见表 ４ 。
表 ４ 优化 前、后镁粒利用率对 比
尺寸及与轴 向的夹角越大 ，可 以促进镁粒气化和溶
解， 并延长镁粒在铁水中的脱硫时间 ，增大搅拌效
果， 使其在铁水罐中可以得到充分反应 。为此 ，根
据现场实际使用情况，优化喷枪参数 ，增大脱硫反 应空间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，提高脱硫效率和镁粒利用率。因此 ，设计
平均 回硫 为 ０ ０８ ， ．０ ％ 使得转炉冶炼终点硫含量偏
高， 导致个别成品钢的硫超出内控范围， 限制了低硫 钢的钢种的开发及产能的提升。
３ 镁粒脱硫 技术研 究
３ １ 镁 粒脱 硫机 理分 析 ．
１ 生产 线主要概 况
目前 主要 工艺 设 备有 ： 硫 站 １个 （ 脱 五脱 五 扒 ）６０ ｔ ， 混铁炉 ２座 ，０ｔ ０ ５ 转炉 ３座 ，０ｔ 炉 １ ６ 转 座 ， Ｌ 精炼炉 ２ ， Ｌ ５ ｔＦ ０ 座 ６ ｔ Ｆ精炼炉 １ ， ０ 座 简易吹
．
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优化后 。 １ ￣００ ‘ ８ ．９ ０ ０ ０６ （． ３ ）
。０ ５ｏ３ 如 。０＿ｌ） ￣． ００ ｏ （
１３０ ３４ ７ ） ３＿１ （３ ６． － ） ．． ２ ４ ３ ５－ ２ ９ （
７￣ ） ０ ．９ ３３ ． ５ ３
４
关键 词 ：镁粒 喷枪 回硫 高效 快速脱硫 技 术
０ 前 言
股份炼钢厂 １ ４ 连铸机生产线对应公司轧材 ～ 均为中低档次产品 ，工艺流程采用吹氩直上工艺 ， 钢水不经 Ｌ 处理 ，铁水预处理之后没有有效去除 Ｆ 硫的工艺 ，而 目前的铁水预处理脱硫效率较低 ， 脱 后回硫严重 ，制约 了后道工序的顺行。１ ４转炉 ～ 铁水 ９ ％以上来 自股份炼铁厂 四座小高炉 ，铁水 ０ 成分 、温度波动较大 ，不能满足转炉快节奏 、优质 稳产和操作平稳的需求 ，急需研究应用高效快速脱 硫技 术 。
采用马达驱动齿条 ，通过齿轮实现扒头开合 ，可根 据不 同的铁水罐灵活变动其开合角度 ，其对铁水罐 表面的覆盖度达到最大 ，利用扒头的制作弧度能最 大限度的将铁水渣子扒出，提高扒渣效率。
脱硫效率和镁粒利用率 ，满足了转炉快节奏生产及 吹氩 直 上工艺 的需 求 。
３ ）通过 自主设计 的弧形扒头 ，提高 了扒渣效 率及扒渣洁净度 ，减轻了回硫 。
镁粒脱硫反应机理分析 ： 镁粒脱硫主要存在 以 下 反应 ： ｛ｇ Ｍ ｝＋［ ］＝Ｍ Ｓ ｓ ， ＝ 一１４ １０＋ Ｊ ｓ ｇ （） △ ０ ０
４ ． ７ …… …… …… …・ ４０ Ｔ …… ……… …… …・ １ ・（ ）
氩站 ４ ， 台带钢坯连铸机 ， 座 １ ２台小方坯连铸机 ， ｌ 台矩形坯连铸机 ， 主要冶炼钢种有普碳和低合金钢。 铁水 预处理 工艺 流程 见 图 １ 所示 ：
｛ ｇ ＝［ ｇ ， ｏ １７ ０ ３ ． Ｔ Ｍ ｝ Ｕ ］ Ａｃ ＝ １ ０— １４ ４
… … … … … … … … … … … … … … … … …
（） ２
［ｇ Ｍ ］＋［ ］＝Ｍ Ｓ ｓ ， ０ 一１２ １６＋ ． ｓ ｇ （ ） △Ｇ ＝ ３ ８
５ ． ８ … …… …… …… ……… …… …… …… （ ） １５ Ｔ ３
参 考文 献
［ ］杨世山 ，于珩 ，等 ．中磷铁水预 处理脱磷 脱硫 工艺研 １ 究 ［ ］。钢铁 ，１９ ，（ Ｊ ９ ６ 增刊 ） ９２ ． ：１ － ４
４ 应 用 效 果 和 分 析
１ ）通过新型 、快速气化室喷枪结构尺寸优化
［ ］杜 秀峰 ，魏海 ，熊志钢 ，等 ．提 高纯镁脱硫 利 用率 的 ２
铁冶金专业 。助理工程师 ， 主要从事炼 钢工艺管理工作 。
３ ２
莱钢 科技
２１ ０ １年 １ Ｏ月
颗粒镁表 面均匀覆盖一层抗氧化层 ， 使颗粒镁 表 面无金 属光 泽 、 无浮 游粉 尘 ， 由抗氧 化层 与钝 化 再
液反 应生 成 致 密 钝 化 层 ， 后 在 ３０ｃ恒 温 中干 燥 最 ０ｏ
２ ）将扒渣头形状设计为弧形 ，提高了扒渣效
率，扒渣裸露面由 ６ ％提高到 ８ ％ ，大大减少 了 ５ ５ ３５ 设计弧形扒头 。 ． 提高扒渣洁净度。减轻回硫 纯镁粒脱硫 ，脱后渣较稀 ，渣铁不易分离，不 易扒除，脱后回硫严重。平板形扒头 ，扒渣过程不 能将渣子汇拢在一块 ，渣子随着扒头的后移而向两 边分散 ，造成扒渣不干净 ，扒渣时间长 ，脱后回硫
颗 粒镁黻
／
图 ２ 颗粒镁粒度 与脱硫 率的关系
３２３ 确定的镁粒理化指标 ， ．． 见表 １ 。
表 １ 钝化镁粒理化指 标
钝化镁粒 Ｍ 含量 水分 自 ｇ 然安息角
指标 ≥９％ ≤Ｏ５ ２ ．％ ≤０ ３。
粒度
阻 燃时问
图 ４ 喷 枪 插 入 深 度 调 整 前 后 搅 拌 效 果 模 拟
２ 目前脱硫工序存 在 问题
炼钢厂脱硫站有五个扒渣位及五个脱硫位 ， 脱
硫、 扒渣复合设置 ， 采用镁粒脱硫工艺 ， 目前吨铁每 脱 ０ ０ １ ｓ 镁粒消耗 ００３ ｇ 镁粒利用率仅 ．０ ％［ ］ ．２７ｋ ，
达到 ３． ２ 与同行业最好水平相比， ４６ ％， 脱硫效率偏 低， 差距较大 ； 另一方面， 由于扒渣不净 ， 回硫严重 ，
严重 。
回硫量 ，由００ ８ ．０ ％降低到 ００ ２ 。 ．０ ％
５ 结 语
１ ）通过高效 、快速的深脱硫技术 的研究 ，提
高了铁水脱硫工艺的稳定性和可靠性。 ２ 通过改 进 喷枪 气化 室 结 构 尺 寸 、设计 最佳 ）
喷枪插入深度等高效快速脱硫技术的研究 ，提高了
改进 后 的扒 渣 头 为 弧 形 ，由 中间 １ 主扒 头 、 个 两边 ２个 副扒头 外层 包裹 耐火 材料 组成 ，扒 头设 计
０３— ． ｎｌ１ ２ ． １２／ ５－ ５ｓ ｎ
３ ３ 喷枪 最佳 插入 深 度设 计 ．
３４ 新型、快速气化室喷枪结构尺寸优化 ． ３４ １ 喷枪气化室的作用及反应机理 ．． 在纯镁粒脱硫反应中，镁从罐底上浮至铁水液
喷枪在铁水罐中的位置对流动状态及循环区各 部分 的形成及 比例会有重要影响 ， 其枪位越低 ， 混匀 效果越好 。枪位影响着镁 的气化和溶解 ， 喷枪插人 深度浅 ， 镁气泡上浮距离缩短 ， 来不及溶解和反应就 可能溢出， 而且插入过浅 ， 熔池 的搅拌能力也减弱 ，
Ｇ ｕ Ｘｉｙ ｎ ， Ｃ ｅ ｅ ｇ Ｗ ｅ Ｗ ｅ ， Ｚ ａ ｈ ｎ ｇ ｎ ｏ ｎｏｇ ｈ ｎＦ ｎ ， ｉ ｉ ｈ ｏ Ｓ ｅ ｇｏ ｇ
距罐底 ２０ ｍ， 图 ３中可 以看 出， ０ｍ 从 喷枪插入 深度
水 ，或以小气泡的形式上浮 ，并在上浮的过程中继 续溶入铁水或直接与铁水 中的硫 接触 发生脱硫反
应 。同时在载流气体 的搅拌下 ，促进 了铁水中硫的
传质 ，使铁水中溶解的镁及气泡中的镁与其进行充
分快速的反应。 ３４２ 结构优化 ．．
莱 钢科 技
第 ５期 （ 第 １５期 ） 总 ５
高 效快 速脱 硫 技 术 的研 究 与 实践
勾新 勇，陈 峰 ，魏 薇 ，赵圣功 （ 炼钢厂 ）
摘
要 ：对镁粒脱硫机理进行深入分析 ，查找影响快速脱硫和提 高镁粒利用率的关键 因素，
对喷枪气化室结构尺寸进行优化 改进 ，设计、优化喷枪最佳插入深度 ，改造扒头，减轻回 硫 ，形成 了高效 、快速 脱硫技 术 ，满足 了转 炉 快节奏 生产及 吹 氩直￣ ｘ 艺的 需求 。 －
包装的气密性而暴露 于空气 中时 ， 钝化层可能吸潮
使镁粒结块 ， 镁也会产生水合作用而生成氢氧化物 ， 影响镁 的脱硫效果 ， 喷吹时甚至堵塞喷枪 ， 以致于脱 硫 中断或酿成大喷事故 。 ３２ ２ 镁粒粒度要求 ．． 颗粒镁 的粒度组成及均匀性影响脱硫率。镁粒 过细 ， 则气化速度快 ， 溶解的镁减少 ， 造成镁的浪费 ； 镁粒过粗 ， 则溶解速度慢 ， 同样会减少溶解 的镁 。从 图 ２ 颗粒镁粒度与脱硫率的关系图） （ 可看出适当增 加 ０６— ． ｍ镁粒所 占的 比例 ， ． ０９ｍ 减少过粗过细镁 粒的 比例 ， 可提高脱硫效率。
研究发现 ，喷枪气化室的喇叭 口结构尺寸对铁
３ ３
勾新勇。等 ：高效快速脱硫技术的研究与实践
水 罐 内 的流场及 混匀 效果 有较 大影 响 ，喇叭 口结构
第５ （ 期 总第 １５ ） ５期 了镁蒸汽在铁水 中的停 留时间，提高 了镁粒利用 率 ，吨铁每脱 ００ １ ［ ］镁粒消耗 由 ００３ ｇ ．０ ％ Ｓ ．２７ｋ 降低到 ０ ０８ ｇ ． １８ｋ ，对 比优化前 、后的镁粒利用率
作者简介 ： 勾新勇（ ９４一）男 ， ０ 年 ７月毕业 于重庆科技学 院钢 １８ ， ２ ７ ０
脱硫效果， 应尽快气化形成气泡并溶入铁水上浮 ， 缩 短镁蒸汽在铁水中的混匀时间 ， 延长镁蒸汽在铁水
中的停留时间 ， 减少镁蒸汽溢出铁水表面。 ３ ２ 镁 粒理 化指 标 的确 定 ． ３２ １ 钝化镁粒的基本特征 ．．
研究 ［ ］．炼钢 ，２０ ，２ （ ） １３ ． Ｊ ０ ６ ２ ４ ：３ —４
和最佳喷枪插入深度的设计 ，改善了脱硫反应动力
学 条件 ，缩短 了镁 蒸 汽在铁 水 中的混 匀时 间 ，延 长
特邀 编辑 ：张 永青
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ａｃｉ ｅ ｏ 【ｈ－ｆ ｃｅ ｃ ｎｄ Ｒａ ｄ ｓ ｆ ｉ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｉ ｓ ｓ ａ ｃ ｎ Ｐｒ ｔｃ ｆ Ｈｉ ｅ ｉ ｎ ｙ ａ ｐｉ Ｄｅ ｕｌｕｒｚ ｔｏ ｃ ｏ ｏｇｅ ｇ ｉ
距罐底越深， 脱硫效率越高。
脱水即可获得 。该法获得钝化颗粒镁流动性好 ， 钝 化层限制 了镁 的活性 ， 减少 了镁在高温时的自燃 ， 使