鋼液深脫硫精煉工藝的研究

聶真來

（南京鋼鐵股份有限公司板材事業部第一煉鋼廠，江蘇 南京 210000）

通過對高溫鉬絲窯鋼水與BaO-CaO-MgO-AlO3-SiO渣系硫平衡分布的測定，結果表明：在CaO-MgO-AlO3-SiO渣系中BaO添加能顯著提高渣的硫容，并在感應爐上進行了進一步的鋼液深度過濾試驗。結果表明，BaO脫硫劑的脫硫能力強于常規Cao-CAF脫硫劑。

基于此背景，隨著鋼水冶煉技術的進步，大氬氣流量攪拌脫硫成為不可或缺的方法，然而氬氣流量大，鋼液裸漏面也大，鋼液從空氣中吸收的氮也就多，鋼中氮含量的增加直接影響鋼材的質量。目前，鋼水脫硫主要采用的工藝方法是強化鋼液及頂渣脫氧、增加活性石灰加入量、高溫及增大鋼包底吹氬強度，然而此方法使用后，頂渣對鋼液的覆蓋效果不好，鋼液中的氮增幅較大，由此產生的廢品爐次較多，特別是冶煉AP1461、AP1451等低碳低硅鋁鎮靜鋼種(成分Si≤0.05%)需要脫硫時，隨著大氬氣流量攪拌的實施開展，頂渣中(CaO)含量逐漸降低及頂渣的透氣性變差，渣中的(SiO)被鋼液中的鋁元素置換出進入鋼液，因Si、N廢降級改判的爐次也較多，對鋼水質量及成本影響較大，還由于頂渣變稀薄導致頂渣對鋼液的覆蓋效果變差，增氮幅度大，易產生廢品，因此需要一種即能快速脫硫，又能保證鋼中[Si]、[N]成分合格的新脫硫方法。

現如今，我國含硫元素的資源日漸稀缺，而不少擯除硫磺元素并且專業制作生產硫酸的產業不斷拓展，并且通常都會采用冶煉手法，針對其燃燒出現的煙氣物質，實施開展硫酸生產制作，由此實現脫硫制酸的最終根本性目標。又或者直接基于硫鐵礦來實施開展硫酸化合物質的專業制作生產，最終實現生產目標。

而結合這些專業制作生產方式，基于冶煉的形式實現硫酸的專業制作生產根本性目標相對更為具備環保型，后者這種方式如若應用不當，可能會由于燃燒不充分、渣滓處理不到位、土地資源浪費等問題，造成其當地的環境污染影響，反而造成不可挽回的后果。

基于此，基于采用冶煉手法，針對其燃燒出現的煙氣物質，實施開展硫酸生產制作，由此實現脫硫制酸的形式相對更為靠近綠色環保要求，特別與雙氧水脫硫模式相融合之后，高效脫硫處理系統的精煉鋼料的熔液實施開展深度脫碳脫硫處理的技術工藝應用相對更為具備實踐性，由此能夠有效節能減排、降低污染排放，由此也能幫助產生一批高濃度硫元素的氧化合物硫酸化合物質的專業制作生產公司。

1 鋼液深脫硫精煉工藝技術應用

鋼液的脫硫一直是冶金工作者所關注的問題，在實際生產中常規鋼種對硫的要求(0.02%)已經很容易達到。但是隨著用戶對鋼質量要求的不斷提高，特別是高質量的管線鋼、容器鋼、耐酸鋼等均要求[S]<0.0050%，甚至<0.0010%，有關這些鋼種深脫硫的研究還不夠成熟，如圖1所示。

圖1 鋼液深脫硫精煉工藝流程

低濃度硫元素的化合物質硫酸化合物質的專業制作生產包括間接性的精煉鋼料的熔液實施開展深度脫碳脫硫處理的技術工藝的專業方法，來逐步實施開展硫酸化合物質的專業制作生產的方法以及直接性的精煉鋼料的熔液實施開展深度脫碳脫硫處理的技術工藝的專業方法，來逐步實施開展硫酸化合物質的專業制作生產的方法。

1.1 專業制作生產間

接精煉鋼水要進行深度脫碳和脫硫工藝的專業化方法，要逐步進行硫酸化物質的專業化生產，其實就是采取脫硫工藝來實現硫氧化合物的富集，從而有效提高硫酸鹽類物質專業化生產的效率。目前，我國更多地采用間接精煉鋼水進行深度脫碳脫硫技術，逐步推行硫酸鹽類物質的專業生產方法，包括CANSOLV技術、精煉鋼水和深度脫碳脫硫技術。

LF爐用于爐外精煉設備，精煉的基本目的可以是通過加熱電弧、攪拌底吹氬氣、脫氧、脫硫、去除非金屬夾雜物和合金化。LF爐可以精確控制鋼水成分及熔化溫度 可與電爐聯用代替電爐的還原期 可與轉爐聯用生產優質合金鋼 也可與RH或VD爐聯用雙工；如果LF爐配備真空系統對鋼水進行脫氣，則為LFV。

1.2 技術工藝

直接性的精煉鋼料的熔液實施開展深度脫碳脫硫處理的技術工藝的專業方法，來逐步實施開展硫酸化合物質的專業制作生產的方法通常是應用催化藥液的基礎標準，將低濃度的硫元素的氧化合物直接氧化成三氧化硫，從而進一步轉換成硫酸化合物質。在我國使用相對較為多的低濃度直接性的精煉鋼料的熔液實施開展深度脫碳脫硫處理的技術工藝的專業方法，來逐步實施開展硫酸化合物質的專業制作生產的方法包括托普索煤化工的脫硫技術工藝以及非穩態反應轉換技術工藝。

在托普索煤化工脫硫技術中，煙氣先加熱到400℃左右，進入催化反應轉化設備。在催化反應轉化裝置中，硫元素的氧化合物被催化氧化為三氧化硫。在此基礎上，轉化后的煙氣也經過中間設備處理，處理溫度迅速下降到300℃，如圖2所示。

圖2 煤化工脫硫技術

在非穩態反應轉化技術中，將非穩態反應轉化裝置中的催化劑層用熱風加熱至40～450℃，然后引入冷態硫元素復合材料。如果釋放的熱量使催化劑層增加到一定值，則冷硫化物的方向立即改變到催化劑層，催化劑層的高溫熱區轉移。

這樣，可以在催化劑層的兩端形成傳熱區，在催化劑層中間形成熱區，從而實現低濃度硫化合物的自熱平衡反應轉化。由于該技術已獲得自主專利，托普索煤化工脫硫技術的應用比較早。

2 鋼液深脫硫精煉的技術工藝應用

現如今，國內使用相對較為多的兩種技術工藝包括LUREC技術工藝以及預反應轉換技術工藝。

（1）LUREC技術工藝LUREC技術在世界上首次得到應用。由此可見，該工藝較常規工藝有較大的優勢，從根本上降低了裝置的投資成本和運行成本，實現了較高的熱回收率和較低的硫氧排放濃度。基于雙氧水的氧化反應，由此充分加強其硫酸專業制作生產的效率，并且進一步強化其獲取硫酸濃度，由此大大提升了硫酸化合物質的生產制作效用價值，同時也有效達到綠色環保的根本性目標。

（2）另一路進入主反應轉換系統，使混合后硫元素的化合物質濃度以及原設計相同，再深入開展后續常規硫酸化合物質的專業制作生產。預反應轉化技術主要是對高濃度的硫化物進行稀釋，然后深入進行常規硫化物的專業生產工藝，通常對含硫量超過14%的干廢氣進行一定比例的預處理，已吸收的廢氣分為兩種方式，一種方式在轉化階段的頂部返回吸收系統，與高硫化物混合，以調節硫化物濃度和氧硫比；另一種方式是進入反應轉化系統，使混合后的硫化合物濃度與原設計相同，然后引領后續專業生產常規的硫酸鹽化合物。

3 鋼液深脫硫精煉技術工藝的前景分析

在我國，不銹鋼熔體的大部分煙氣現在由低濃度的含硫化合物組成。今后，隨著熔融技術的實際改進和富氧技術的發展，高濃度硫化物和硫酸鹽化合物的專業化生產將成為必然趨勢。

在實驗中分別考察了鋼液氧位、初始硫含量、溫度及脫硫粉劑中合金添加情況等各種工藝因素對鋼液深脫硫的影響。研究證明，鋼中氧位對脫硫的影響很大，當鋼液中氧位較高時鋼液深脫硫很困難；初始硫含量對終點硫的影響很大，要想獲得較低的終點硫含量，初始硫含量應該嚴格控制；同時較高的溫度和脫硫劑中添加部分金屬粉劑有利于鋼液的深脫硫。

4 結語

在鋼液精煉時，基于中空電極往所述待精煉鋼料中噴吹石灰粉碳粉氬氣混合粉氣流以使鋼液深脫硫，基于中空電極動態噴吹石灰粉以及碳粉實施開展深脫硫，既能保證鋼液合理脫碳脫硫，是脫硫動力學條件得以改善，脫硫的效率得以提高，冶煉時間變短，又能降低電耗以及電極的損耗，使生產成本降低。此次研究基于精煉鋼料的熔液實施開展深度脫碳脫硫處理的技術工藝，由此深入開展高效脫硫處理系統應用，很如認知精煉鋼料熔液的高效脫硫技術工藝的專業方法的技術工藝特點，由此針對其冶煉煙氣體系中如何進一步催化生產制作其高濃度的硫酸化合物質，與此同時也能夠達到綠色減排要求。基于此，針對其基于精煉鋼料的熔液實施開展深度脫碳脫硫處理的技術工藝深入開展冶煉煙氣制酸方法應用展開全面認知，并且針對性提出優化對策，希望能夠為同類研究提供更多可行性研究價值。