先脫硫和后脫硫的比較

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1、后脫硫代替先脫硫的分析郭振宇摘要：近期由于脫硫出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致半鋼運(yùn)不過(guò)來(lái)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏。基于煉鋼精煉LF也有脫硫能力，特提出后脫硫也具有可行性。并把先脫硫和后脫硫的工序時(shí)間及成本對(duì)比，來(lái)分析先后脫硫的優(yōu)劣性。關(guān)鍵字：脫硫71、前言西昌鋼釩煉鋼廠目前有2座脫硫、1座提釩爐、2座轉(zhuǎn)爐，當(dāng)脫硫有問(wèn)題時(shí)，嚴(yán)重影響煉鋼廠整條生產(chǎn)線(xiàn)的順行。如果把脫硫任務(wù)放到LF爐，也就是后脫硫，從而來(lái)保證生產(chǎn)的順行。2、原理2.1碳化鈣在鐵水中脫硫能力很強(qiáng)，其反應(yīng)為：CaC2(s)+[S]=CaS(s)+C石墨（1-1）實(shí)際碳化鈣在鐵液中脫硫所達(dá)到的[S]

2、最低水平比理論值高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)，顯然這是動(dòng)力學(xué)因素起主要作用。鐵水中的CaC2脫硫過(guò)程是固-液反應(yīng)，其機(jī)制包括如下三個(gè)步驟:(1)鐵水中的硫通過(guò)鐵水一側(cè)的界面向CaC2表面擴(kuò)散；（2）在CaC2和鐵水的固-液界面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaS;(3)硫通過(guò)CaC2表面的反應(yīng)層向CaC2顆粒深處擴(kuò)散。在上面三個(gè)步驟中，（2）（3）不可能成為限制總反應(yīng)速度的環(huán)節(jié)。這是因?yàn)樵诟邷貢r(shí)化學(xué)反應(yīng)速度一般很快。而碳化鈣顆粒表面上附著的CaS層很疏松，硫通過(guò)擴(kuò)散并不困難。由此看來(lái)，脫硫反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)乃是鐵水一側(cè)邊界層中硫向CaC2表面的擴(kuò)散，即液相中

3、的擴(kuò)散為其限制性環(huán)節(jié)。由此可見(jiàn)，可以用加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，提高反?yīng)溫度和減小碳化鈣的粒度等方法來(lái)增大反應(yīng)界面的擴(kuò)散系數(shù)，減小界面層厚度，從而增加CaC2在鐵水中的脫硫反應(yīng)7速度。2.2石灰是一種價(jià)格低廉的脫硫劑，其脫硫反應(yīng)為：CaO(s)+[S]=CaS(s)+[O](2-1)當(dāng)鐵水中存在大量的碳和硅時(shí)，石灰脫硫有如下反應(yīng)：CaO(s)+[S]+C石墨=CaS(s)+CO(g)(2-2)2CaO(s)+[S]+1/2[Si]=CaS(s)+1/2Ca2SiO3(2-3)反應(yīng)式（1-3）對(duì)氧化鈣在脫硫過(guò)程中的有效利用具有很不利的影響，首先生

4、成Ca2SiO3要消耗一部分CaO,更不利的是Ca2SiO3還會(huì)附著在氧化鈣粒子的表面，阻礙脫硫反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。鐵水中的CaO脫硫過(guò)程是固-液反應(yīng)，其反應(yīng)機(jī)理與CaC2一樣。脫硫過(guò)程中的限制性環(huán)節(jié)與鐵水中的硫含量有關(guān)。當(dāng)硫含量低式，硫通過(guò)鐵水側(cè)的邊界層向石灰顆粒表面擴(kuò)散過(guò)程限制了整個(gè)脫硫反應(yīng)的速度；當(dāng)硫含量高時(shí)，鐵水中的硫必須通過(guò)致密的反應(yīng)層才能與石灰顆粒內(nèi)層的CaO起作用，因此鐵水中硫向石灰顆粒內(nèi)層的擴(kuò)散便稱(chēng)為脫硫過(guò)程的限制性環(huán)節(jié)。很顯然，要提高CaO在脫硫過(guò)程中的效率，應(yīng)特別注意改善動(dòng)力學(xué)條件，如用細(xì)化CaO粉以增大脫硫反應(yīng)的

5、面積、加強(qiáng)攪拌以利于增大硫的傳質(zhì)系數(shù)等。[1]2.3用金屬鎂脫硫時(shí)，一般將鎂粉滲入焦炭孔隙中制成鎂焦，或者與石灰粉制成混合粉使用。金屬鎂進(jìn)入鐵水中，首先變成鎂蒸汽，進(jìn)一步溶于鐵水中，并和鐵水中的硫發(fā)生反應(yīng)，生成MgS。脫硫反應(yīng)如下：Mg(g)+[S]=MgS(s)（3-1）在鎂蒸汽上浮過(guò)程中，攪拌鐵水，增強(qiáng)了鐵水的流動(dòng)性，因此金屬鎂脫硫的動(dòng)力學(xué)條件無(wú)疑是好的。在實(shí)際生產(chǎn)中，為得到鎂深度脫硫效果，采用吹氣攪拌及扒渣是很有必要的。3、生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)對(duì)比73.1工序時(shí)間對(duì)比各爐次在脫硫工序時(shí)間圖1如上圖分析脫硫工序時(shí)間基本在37min左右。

6、各爐次在LF脫硫工序時(shí)間圖2如上圖所示，LF脫硫時(shí)的處理時(shí)間都在45min左右。而進(jìn)電加熱不脫硫的LF工序時(shí)間平均都在34min（減掉溫度、節(jié)奏）。所以脫硫要比不脫硫多用11min的時(shí)間。如果脫硫和直上相比要多用45min。從以上數(shù)據(jù)分析得出：提釩——煉鋼（45）——LF（45）——鑄機(jī)90min提釩——脫硫（37）——煉鋼（45）——LF（34）——鑄機(jī)116min提釩——脫硫（37）——煉鋼（45）——鑄機(jī)82min73.2輔料消耗對(duì)比3.2.1脫硫的輔料消耗：以下數(shù)據(jù)是從10.1-10.28脫硫數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出。表1鐵水S成分脫前

7、S成分脫后S成分石灰加入量鎂粉加入量脫硫前溫度脫硫后溫度最大值161.2166.724.31964371.214321417平均值80.584.111.9872190.21344.41323最小值42.349.73.4462103.212431119由上表可以看出，在脫硫車(chē)間平均每爐的脫硫量為72.2，材料消耗量為190.2kg鎂粉和872kg石灰，溫降在21.4℃。白灰消耗成本計(jì)算：0.872×616.57÷210=2.49元/t鎂粉消耗成本計(jì)算：0.1902×17866÷210=16.18元/t3.2.2LF脫硫的輔料消耗：表2

8、熔煉號(hào)LD活性石灰LD螢石活性石灰螢石鋁粒X132052115621180311332836X1310539381000179960790X1310540671060230567372X13105413888201208653208X