硅量一般应控制在0.4％以下的水平。

(2)铁水预脱磷的需要脱硅是铁水预脱磷的先决条件。

铁水预脱磷要求脱磷反应区的氧位高，当加入氧化剂提高氧位时，硅首先就与氧作用而降低铁水中的氧位。

为此，脱磷首先要脱硅，脱磷前控制硅含量一般要求在0.15％以下。

5．铁水脱磷的目的是什么?(1)生产低磷钢、超低磷钢和不锈钢等工艺需要。

磷在钢中对性能的影响，除少数钢种为提高强度或耐大气腐蚀性，要求有一定含磷外，对大多数钢种是有害的，它降低钢的冲击韧性，尤其是低温冲击韧性；磷的枝晶偏析使板材产生带状组织，造成钢板各向异性。

随着新技术材料的发展，对某些品种钢要求磷含量≤0.01％(低磷钢) 或≤0．005％(超低磷钢) 。

用转炉工艺脱磷，虽然有较好的脱磷效果，但达到这种低磷的水平是难以完成的，如采取多次造渣操作，有可能达到，但都存在渣料消耗大，冶炼时间长，热损失大，金属收得率低等问题。

KR法铁水脱硫主体设备介绍及有关计算采用 KR法铁水脱硫工艺，是在炼钢过程中，通过使用脱硫剂来对铁水中的硫化物进行脱除。

这种工艺可将硫化物去除率提高到95%以上。

因此, KR法铁水脱硫工艺在国内外得到广泛的应用。

铁水采用干法脱硫工艺时，将吸收剂用压缩空气从吸收塔顶部吹入，并在脱硫剂中迅速地被吸收，达到脱除硫化物的目的。

KR法铁水脱硫工艺与传统的加药法有很大不同。

因为它需要一套独立的设备供多个设备之间进行互联，并同时存在一定距离的压力差和温度等约束条件。

同时该吸附剂组分本身也具有一定的毒性，所以一般不允许用普通的容器盛装。

1、 KR法烟气净化塔由于目前国内很多采用干法脱硫工艺的公司，都在新建或改造 KR法铁水脱硫工艺，因此对于 KR法烟气净化系统来说，需要设计一套完整的烟气净化系统。

在这种情况下, KR法烟气净化系统是其中最重要的设备。

根据 KR法的特点，一般所说的烟气净化塔主要包括塔体上盖）和塔体下盖三部分。

塔体包括隔膜除尘器、喷淋塔、循环水泵和排灰管道等设备及管道防腐等措施。

烟道上装有引风机，当有少量二氧化硫进入烟道时，可利用引风机上的导风板导出二氧化硫气体（脱硫塔内烟气浓度不能超过10 mg/m3)至吸收剂仓，再由吸收剂仓送入吸附罐内，达到脱除气体的目的。

当 KR法烟气净化系统中有一套循环水泵和排灰管道时，这两个设备必须单独运行。

2、铁水加药系统铁水加药系统主要由以下三部分组成：铁水净化塔、加药系统。

净化塔位于铁水加药系统第二层（图3),该段设计流量为2 m/h,高度2.5 m (见图4)。

净化塔主要由塔体（底部进气口和上部出气口）、底座（上部塔体和下部塔体）和塔内容器（见图5)组成。

净化塔和加药系统连接在一起，净化塔内容器为铁制管式结构，在吸收塔底部设有2个可调节开口板安装旋转阀，上部设置10个调节开孔；吸收塔和加药系统之间设有3台空压机和1台压缩空气机组；加药系统主要由加药泵、加药阀和过滤器等组成。

铁水预处理脱硫分析【摘要】铁水预处理是现代化炼钢厂的重要工序之一，其目的主要是降低铁水中的某些有害元素含量，为炼钢提供合格的铁水，而脱硫技术更是重中之重。

，采用铁水脱硫技术已成为钢铁企业质量水平的一个标志。

本文对铁水预处理脱硫技术及方法进行了阐述。

【关键词】铁水预处理脱硫剂的比较喷吹法1、铁水预处理发展概况西欧、日本早在20世纪60～70年代就在铁水脱硫预处理理论研究的基础上在工业上进行了应用。

国内武钢二炼钢1979年引进了日本新日铁的机械搅拌法(ＫＲ)铁水脱硫装置，北台，天钢，宣钢，冷水江，攀钢，酒钢等企业先后由国内自主开发了喷吹石灰、萤石的脱硫方法。

1985年宝钢一炼钢引进日本鱼雷罐车内喷吹石灰、萤石的脱硫装置。

武钢一炼钢开发的镁基混合喷吹工艺，1998年宝钢，鞍钢，包钢引进美国EMSⅡ公司镁基复合喷吹技术，本钢引进了霍戈文镁基复合喷吹法脱硫技术。

近几年我国铁水预处理有了强劲发展，随着钢产量从1996年1亿t发展到2004年的2.725亿t，近5年来全国共计建设了约80多套铁水脱硫预处理装置，处理能力近7000万t。

新建设的铁水脱硫预处理生产线使用的脱硫工艺主要有ＫＲ法和喷吹法，处理容器基本上为转炉铁水罐。

近几年来铁水脱硫预处理的发展还有以下特点：铁水脱硫每罐铁水容量从50ｔ(石钢等)到300ｔ(宝钢)不等。

脱硫剂主要为石灰和金属镁，既有以单独一种粉剂作脱硫剂的(如武钢一炼钢，邯钢三炼钢等)，也有以一种粉剂为基础的复合粉剂作脱硫剂的(如包钢，梅钢等)。

以金属镁作脱硫剂得到了大力发展，使用镁及镁基脱硫剂的生产线占到了80以上)。

大部分为引进国外先进的脱硫预处理工艺。

如日本的KR法，北美、西欧的镁基复合喷吹技术，乌克兰的单吹颗粒镁喷吹技术。

在工艺相似的情况下，引进技术来自不同的技术供应商。

如复合喷吹法既有美国ＥＳＭⅡ、加拿大DAN1ELICORUS(原霍戈文)、还有日本DIAMOND公司等。

我国在早期引进国外先进技术的基础上改进的自主知识产权开发技术也在发挥着作用。

常用脱硫方法及其操作教学目的和要求：要求学生掌握KR法脱硫的生产工艺流程，熟悉KR法脱硫的基本操作，掌握混铁车喷吹脱硫的工艺特点，知道混铁车喷吹法的设备组成，熟悉混铁车喷吹脱硫的工艺操作及脱硫效果。

教学重点和难点： 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。

教学进程：一、铁水罐搅拌法脱硫(KR法)搅拌法是铁水脱硫技术的重要进展，它放弃了传动的容器运动方式，通过搅动来使液体金属与脱硫剂混合接触达到脱硫目的。

搅拌法分为两种形式即莱茵法和KR法。

a -- 莱茵法 b-- KR法图1 搅拌法脱硫两种方法的最大区别是搅拌器插入铁水深度不同，莱茵法搅拌器只是部分地插入铁水内部，通过搅拌使罐上部的铁水和脱硫剂形成涡流搅动，互相混合接触，同时通过循环流动使整个罐内铁水都能达到上层脱硫区域段实现脱硫，KR法是将搅拌器沉浸到铁水内部而不是在铁水和脱硫剂之间的界面上通过搅拌形成铁水运动旋涡使脱硫剂撒开并混入铁水内部，加速脱硫过程。

武钢二炼钢KR法是利用机械搅拌作用使脱硫剂与铁水混匀达到脱硫目的，因此，脱硫剂利用率高，消耗较低，目前武钢二炼钢KR铁水脱硫的脱硫剂消耗达到5.0kg／t.Fe(CaO基) 左右，搅拌器寿命达到700余次，耐材消耗0.02kg／吨，脱硫效果[S]可以达到0.001％，脱硫效率≥90％，可以生产和满足不同低硫品种的需求。

1．KR铁水脱硫工艺流程机械搅拌法脱硫就是将耐火材料制成的搅拌器插入铁水罐液面下一定深处，并使之旋转。

当搅拌器旋转时，铁水液面形成“V”形旋涡(中心低，四周高)，此时加入脱硫剂后，脱硫剂微粒在浆叶端部区域内由于湍动而分散，并沿着半径方向“吐出”，然后悬浮，绕轴心旋转和上浮于铁水中，也就是说，借这种机械搅拌作用使脱硫剂卷入铁水中并与接触，混合、搅动，从而进行脱硫反应。

当搅拌器开动时，在液面上看不到脱硫剂，停止搅拌后，所生成的干稠状渣浮到铁水面上，扒渣后即达到脱硫的目的。

KR法铁水脱硫工艺的探讨KR法是一种常用的铁水脱硫工艺，该工艺通过添加钙质和稀释剂来去除铁水中的硫，以达到提高钢的质量要求。

本文将对KR法的原理、应用和优缺点进行探讨。

首先，我们来了解KR法的原理。

KR法主要是通过在铁水中添加适量的钙质来与硫形成CaS生成物，从而实现脱硫的目的。

在该过程中，稀释剂的作用是减少铁水中的硫含量。

具体操作时，先将铁水注入脱硫槽中，再向脱硫槽内注入一定量的钙石灰，并将钙石灰与铁水充分混合，保持一定的时间，使得CaS与其他杂质形成稀溶态，最后再注入稀释剂进行稀释。

通过这一过程，使锻造过程中产生的硫化物含量降低，达到提高钢的质量要求。

第二，我们来探讨KR法的应用。

KR法广泛应用于钢铁行业中，特别是一些高硫含量的铁水处理上。

在高硫含量的铁水中，硫化物会对钢的性能产生负面影响，容易导致钢的脆性增加。

通过使用KR法进行脱硫处理，可以有效地降低硫化物含量，提高钢的质量和性能。

此外，KR法还可以用于冶金行业中其他需要脱硫的工艺，如铝合金的冶炼过程中也可应用KR法进行脱硫处理。

最后，我们来分析KR法的优缺点。

首先，KR法相比于其他脱硫工艺来说，操作简单、易于控制，适用范围广，可以处理不同硫含量的铁水。

其次，在脱硫过程中，可以不必增加额外的顶吹氧气设备，减少了设备投资成本。

此外，KR法对钙石灰或者其他脱硫剂的要求较低，也减少了原料成本。

然而，KR法也有一些缺点，比如脱硫效率较低，需要较长时间保持混合反应，运行成本相对较高。

综上所述，KR法是一种有效的铁水脱硫工艺，通过添加钙质和稀释剂来去除铁水中的硫，提高钢的质量和性能。

尽管存在一些缺点，但KR 法由于其简单易控制的特点，在钢铁行业及冶金行业中得到了广泛应用，并取得了良好的效果。

随着技术的发展，相信KR法在铁水脱硫领域将会有更大的应用前景。

铁水脱硫常用的促进剂及其作用原理 添加各种促进剂对脱硫效果有一定影响,常用的促进剂有Al 粉、CaF 2、CaCO 3或MgCO 3、碳等。

(1)添加Al 粉的作用。

铁水中含有[Si ]并用CaO 作脱硫剂时,在石灰粒表面形成高熔点的致密的2CaO ・SiO 2反应层(其熔点为2130℃),此反应层阻碍了铁水中的硫进一步向石灰内部扩散,因而降低了CaO 的脱硫速度和脱硫效率。

若脱硫前向铁水中加入铝或在脱硫剂中掺入5%～10%的Al 粉,则在脱硫时,在石灰颗粒表面生成钙铝酸盐(3CaO ・Al 2O 3)和(12CaO ・7Al 2O 3)而阻止了不溶解硫的2CaO ・SiO 2包壳的形成。

由于钙铝酸盐稳定性比钙硅酸盐大,其熔点又低得多(3CaO ・Al 2O 3熔点为1535℃,12CaO ・7Al 2O 3熔点为1415℃),则这种低熔点的反应产物层具有很大的熔解硫的能力,有利于硫通过此反应产物层而向CaO 内部扩散,从而提高了CaO 的脱硫速度和脱硫效率。

因此,用CaO 脱硫时,铁水中(或脱硫剂中)加入少量的Al 粉能显著地提高CaO 的脱硫效率和脱硫速度,容易得到低硫铁水,而且操作稳定可靠,但Al 粉价格昂贵,加入一定数量Al 粉,势必增加脱硫成本。

(2)添加Ca F 2的作用。

CaF 2本身没有脱硫能力。

也曾进行过用萤石粉喷入铁水中进行脱硫的试验,喷吹量达19kg/t 之多,而脱硫率仅为3%,这也说明CaF 2本身没有脱硫能力。

但在CaO 中掺入CaF 2后,使CaO 的脱硫速度显著增加,而且最终含硫量也降低了。

其机理有两种解释,一种解释是:CaF 2的加入降低了2CaO ・SiO 2的熔点,使硫容易向CaO 固相扩散。

另一种解释是CaF 2分解出的氟离子破坏了2CaO ・SiO 2赖以结合的化学键,使之形成"空隙",易使硫扩散到CaO 粒子内部。

但不管何种解释,从宏观上看,CaF 2的加入都大大提高了CaO 的脱硫速度和脱硫效率。