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。

1-覆盖剂，2-出铁口，3-铁水过眼，4-透气砖，5-排渣口，6-脱硫渣，7，铁水

图1 连续铁水脱硫装置的结构图

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,Na CO₃,CaC₂,金属Mg等;二元系脱硫剂主要有:CaO- CaC₂,CaO-Mg,CaO- CaF₂,CaO- Na CO₃;三元系脱硫剂主要有：CaO- CaC₂-Mg,CaO- CaF₂- CaC₂,CaO- NaCO₃- 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。在实验研究和半工业试验的基础上.实际采用以CaO为主的四元系(C aO- CaF₂- NaCO₃- 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1419℃，铁水包内铁水平均温度为1349℃，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。

　

表1 脱硫剂理化指标

wB/%								粒度/㎜	密度/(g·㎝-3)	熔点/℃	粘度 (1300℃)/(Pa·s)
CaO	Na2O	CaF2	MgO	Ca	C	Fe2O3	SiO2
42~46	10~12	20~25	1~2	3~7	1~3	≤1.5	1~5	0~3	0.81~1.1	920~932	0.2~0.3

　

表2 脱硫剂消耗对铁水温降和脱硫、脱磷效果的影响

脱硫剂加入量/(㎏·t-1)	铁水温度/℃		铁水温降★/℃	w(So)/ %	脱除w(S)/ %	脱硫率★★/ %	w(Po)/ %	脱除w(P)/ %	脱磷率/ %
	出铁	包内
0	1 412	1 342	70	0.088	-	-	-	-	-
4	1 392	1 314	78	0.082	0.035	42.7	0.141	0.003	2.12
5	1 410	1 331	79	0.089	0.046	51.7	0.115	0.007	6.09
6	1 405	1 324	81	0.095	0.053	55.8	0.105	0.004	3.81
7	1 393	1 310	83	0.088	0.053	60.2	0.098	0.004	4.08

　 注:表内数据均为平均值,样本数为40;^★代表包括出铁过程在内的铁水平均温降; ^★★代表包底未安装透气塞时的平均脱硫率。

　 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w(S)可由0. 064%降低到0. 009%.平均脱硫率可达85%左右。

　

表3 连续脱硫的年均技术经济指标

年份	底吹 搅拌	铁水脱硫平均温降/℃	脱硫剂单耗/(㎏·t-1)	脱硫效果/%
				w(So)	w(SE)	脱硫率
2003	有	14.9	9	0.064	0.009	85.9
2004	无	9.4	5.05	0.085	0.043	50.12

　 注:脱硫率=( w(S_o)- w(S_E))/ w(S_o)

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C aO- Na₂O-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。

　

表 4 不同材料用作脱硫包内衬时的包龄情况

序号	内衬性质	使用次数	主要破损原因
1	粘土砖、蜡石砖	15	渣线侵蚀严重，墙与包壁接触处透渣
2	铝镁、铝镁碳砖	18	渣线侵蚀严重，墙与包壁接触处透渣
3	铝镁尖晶石浇注料	20	浇注料侵蚀严重，隔墙与包壁接触处透渣
4	综合砌砖和新耐材	302	整体正常侵蚀、损毁，按计划修包

　 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己超过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w(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。