摘要：4年多的生产运行结果表明，所开发的ASMS法连续脱硫技术能实现铁水连续脱硫，能自动排渣，脱硫效果好，具有铁水温降小、设备简单、运行可靠，操作简便，环境污染轻的优点。铁水脱硫率可达到85％，可使铁水ω(S)达到0.010％以下，用此连续脱硫技术，综合脱硫成本低于喷粉法。

关键词：铁水处理；脱硫；排渣

    随着冶金工艺技术的迅速发展，国内外铁水炉外脱硫技术有了很大的发展。尽管脱硫设备形式和方法有多种，如转鼓法、搅拌法、摇包法、喷吹法等，但国内许多钢铁厂都采用喷粉法铁水脱硫工艺。虽然喷粉脱硫工艺在提高脱硫剂的效率；降低喷吹气体消耗，提高设备的作业率等方面有了很大的进步，但因受喷粉脱硫自身工艺特点所限制，在实际生产过程中仍然存在设备复杂，生产组织困难，维修费用高，管道容易堵塞，制粉和喷吹作业造成粉尘污染严重，如扒渣彻底，则渣中带铁多，如扒渣不彻底，则转炉铁水回硫严重等问题。为解决这些问题，开发了一种能连续脱硫并自动排渣的装置和工艺(简称为ASMS法铁水脱硫技术)，近4年的使用表明，此工艺不但简化了粉剂喷吹输送、扒渣等工序，且铁水温降小、铁损少，环境污染轻，脱硫效果良好。

1  脱硫装置的结构及工作原理

    自排渣法连续铁水脱硫装置(见图1)用耐材在铁水包内做一隔墙，将铁水包分成两部分，连通起来，这样如果将脱硫剂放到一侧，由于铁水的比重大于脱硫渣，脱硫剂形成的熔渣层在上面，铁水穿过脱硫剂时发生渣铁间的脱硫反应，该部分则成为脱硫的反应容器，另一半则成为铁水的通道，铁水通道一侧装有排铁流嘴，脱硫室一侧有排渣流嘴。排渣流嘴的位置高于排铁流嘴，当排铁流嘴的位置高于铁水过眼时，可实现边排渣边脱硫的连续脱硫过程，在脱硫反应一侧的底部安装透气砖，可强化搅拌，满足对铁水深度脱硫需要。在实际生产中，采用溜槽将脱硫剂投放到脱硫室一侧，利用铁水的冲击动能，完成铁水与脱硫剂的充分接触、混合和脱硫反应，脱硫渣则由排渣流嘴自动排掉，由于不采用粉剂喷吹的方法向脱硫装置加入脱硫剂，故避免了喷吹作业的扬尘现象，使环境烟尘少，污染轻。

2脱硫剂的冶金效果

  要取得好的综合效果，除了设备的结构外，脱硫剂也是至关重要的因素，还要开发出硫容量高，成本低，即便在铁水温度较低的情况下，脱硫动力学性能仍良好的、并能自动流渣的脱硫剂。

    从目前喷粉所用的脱硫剂来看。一元系脱硫剂主要有：CaO，CaCO₃。NaCO₃，CaC₂，金属Mg等；二元系脱硫剂主要有：CaO_CaC₂,CaO_Mg．CaO-CaF₂,CaO-NaCO₃；三元系脱硫剂主要有：CaO-CaC₂一Mg，  CaO-CaF₂一CaC₂，  CaO-NaCO₃一CaC₂。这些脱硫剂虽都能达到预期的脱硫效果．但存在诸如如何彻底除渣、铁水温降大或成本高等问题。在实验研究和半1=业试验的基础上．实际采用以CaO为主的四元系(CaO_CaF₂一NaCO₃一CaC₂)复合脱硫剂(表1)。

    脱硫剂的冶金效果表现在脱硫率以及自动排渣性能上，工业试验结果说明此法不仅脱硫率高．且脱硫渣流动情况良好，完全能实现自动排渣的目的。据生产统计，在无脱硫情况下。铁水由出铁槽到达铁水包内时，出铁槽内铁水平均温度为1 419℃，铁水包内铁水平均温度为1 349℃．出铁过程平均铁水温降70℃；当采用连续铁水脱硫时，铁水由出铁槽经过脱硫装置到达铁水包内．二者对比发现当每吨铁水脱硫剂消耗为5 kg时．因脱硫造成的温降约为9℃。半工业试验的脱硫剂消耗、脱硫率以及铁水其它指标的变化情况见表2。

    实际生产中采用铁水摆动流槽和前面所述的铁水脱硫装置相配合，即可满足连续生产的需求。表3是连续脱硫装置与每小时产铁量为85 t的化铁炉相配在2003年处理4万多吨和2004年处理20多万吨铁水的技术经济指标。从表3可以看出，当不采用包底吹气搅拌时，铁水中ω(S)可由0．064％降低到0。009％，平均脱硫率可达85％左右。

3脱硫装置的内衬寿命

    采用上述脱硫装置和脱硫剂，在工业生产初期，不但脱硫率高，同时渣中带铁和铁中带渣均几乎为零，表现出良好的冶金效果。但由于脱硫的终渣为CaO-Na₂O-CaF₂—SiO₂渣系，渣的熔点低，流动性好，且含有大量的Na₂O和CaF₂，脱硫包耐材的冲刷、侵蚀严重，脱硫包先后选取并试验了粘土砖、蜡石砖、镁碳砖等耐火材料，，但脱硫包内衬寿命并不能满足工业连续生产的要求，表4给出了内衬采用不同耐材时，脱硫包的包龄情况。

    为解决脱硫包寿命问题，对破坏情况及砖衬侵蚀机理进行了研究，根据脱硫包内衬不同部位耐火材料的侵独情况，采用综合砌砖方案，配合耐火材料厂，研制出了脱硫包专用砖，使包龄大幅度提高，由原来的不到20炉次，提高到80炉次，4年来通过对砌包质量和耐火材料的不断改进，2004年脱硫装置的内衬寿命已超过300次，不仅满足了工业化连续生产的需要，而且使耐火材料的消耗成本大幅度降低。另外，2003年ASMS法连续脱硫工艺和喷粉法铁水脱硫工艺的综合成本分析表明，前者每吨铁脱硫成本比后者约低60元，说明此法成本低。

  4  结  论     

    (1)自排渣法连续铁水脱硫技术能够实现连续脱硫，具备自流渣功能，脱硫率可达80％，铁水ω(S)可降至0．010％以下，脱硫稳定、效果好；

  (2)铁水温降小，铁损少，经济性较好；

    (3)设备简单，运行可靠，操作简便，比喷粉法脱硫环境污染小；

    (4)ASMS法铁水脱硫技术可适用于化铁炉及高炉连续或间歇出铁脱硫。