高炉铁液连续脱硫装置的应用

高炉铁液连续脱硫装置的应用高炉铁液炉外脱硫设备形式和方法有：转鼓法、搅拌法、摇包法、喷吹法等，国内大多数冶炼采用喷粉法铁液脱硫工艺。喷粉脱硫工艺在提高脱硫剂的效率、降低喷吹气消耗、提高设备的作业率等方面有较大的优点，因受喷粉脱硫自身技术特点所限制，实际生产中存在着设备复杂，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的粉尘污染严重、铁液温降大等问题，这些对于化铁炉铁液更为突出。铁液连续脱硫装置是一种能连续脱硫且自动排渣的装置，该法脱硫设备简单，操作稳定，铁液温降小、铁损少，环境污染小、脱硫效果良好。1．高炉脱硫装置的结构及工作原理高炉铁液连续脱硫装置用耐火材料在铁液包内做一隔墙，将铁液包分成两部分，隔墙的下部砌筑铁液过眼，将铁液包两部分连通起来，这样如果将脱硫剂放到一侧，由于铁液的比重大于脱硫渣，脱硫剂形成的熔层在上面，铁液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；另一半则成为铁液的通道，铁液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液过眼时，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，满足对铁液深度脱硫需要。在实际生产中，采用溜槽将脱硫剂投放到脱硫室一侧，利用铁液的冲击动能，完成铁液与脱硫剂的充分接触、混合和脱硫反应，脱硫渣则由排渣嘴自动排掉。图1给出了铁液连续脱硫装置的结构图。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，脱硫剂也是重要的因素，还要开发出硫容量高，成本低，即使在铁液温度较低的情况下，脱硫动力学性能超群仍良好的、并能自动脱渣的脱硫剂。目前喷粉所用的脱硫剂主要有一元系：CaO，CaCO2，Na2CO3，CaC2，金属Mg等；二元系：CaO-CaC2，CaO-Mg，CaO-CaF2，CaO-NaCO3；三元系：CaO-CaC2-Mg，Ca到预期的脱硫效果，但要么存在如何彻底除渣问题，要么存在铁液温降大的问题，要么存在成本高的问题。应用以CaO为主的四元系（CaO-CaF2-Na2CO3-CaC2）复合脱硫剂，其化学组成见表1，脱硫剂的粒度为1—3目，容量为0.81~1.10g/cm2，熔点为910~930℃，粘度为0.2～0.3Pas（1300℃）。表1四元系复合脱硫剂的化学组成化学组成CaONa2OCaF2Fe2O3SiO2MgCaC含量（w%）40~4510~1220~25≥1.51~51~23~71~3脱硫剂的冶金效果表现在脱硫率以及自动排渣性能上，表2给出了半工业试验的脱硫剂消耗、脱硫率以及铁液其他成分的变化情况，从表2可以看出，与无脱硫时出铁过程温降约70℃相比，脱硫引起的温降较低（约8～13℃）。在无透气塞吹气搅拌的情况下，有较高的脱硫率，另外脱硫渣流动良好，完全能达到目的自动流渣的目的。表2脱硫剂消耗对铁液温降、脱硫、脱磷效果的影响脱硫剂加入量（kg/t铁）铁液降温/℃脱硫效果/（%）脱磷效果/（%）平均出铁温度包内铁液平均温度平均温降脱前平均含硫量平均脱硫量平均脱硫率脱前平均含磷量脱后平均含磷量平均脱磷量413921314780.0820.03542.70.1410.1382.12514101331790.0890.04651.70.1150.1086.09614051324810.0920.05355.80.1050.1013.61713931310830.0880.05360.20.0980.0944.08表2中铁液平均温降包括出铁过程温降，抽样炉数为40，平均脱硫率是包低未安装透气塞的。连续脱硫装置当不采用包底吹气搅拌时，铁液中硫含量可又0.0854%降到0.0426%，脱硫率在50%左右，可满足铁液中度脱硫的需要。当采用包底吹气搅拌时，铁液中平均硫含量由0.064%可降到0.009%，平均脱硫率可达85%左右。3．脱硫装置的内衬寿命由于脱硫的终渣为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、浸蚀严重，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，但脱硫包只有15~18次。主要破损原因：渣线浸蚀严重，隔墙与包壁接触处透渣，浇注料浸蚀严重，隔墙与包壁接触处透渣整体正常浸蚀、损毁、计划修包。内衬采用新耐材综合砌砖，脱硫的包龄可达300次左右。为解决脱硫包寿命问题，对破坏情况及砖衬浸蚀机理进行了研究，根据脱硫包内衬不同部位耐火材料的浸蚀情况，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，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。通过2年的成本对比分析，发现自排渣法连续脱硫的综合成本低于喷粉法铁液脱硫工艺的成本。设备运行时，铁液温降小，铁损少，内衬寿命满足工业生产要求，综合成本较低。设备简单、运行可靠、操作简单，比喷粉脱硫环境污染小。