铁水预处理脱硫技术
铁水预处理技术从上个世纪六、七十年代发展起来到现在已经广泛地应用于提高铁水质量,发展铁水应用范围的新的工艺。其技术也在不断的发展和完善,目前世界范围内的铁水预处理技术不下二、三十种。北京科技大学郭汉杰教授的研究室经过多年研究,已开发成熟世界上最先进的两种铁水预处理脱硫工艺方法,即(1)机械搅拌法,即在日本广泛流传的 KR 法,已经过改进,进入一个新的阶段;(2)喷吹法,铁水罐顶喷纯化镁脱硫,形成了具有自主知识产权的技术工艺。喷吹法采用具有较高精度的脱硫剂喷吹量的控制模型(可选择的和可即时调控的),提高了镁的利用率,降低喷粉生产成本,同时达到目标硫数值。设备采用高技术喷射器系统;带气化室的喷枪;PLC 全程程控和计算机操作等。搅拌法我们也根据其自身的弱点开展了多年的攻关,解决了搅拌头的寿命和铁水温降大的问题。同时搅拌法在使用中还开发了以 CaO 为主要原料作为脱硫剂,达到了最佳的脱硫指标,同时研究了石灰的活性度和颗粒度的最佳要求。从目前已经投产处理效果看,使用这种廉价且效果良好的脱硫剂,搅拌法亦可以很容易地实现深脱硫的效果。关于两种方法的特点:喷吹冶金在冶炼生产过程的应用非常广泛,采用喷吹的办法将脱硫剂加入到铁水中进行脱硫,显然是可行的,而且也很容易为人们所接受。然而由于喷吹法不能获得很好的动力学条件,因此,要想获得好的脱硫效果,就必须选用好的脱硫剂。否则无法实现深脱硫,而且脱硫效率低,效果不稳定。北京科技大学经过多年的研究已经很好地解决了这个问题。为了解决好动力学条件的问题,侧重开发使用更具脱硫效率的脱硫剂,经过多次实验研究,我们选择在线单吹或混合镁粉复合喷吹法,况且重点研究了镁粒的粒度、铁水温度和铁水液面高度对脱硫动力学的影响,已在国内外核心刊物发表论文 5 篇,在企业取得了很好的效果。搅拌法在脱硫过程中的动力学条件得到了根本性的改善,而且还可以用 CaO 完全替代 CaC2取得非常好的脱硫效果,从而省去了使用碳化钙的危险性。传统的搅拌法的缺点是搅拌头的寿命低,铁水温降大,这两个问题,都已得到很好的解决,特别是铁水温降问题,通过对脱硫机理和脱硫剂的改进,我们可以把温降控制在 15 度范围内,这一指标很可能是世界先进水平。两种工艺方法都有各自的优点,企业可以根据自身的条件选择。目前我们在两种方法都有很好的业绩,与北京冶金设备研究院合作,有 20 余套设备在国内企业运行或在建。
北京科技大学
2021-04-13