水与镁粉之间的化学产生氢气，同时释放热量，在潮湿的环境中，镁能自燃， 并有爆炸的危险。
镁燃烧后，绝对禁止用水施救，其它一般的火灾施救方法无法奏效。
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
3.5复合脱硫剂 －－为提高脱硫效率和脱硫剂的利用率，
改善脱硫过程的控制稳定性和可操作性，以前 述的某一种脱硫剂为基础，通过加入部分另一 种脱硫剂或其它稳定、促进物质所制成的改良 脱硫剂，在实际工业生产被大量采用。
2. 不同含硫量控制方式的特点与比较
2.6产品含硫量控制成本 研究表明：钢铁制造流程各工序脱除单位质量
硫的成本高低顺序为： 钢冶炼（转炉）﹥二次精炼（钢包炉）﹥炼铁 （高炉）﹥铁水预处理 结论：现代化钢铁制造流程中，都配备有功能 完备的铁水炉外预处理（脱硫）手段
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
▼炉渣粘度增高，高炉生产效率降低； ▼铁水中硅含量增高，给后续炼钢生产增加额外的负担； ▼高温铁水过程温降大，碳损失大，污染严重。
2. 不同含硫量控制方式的特点与比较
2.3炼钢炉内脱硫 ◆炼钢整个过程是氧化气氛下完成的，炉内渣 钢间的分配比(S)/[S]仅为2-4，脱硫效率低；高 硫铁水的脱硫率也仅可为30%-40%，低硫铁水 往往会有一定的增硫； ◆通过石灰的大量加入，提高炉渣碱度，可一定 程度地改善脱硫的热力学条件，但同时由于炉 渣变稠，脱硫动力学变差，甚至影响其它炉内 反应。
有： Ｎａ2ＣＯ3 ＣａＣ2 ＣａＯ Ｍｇ等
及以其为基础的复合脱硫剂。
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
3.1 Ｎａ2ＣＯ3基钠系脱硫剂 Ｎａ2ＣＯ3有很强的脱硫能力，我国在20世纪50年代
就采用洒入高炉出铁沟脱硫的方法； 脱硫反应式：
（Ｎａ2ＣＯ3 ）＋〔S〕＋2〔C〕＝（Na2S）＋ 3CO 由于在1250℃以上易挥发形成大量白色浓雾，腐蚀性 强，污染环境。 Ｎａ2ＣＯ3分解吸热量大， 生成的Na2O进入渣中使渣 变稀，不易扒渣，除渣困难； 价格相对较高，所以已不单独作为脱硫剂使用，仅用 于某些复合脱硫剂的辅助成分。
2. 不同含硫量控制方式的特点与比较
2.1 采用低硫含量的原、燃料 钢中硫的来源主要是铁水，铁水中硫的来源主 要是矿石和焦碳，其次是一些辅料 精料入炉，采用低硫原、燃、辅料 问题：
◆高价格－高成本 ◆资源缺乏
2. 不同含硫量控制方式的特点与比较
2.2高炉脱硫
通过刻意的调配和控制，使原燃料带入的硫大部分进 入高炉渣而脱除。过去用这种方法生产的铁水能够基 本上满足炼钢的需要。
4～6
＜0.005
10～ 深脱、高温、
20
细磨
Mg
2.1×104 1.6×10-5
喷吹
0.4～0.6 ＜0.005
10～ 深脱、低温、 15 时间短
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
◆脱硫剂的选择
安全因素 环境保护/员工健康 成本 脱硫能力/效率 资源利用率 形成硫化物的性状 对耐火材料的侵蚀程度 对操作影响
典型代表装备配置
京唐曹妃甸钢铁公司（2009.05）
5000m3高炉 敞口325t铁水包
（大型铁水包“一包到底”设计） KR法铁水脱硫预处理装置 300t铁水脱磷预处理转炉 300t炼钢脱碳转炉
4.主要铁水预处理脱硫工艺方法
4.1 当前主流铁水预处理脱硫的工艺方法 鱼雷罐喷吹法
镁脱硫剂的安全：
金属镁粒的着火温度为540℃～650℃,粒度愈细，着火温度愈低。镁粒与水之 间可发生如下反应：
Mg(S)+H2O=MgO+H2 △Gº= -84100+12.81T Cal/mol 释放热量：Q1=75.38 千卡／摩尔
Mg(S)+1/2O=MgO(S) △Gº= -143000+25.91T Cal/mol 释放热量：Q2=143.7 千卡／摩尔
钢铁制造流程脱硫工艺
经济性评价
1.制造流程的工艺经济性及经济性评价
1.1经济性与经济性评价的重要性 作为一个企业，追求效益是其生存发展之本。大从生产经营，
小至具体子过程的控制，无不以讲求和实现经济性为目标的。 实现经济性，就必须首先认真研究影响系统、过程投入产出效
能的诸因素以及其变化、相互关联的规律和影响的程度，也就 是要进行经济性评价。经济性评价首先是技术层面的。 经济性评价是在科学性原则，可行性原则，层次性原则，全面 性与重点性相统一，相对独立性等原则的基础上，根据过程投 入产出、成本收益特点建立起来的。首先是科学性和层次性原 则。分析因素的体系结构、因素的舍取等都要有科学的依据。 经济性评价是获得经济性的基础。 目标：诸多经济的过程构筑的系统。
2. 不同含硫量控制方式的特点与比较
2.5钢水二次精炼脱硫
对许多钢种而言，钢水炉外精炼的重要任务之 一是脱硫。钢包炉（LF）脱硫的（S）/[S]可高 达200，有较高的脱硫率，但成本高，只能用 于钢种要求硫含量很低，脱硫总量不多的场合 ，是对进一步脱除硫的补充。同时，在精炼脱 硫过程中会还原渣中的磷和硅，钢水脱硫还会 增氮和增氢，对许多钢种产生不利影响。
3.6 四种常用脱硫剂效果比较
脱硫剂 平衡常数 K
平衡[%S]
CaO基 6.5
3.7×10-3
脱硫 工艺
搅拌
单耗kg/t
终点 [%S]
6～10 ＜0.002
温降 ℃
20～ 30
脱硫特点
成本低、深 脱
Na2O
5.00×10-
3
4.8×10-7
喷吹
5～7
＜0.003
20～ 挥发、浸蚀、
30
污染
CaC2 6.9×105 4.9×10-7 喷吹
◆脱硫过程对最终钢的成分及性能不会产生不利影 响。
2. 不同含硫量控制方式的特点与比较
铁水脱硫相对于钢水脱硫的不利因素 ◆由于后续炼钢的氧化过程，铁水脱硫后必
须进行扒渣，尽可能去除富集硫的浮渣，不可 避免地同时携带走一定量的金属铁，产生一定 的经济损失和环境污染；
◆由于后续炼钢过程中加入大量冷却剂和熔 剂所携带入了硫，而炼钢过程渣钢间硫的分配 比却很低（一般（S）/[S]为2-3），从全过程 系统地看，铁水脱硫的高效率，被很大程度地 打了折扣；
1.制造流程的工艺经济性及经济性评价
具体化的系统目标：提升竞争力－采用最高效、 最经济、最环保和最好资源利用率的生产方式为 客户、为社会提供最好性价比的高质量、高满意 度产品。
具体化的过程目标：优化的脱硫工艺，成为具有 高性价比的、经济的系统子过程。
1.制造流程的工艺经济性及经济性评价
1.2经济性是设计出来的 对具体的脱硫工艺过程通过过程理论、设备功
原料来源广泛，价格低廉； 易于加工、运输、贮存，使用简便、安全； 铁水温度高时，脱硫效率提高，脱硫剂耗量下降，
更有利于大型高炉铁水的脱硫； 可以形成稳定的固态脱硫渣，利于扒渣，对延长罐
衬寿命有利； 脱硫剂单耗高、渣量大，不易进行后续处理，对环
境造成污染； 粉剂易凝聚结块，降低反应界面，不利于喷吹。
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
3.5复合脱硫剂
复合脱硫剂主要类型：
Mg基：
Mg+CaO；Mg+CaC2；
CaO基： CaO+CaF2； CaLeabharlann +CaF2+Al；
CaO+Na2CO3； CaO+CaCO3 ；
CaC2基： CaC2 +CaCO3 ； CaC2 +CaO ；
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
3.4金属镁及Ｍｇ基脱硫剂 脱硫效率高，消耗量少，处理时间短，温度损失少； 脱硫过程中Mg蒸发对平稳高效率脱硫有一定影响； 利用率随着铁水温度升高或加入深度减少而降低； 产物为固态硫化镁，对耐火材料侵蚀较轻； 金属镁价格昂贵。
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
3.4金属镁（Ｍｇ）基脱硫剂 金属镁和硫有极高的亲和力，反应区动力学条件
非常好，反应迅速而且十分强烈。 Mg脱硫反应式为：
[Mg] /(Mg)＋〔S〕＝（MgS） 镁为碱土金属，其熔点与沸点都较低，熔点为
651℃，沸点是1107℃，在铁水存在的温度下呈 气态； 金属镁活性很高，易燃易爆，加工、运输和储存 安措要求高，作为脱硫剂必须作钝化处理；
3.3 CaO基钙系脱硫剂
脱硫能力较强，脱硫效率高，脱硫率可高达98%； CaO脱硫反应式为：
CaO(S)+[S]+C(S)=CaS(S)+CO(g)
（1）
2CaO(S) +2[S] +[Si]=2[Fe] +2CaS(S)+SiO2 (S) （2）
3.铁水预处理常用脱硫剂及其特性比较
3.3 CaO基钙系脱硫剂
部分国家炼钢用石灰技术指标
美国 日本 英国 德国 俄罗斯 中国
成 CaO >96
分 w/%
SiO2
S
<1 0.035
>92 >95 >87～95
<2
<0.02 0
<1
<0.05 0
<0.05
>90～92 >90
<2 <0.04
<3
<0.10/ 0.05
烧减/% <20 <30 <25 <30 <20 <4
H2 + 1/2O2 = H2O(g) △Gº= -58850+13.12T Cal/mol 释放热量：Q3=57.8 千卡／摩尔
上述反应释放热量很大。在一定条件下反应也非常激烈。特别是镁粒与水的 反应生成H2 ， H2 积累到一定浓度后，很容易引起爆炸。另外空气中镁粉粉 尘达到一定浓度后也易发生爆炸。虽然在镁粉生产加工时已经注意到这个问 题，但是依然会有过细镁粉产生，因此，必须保证镁粉区域的空气畅通。还 有，镁粉与氮气和二氧化碳也能发生反应。