降低鄂鋼KR脫硫劑消耗的生產(chǎn)實(shí)踐

秦祖宏  陳小龍

（武鋼集團(tuán)鄂鋼公司寬厚板事業(yè)部煉鋼廠，湖北鄂州  436002）

摘  要：本文介紹了KR脫硫站的下料管相對(duì)傾角、下料速度及脫硫劑中所加助溶劑螢石粒度對(duì)脫硫劑消耗的影響，并提出和實(shí)施了相應(yīng)的改善對(duì)策，使KR所用石灰系脫硫劑消耗得到了顯著下降。

關(guān)鍵詞：KR脫硫；消耗；影響因素；對(duì)策

Production practice of reducing consumption of Esteel KR desulfurizing agent

Qin zuhong   Chen xiaolong

(Steel-making plant of Esteel  WISCO  Ezhou 436002)

Abstract:This paper introduces the discharge duct of KR desulphurization station angle, cutting speed and desulfurizing agent and solvent in the fluorite size on the desulfurization consumption effects, And puts forward and implements the corresponding improvement measures, make KR lime desulfurization consumption has declined significantly.

Key words: KR desulphurization；Consumption；Influence factors Countermeasures

1 前言

鄂鋼130t轉(zhuǎn)爐KR脫硫站自投產(chǎn)以來，其脫硫劑（石灰+螢石）消耗一直處于較高的水平。雖然脫硫劑消耗成本在煉鋼工序中所占比例較小，但由于脫硫劑消耗高，脫硫后渣量大，渣扒除時(shí)間長(zhǎng)、鐵損高，直接造成煉鋼工序鐵耗增加。本文通過對(duì)影響脫硫劑消耗因素（除鐵水成分及溫度、攪拌頭插入深度、攪拌速度等^【1】之外）進(jìn)行分析，并提出和實(shí)施了相應(yīng)的改善對(duì)策，使脫硫劑消耗（在未改變脫硫劑檢驗(yàn)理化指標(biāo)情況下）得到了進(jìn)一步下降，由當(dāng)初的0.27～0.3kg/t（此單位為噸鋼每脫0.001%[S]所用消耗脫硫劑^【2】，本文脫硫劑消耗均為此單位）下降到0.22 kg/t以下。

2 影響脫硫劑消耗的高因素

影響脫硫劑消耗的因素較多，如鐵水成分及溫度、攪拌頭插入深度、攪拌速度、脫硫劑質(zhì)量等^【3】。鐵水的成分及溫度是煉鋼不可控制的，攪拌頭插入深度、攪拌速度等已在投產(chǎn)初期進(jìn)行優(yōu)化、并納入操作規(guī)程來指導(dǎo)今后的脫硫生產(chǎn)，脫硫劑質(zhì)量、由質(zhì)檢部門按制訂的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)把關(guān)，這些均未作再次優(yōu)化改進(jìn)。該廠實(shí)踐證明，影響脫硫劑消耗除上述因素之外、還有以下因素（按提出和實(shí)施的時(shí)間順序）：

2.1 螢石粒度過細(xì)

鐵水脫硫反應(yīng)是在鐵水與脫硫劑顆粒接觸的界面進(jìn)行的，其反應(yīng)式如下^【4】：

[FeS]+CaO_(S)+[C]＝[Fe]+CaS_(S)+{CO}

2[FeS]+2CaO_(S)+[Si]＝2[Fe]+CaS_(S)+SiO_2(S)

噴入的石灰粉粒表面可能生成致密的硅酸鈣（2 CaO·SiO₂），在脫硫反應(yīng)中阻礙了硫向石灰粉粒中擴(kuò)散，使得效率大幅度降低，因此、在石灰系脫硫劑中加入一定量的螢石，其目的是利用螢石（CaF₂）CaO形成低熔點(diǎn)共晶體，加速石灰溶解，阻礙硅酸鈣的形成，使硫向石灰粉粒得以進(jìn)一步擴(kuò)散，達(dá)到提高脫硫效率、降低脫硫劑消耗的目的。

螢石粒度過細(xì)，脫硫劑中的部分螢石粉末在離開下料管出口到進(jìn)入鐵水之前的過程中，被加熱的空氣托舉上升而被除塵抽走，使進(jìn)入鐵水中的脫硫劑缺少助熔劑螢石而降低脫硫效果；螢石粒度過大時(shí)，不僅降低了螢石（CaF₂）CaO形成低熔點(diǎn)共晶體的速度，導(dǎo)致石灰溶解變慢，同時(shí)易造成上、下料堵料現(xiàn)象。

2.2 下料管的相對(duì)傾角不合理

2.2.1下料管與鐵水液面的斜角過大

鄂鋼煉鋼廠鐵水脫硫采用的“兩扒一攪^【3】”，為配合公司準(zhǔn)備實(shí)施的鐵水一罐到底措施，在7月份1#轉(zhuǎn)爐爐役檢修期間，先將脫硫站2^#工位鐵水包車包座進(jìn)行了加高改造，在7月底投產(chǎn)后、出現(xiàn)了2^#工位脫硫效率極低的現(xiàn)象（見表1）。這是因?yàn)榘�座的加高，�?dǎo)致相同的鐵水裝入量時(shí)、鐵水液面上升，為保證下料管出口與鐵水液面的相對(duì)安全距離不變，使得下料管（斜形下料管）出口距攪拌器中軸距離增加，脫硫劑不能順利落入脫硫攪拌時(shí)所形成的“V”型槽內(nèi)，一部分脫硫劑落入“V”型槽以外的鐵水相對(duì)靜止的渣面及包外，不能起到脫硫的作用。

2.2.2 下料管延長(zhǎng)線與攪拌器中軸相交

   原始設(shè)計(jì)為下料管延長(zhǎng)線與攪拌器中軸相交，導(dǎo)致脫硫劑垂直于攪拌時(shí)所形成 “V”型槽圓周的切點(diǎn)處加入，不利于脫硫劑順利進(jìn)入鐵水中，部分脫硫劑因反彈落入鐵水相對(duì)靜止的渣面和鐵水包外、達(dá)不到參與脫硫反應(yīng)的目的，從而使脫硫劑利用率低、消耗高。

2.3 下料速度過快

   下料速度過快，除部分脫硫劑可能在與鐵水接觸時(shí)的碰撞中、沿旋流切線方向、被拋到包口附近相對(duì)靜止的渣面和鐵水包外、不能順利進(jìn)入鐵水中外，進(jìn)入鐵水中的脫硫劑、在有限的脫硫攪拌時(shí)間內(nèi)、不能均勻散布在鐵水中參與脫硫反應(yīng)，還有一部分脫硫劑、可能被鐵水包裹成團(tuán)后快速上浮進(jìn)入渣中、也無法參與脫硫反應(yīng)，從而降低了脫硫劑利用率、使其消耗增加。下料速度過慢，受生產(chǎn)節(jié)奏的控制，后加入的脫硫劑同樣得不到充分參與脫硫反應(yīng)，也將導(dǎo)致脫硫效率低、消耗增加。

3 改善對(duì)策

3.1 增大脫硫劑中螢石粒度

隨著高品位螢石資源的減少，螢石砂的價(jià)格也不斷上漲。各脫硫劑生產(chǎn)廠商為了實(shí)現(xiàn)既降低生產(chǎn)成本又能順利通過鋼廠質(zhì)檢，采用由低品位螢石礦、經(jīng)浮選后所得高CaF₂含量的螢石粉，代替由天然螢石礦篩選破碎后所得的螢石砂。這樣一來，脫硫劑的生產(chǎn)成本雖然得到了有效控制，但在鋼廠使用時(shí)、由于部分螢石粉被除塵抽走而使脫硫效果受到影響，導(dǎo)致脫硫劑消耗增加。經(jīng)廠商共同努力，5月份開始、將原使用的螢石粉改為0.1～1.2mm的螢石砂后，其脫硫渣形狀也由以前類似于前渣、并含有部分石灰顆粒、變成了現(xiàn)在的無明顯石灰顆粒存在、且較酥松狀態(tài)。脫硫劑消耗的也得到了下降（見2）。

3.2 調(diào)整下料管傾角

3.2.1 減少下料管與鐵水液面的斜角

針對(duì)因2#工位鐵水車改造后、出現(xiàn)的（由于鐵水液面相對(duì)高度增加）脫硫劑消耗明顯高于1#工位的現(xiàn)象，8月下旬該廠將原固定角度的下料管、改為可在下料管與攪拌器中軸組成的平面內(nèi)、進(jìn)行移動(dòng)的活動(dòng)下料管，便于斜角優(yōu)化的探索調(diào)整。在對(duì)使用2#工位時(shí)，采用減少下料管與鐵水液面之間的斜角（下料管出口與鐵水液面之間的相對(duì)安全距離保持不變）進(jìn)行探索調(diào)整、選其較佳斜角后，發(fā)現(xiàn)其消耗低于1#工位，隨后該廠對(duì)1#工位也進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整， 使1#工位的脫硫劑消耗得到了進(jìn)一步下降。對(duì)此，該廠將優(yōu)化后的傾角進(jìn)行固化聯(lián)鎖處理，使得不同工位工作時(shí)分別自動(dòng)選用相應(yīng)的較佳斜角，達(dá)到了優(yōu)于5、6月份消耗的效果。

3.2.2 改下料管與攪拌器中軸兩延長(zhǎng)線相交一點(diǎn)為錯(cuò)開

在對(duì)下料管與鐵水液面的斜角進(jìn)行調(diào)整后，為解決部分脫硫劑因反彈被拋撒到包墻附近相對(duì)靜止的渣面及包外、無法進(jìn)入鐵水中參與脫硫反應(yīng)，9月底該廠將下料管出口向西偏移改造，使下料管與攪拌器中軸兩延長(zhǎng)線相交一點(diǎn)為錯(cuò)開一定距離。脫硫劑沿鐵水旋轉(zhuǎn)“V”型槽的切線方向順利進(jìn)入鐵水中參與脫硫反應(yīng)，脫硫劑消耗得到了進(jìn)一步降低。

3.3 縮小下料管直徑，減緩下料速度

   鄂鋼煉鋼廠KR脫硫站下料控制閥只有開和關(guān)兩個(gè)動(dòng)作，無法控制下料速度，從而導(dǎo)致下料速度過快。對(duì)此，9月底在進(jìn)行下料管與攪拌器中軸相對(duì)位置調(diào)整的同時(shí)，該廠進(jìn)行了縮小下料管直徑，減緩下料速度的改造。由于下料速度減緩，脫硫劑在鐵水中的分布均勻性得到了提高，脫硫反應(yīng)速度加快，在總脫硫時(shí)間不變的情況下、對(duì)脫硫劑消耗步下降起到了一定的作用。

4 實(shí)施效果

通過5月份在脫硫劑生產(chǎn)中以螢石砂代替螢石粉、8月底到9月份對(duì)下料管傾角及下料速度進(jìn)行持續(xù)探索改進(jìn)，脫硫劑消耗由改進(jìn)前（消耗最低的3月份）的0.281kg/t下降到0.22kg/t以下（消耗情況見表3），使每噸鐵水、每脫0.001%[S]所消耗的脫硫劑下降約0.06kg/t。按鄂鋼煉鋼廠10～11月份平均每爐鐵水脫硫量0.038%計(jì)算，每噸鐵水少用脫硫劑約2.28kg。

5 結(jié)論

為進(jìn)一步降低脫硫劑消耗，經(jīng)對(duì)（除對(duì)攪拌器插入深度、攪拌速度^【3】進(jìn)行優(yōu)化外）影響脫硫劑消耗的原因及改善對(duì)策進(jìn)行分析總結(jié)如下：

1）改變下料管傾角，使脫硫劑以較佳角度和落入點(diǎn)加入鐵水中是進(jìn)一步降低脫硫劑消耗的有效手段之一。

2）控制下料速度和在脫硫劑生產(chǎn)中加入粒度合適的螢石砂等，是降低脫硫劑消耗不可缺少的重要手段。

參考文獻(xiàn)

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