摘要:武钢第一炼钢厂将镁基喷粉铁水脱硫站改造成纯镁铁水脱硫工艺后因为脱硫后的渣少并且稀，不容易扒出，容易在转炉产生回硫。介绍了使用与改进粘渣剂，减少转炉回硫量的情况

关键词:纯镁；脱硫；粘渣剂

　 武钢第一炼钢厂(以下简称一炼钢) 2001年对2座镁基喷粉铁水脱硫站进行了改造，仅新增2套喷吹计量给料罐及其控制系统、2台旋转给料器和1座国内设计的喷枪维修站，喷枪改造为带气化室的喷吹颗粒镁喷枪。而脱硫站整体自动化控制系统的开发与集成、喷枪升降夹紧系统和平台改造、自动控制系统硬件设计等均由一炼钢自主完成。

　 一炼钢使用钝化纯镁脱硫剂，其技术特点如下:

　 (1)使用的脱硫剂一钝化纯镁，粒度0. 5~1.6mm，无任何添加剂，以避免与H₂O ,CaCO₃等物质反应造成镁的损耗。

　 (2)喷吹载体为惰性气体，N₂、Ar、天然气。

　 (3)喷镁载体流量为30~60 m³/ h,消耗少，同时延长镁在铁水中的停留时间。　　

　 (4)喷吹镁的强度范围为6~ 15 kg/min，可调。

　 (5)喷吹给料罐、称量、控制装置，保证其稳定给料，误差士2%(即10士0. 2 kg/ min)，均匀调节镁耗量，使所选择的工作方式保持稳定，配有必要的检测、控制系统，使生产现场顺利操作，有效地达到脱硫目标值。

　 (6)带有汽化室特殊结构的喷枪，创造了镁溶于铁水的良好条件，喷枪可插入距罐底0. 2 m的深度，喷吹模式根据纯镁完全地溶于铁水和保证镁的充分利用的条件选取。

　 (7)工艺装备少，重量轻，新建或改造工程量不大，改造期间基本不影响生产，很适合于原有喷吹法脱硫车间技术改造时采用。

1 粘渣剂使用情况

　 纯镁脱硫工艺流程为:测温、取样一喷吹一加入粘渣剂一扒渣一测温、取样、送转炉。

　 纯镁铁水脱硫改造后，因喷吹作业后渣太少而稀，不易将渣扒干净，易带铁，扒渣铁损高。纯镁铁水脱硫工艺就扒出的脱硫渣百分比来说，较其他工艺少。渣量少对转炉回硫的影响见表1.由表1可以看出，前渣量越小，钢水[S]增加越多，而且脱硫量越大，增[S]越明显。要想使钢水[S]增加变少，必须减少后渣量。减少后渣量是一件很困难的事情，因此，研制使用粘渣剂，将稀渣变粘，便于扒渣是很有必要的，粘渣剂理化指标见表2。从CaO, SiO₂ , A1₂O₃三元相图可以看出，在w ( MgO) >　 8 % ,w ( CaO)=35%~60%的范围内，渣系的液相温度为1 400 ~1 500℃，在铁水温度下易使稀渣变粘，比较适合铁水脱硫扒渣。使用了粘渣剂后，扒渣铁损逐步减少，效果见图1.

表1　 前渣量对钢水[S]增加的影响

△S/%	前渣量/㎏	后渣量/㎏	带入转炉的w(S)/%	使钢水[S]增加/%
0.05	3500	500	7.14	0.0073
0.05	2500	500	10.00	0.01
0.05	1000	500	25.00	0.025
0.025	3500	500	3.57	0.00357
0.025	2500	500	5.00	0.005
0.025	1000	500	12.50	0.0125

　 ﹡△S%=前硫%-后硫%

　

表2　 脱硫粘渣剂理化指标

项目	wB/%							粒度/㎜
	CaO	MgO	C	Na2O	SiO2	S	H2O
指标	≥35	≥8	≥6	≥8	10~20	≤0.08	≤2	5~10

　 注：≤5㎜、≥10㎜粒度各不大于5%

图1粘渣剂使用后扒渣铁损失情况

2 粘渣剂改进情况

　 原有粘渣剂尽管有粘渣效果，但粘渣剂加入量不易掌握，太少起不到作用，不易将渣扒出罐外，太多时渣太粘，扒渣易带铁。因此试验了新型粘渣剂，其指标见表3。根据铁水温度分布情况(见图2)，选择了CaO ,SiO₂ ,A1₂O₃渣系调整粘渣剂的成分，由图2可看出我厂铁水温度大部分在1200~ 1 380℃，由CaO-SiO₂-A1₂O₃相图可知，在w(SiO₂)=55%~65%、w(CaO)=10%~20% w (A1₂O₃) ≤ 2%的范围内，化合物3CaO ·2SiO₂ 、3CaO ·SiO₂、2CaO ·SiO₂、CaO ·SiO₂等等很多，其熔点都高于1380℃。因此新改进的粘渣剂成分按上述范围调整，加入粘渣剂后铁水渣易析出高熔点化合物。由于新改进的粘渣剂是针对我厂铁水温度分布情况设计的，因此加入新改进的粘渣剂后粘度合适，使脱硫渣变粘，又易分离,并在喷吹过程中根据钢种的不同确定投入粘渣剂的最佳时机和数量，使之易于扒除，使出钢硫的绝对回硫量逐渐降低。

图2 铁水温度分布情况

　

表3　 新改进的粘渣剂理化指标

wB/%					粒度/㎜
CaO	Al2O3	SiO2	S	H2O
10~20	≤2	55~65	≤0.08	≤1	5~10

　

3 效果

　 粘渣剂改进后，不仅可以使脱硫渣变粘，又易分离，还可以在喷吹过程中根据钢种、铁水温度的不同，确定投入粘渣剂的最佳时机和数量，使之易于扒除，其回硫情况明显好转。其入炉硫、出钢硫分布情况见图3,图3为一炼钢近10 000炉钢水入炉[S]和转炉终点[S]含量的分布情况，可以看到，终点[S]与入炉[S]含量之差(回硫量)最大为50×10^-6左右，而相当数量炉次回硫量控制在(10~25) ×10^-6之内。目前，一炼钢己能够根据钢钟对硫含量要求对脱硫和回硫进行控制，例如转炉吹炼优质72A帘线钢，出钢[S]己稳定地控制在0. 006%以下。

　 粘渣剂改进后使扒渣铁损进一步降低，脱硫扒渣铁损比较见表5，脱硫铁损由1. 85 ㎏/ t降低为1. 0l ㎏/ t，效果显著。

图3 武钢一炼钢转炉入炉铁水[S]何终点[S]平均分布

4 存在问题

　 粘渣剂改进取得了显著成绩，冶炼超低硫钢时，尽管可以把出钢硫控制在0. 005%以下，但重显性差，要稳定把出钢硫控制在0. 005%以下，仍然需要做许多工作。光靠粘渣剂改进及目前的扒渣设备是远远不够的，需要改进扒渣设备及工艺，如采用液压扒渣机及在铁水罐底部安装透气砖等等手段。

　

表5　 脱硫扒渣铁损比较　 　　　㎏/t

项目	使用粘剂前	使用粘剂后	粘渣剂改进后
脱硫扒渣铁损	2.65	1.85	1.01
铁损降低值		0.71	0.84

　

5 结语

　 在纯镁铁水脱硫工艺中，合理使用不断改进的粘渣剂可明显改善转炉回硫情况，可明显降低脱硫铁损。但是要冶炼超低硫钢，稳定地把出钢硫控制在0. 005%以下，必须注意扒渣工艺及设备的研究，如采用液压扒渣机及在铁水罐底部安装透气砖等等手段来改善脱硫后的渣扒条件。