聶真來

（南京鋼鐵股份有限公司板材事業(yè)部第一煉鋼廠，江蘇 南京 210000）

通過對(duì)高溫鉬絲窯鋼水與BaO-CaO-MgO-AlO3-SiO渣系硫平衡分布的測定，結(jié)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(yīng)爐上進(jìn)行了進(jìn)一步的鋼液深度過濾試驗(yàn)。結(jié)果表明，BaO脫硫劑的脫硫能力強(qiáng)于常規(guī)Cao-CAF脫硫劑。

基于此背景，隨著鋼水冶煉技術(shù)的進(jìn)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(zhì)量。目前，鋼水脫硫主要采用的工藝方法是強(qiáng)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(qiáng)度，然而此方法使用后，頂渣對(duì)鋼液的覆蓋效果不好，鋼液中的氮增幅較大，由此產(chǎn)生的廢品爐次較多，特別是冶煉AP1461、AP1451等低碳低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼種(成分Si≤0.05%)需要脫硫時(shí)，隨著大氬氣流量攪拌的實(shí)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(jìn)入鋼液，因Si、N廢降級(jí)改判的爐次也較多，對(duì)鋼水質(zhì)量及成本影響較大，還由于頂渣變稀薄導(dǎo)致頂渣對(duì)鋼液的覆蓋效果變差，增氮幅度大，易產(chǎn)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(xiàn)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(yè)制作生產(chǎn)硫酸的產(chǎn)業(yè)不斷拓展，并且通常都會(huì)采用冶煉手法，針對(duì)其燃燒出現(xiàn)的煙氣物質(zhì)，實(shí)施開展硫酸生產(chǎn)制作，由此實(shí)現(xiàn)脫硫制酸的最終根本性目標(biāo)。又或者直接基于硫鐵礦來實(shí)施開展硫酸化合物質(zhì)的專業(yè)制作生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)。

而結(jié)合這些專業(yè)制作生產(chǎn)方式，基于冶煉的形式實(shí)現(xiàn)硫酸的專業(yè)制作生產(chǎn)根本性目標(biāo)相對(duì)更為具備環(huán)保型，后者這種方式如若應(yīng)用不當(dāng)，可能會(huì)由于燃燒不充分、渣滓處理不到位、土地資源浪費(fèi)等問題，造成其當(dāng)?shù)氐沫h(huán)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(duì)其燃燒出現(xiàn)的煙氣物質(zhì)，實(shí)施開展硫酸生產(chǎn)制作，由此實(shí)現(xiàn)脫硫制酸的形式相對(duì)更為靠近綠色環(huán)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(tǒng)的精煉鋼料的熔液實(shí)施開展深度脫碳脫硫處理的技術(shù)工藝應(yīng)用相對(duì)更為具備實(shí)踐性，由此能夠有效節(jié)能減排、降低污染排放，由此也能幫助產(chǎn)生一批高濃度硫元素的氧化合物硫酸化合物質(zhì)的專業(yè)制作生產(chǎn)公司。

1 鋼液深脫硫精煉工藝技術(shù)應(yīng)用

鋼液的脫硫一直是冶金工作者所關(guān)注的問題，在實(shí)際生產(chǎn)中常規(guī)鋼種對(duì)硫的要求(0.02%)已經(jīng)很容易達(dá)到。但是隨著用戶對(duì)鋼質(zhì)量要求的不斷提高，特別是高質(zhì)量的管線鋼、容器鋼、耐酸鋼等均要求[S]<0.0050%，甚至<0.0010%，有關(guān)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(zhì)硫酸化合物質(zhì)的專業(yè)制作生產(chǎn)包括間接性的精煉鋼料的熔液實(shí)施開展深度脫碳脫硫處理的技術(shù)工藝的專業(yè)方法，來逐步實(shí)施開展硫酸化合物質(zhì)的專業(yè)制作生產(chǎn)的方法以及直接性的精煉鋼料的熔液實(shí)施開展深度脫碳脫硫處理的技術(shù)工藝的專業(yè)方法，來逐步實(shí)施開展硫酸化合物質(zhì)的專業(yè)制作生產(chǎn)的方法。

1.1 專業(yè)制作生產(chǎn)間

接精煉鋼水要進(jìn)行深度脫碳和脫硫工藝的專業(yè)化方法，要逐步進(jìn)行硫酸化物質(zhì)的專業(yè)化生產(chǎn)，其實(shí)就是采取脫硫工藝來實(shí)現(xiàn)硫氧化合物的富集，從而有效提高硫酸鹽類物質(zhì)專業(yè)化生產(chǎn)的效率。目前，我國更多地采用間接精煉鋼水進(jìn)行深度脫碳脫硫技術(shù)，逐步推行硫酸鹽類物質(zhì)的專業(yè)生產(chǎn)方法，包括CANSOLV技術(shù)、精煉鋼水和深度脫碳脫硫技術(shù)。

LF爐用于爐外精煉設(shè)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(lián)用代替電爐的還原期 可與轉(zhuǎn)爐聯(lián)用生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)合金鋼 也可與RH或VD爐聯(lián)用雙工；如果LF爐配備真空系統(tǒng)對(duì)鋼水進(jìn)行脫氣，則為LFV。

1.2 技術(shù)工藝

直接性的精煉鋼料的熔液實(shí)施開展深度脫碳脫硫處理的技術(shù)工藝的專業(yè)方法，來逐步實(shí)施開展硫酸化合物質(zhì)的專業(yè)制作生產(chǎn)的方法通常是應(yīng)用催化藥液的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)一步轉(zhuǎn)換成硫酸化合物質(zhì)。在我國使用相對(duì)較為多的低濃度直接性的精煉鋼料的熔液實(shí)施開展深度脫碳脫硫處理的技術(shù)工藝的專業(yè)方法，來逐步實(shí)施開展硫酸化合物質(zhì)的專業(yè)制作生產(chǎn)的方法包括托普索煤化工的脫硫技術(shù)工藝以及非穩(wěn)態(tài)反應(yīng)轉(zhuǎn)換技術(shù)工藝。

在托普索煤化工脫硫技術(shù)中，煙氣先加熱到400℃左右，進(jìn)入催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化設(shè)備。在催化反應(yīng)轉(zhuǎn)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(chǔ)上，轉(zhuǎn)化后的煙氣也經(jīng)過中間設(shè)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(shù)

在非穩(wěn)態(tài)反應(yīng)轉(zhuǎn)化技術(shù)中，將非穩(wěn)態(tài)反應(yīng)轉(zhuǎn)化裝置中的催化劑層用熱風(fēng)加熱至40～450℃，然后引入冷態(tài)硫元素復(fù)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?zé)釁^(qū)轉(zhuǎn)移。

這樣，可以在催化劑層的兩端形成傳熱區(qū)，在催化劑層中間形成熱區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)低濃度硫化合物的自熱平衡反應(yīng)轉(zhuǎn)化。由于該技術(shù)已獲得自主專利，托普索煤化工脫硫技術(shù)的應(yīng)用比較早。

2 鋼液深脫硫精煉的技術(shù)工藝應(yīng)用

現(xiàn)如今，國內(nèi)使用相對(duì)較為多的兩種技術(shù)工藝包括LUREC技術(shù)工藝以及預(yù)反應(yīng)轉(zhuǎn)換技術(shù)工藝。

（1）LUREC技術(shù)工藝LUREC技術(shù)在世界上首次得到應(yīng)用。由此可見，該工藝較常規(guī)工藝有較大的優(yōu)勢，從根本上降低了裝置的投資成本和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)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(yīng)，由此充分加強(qiáng)其硫酸專業(yè)制作生產(chǎn)的效率，并且進(jìn)一步強(qiáng)化其獲取硫酸濃度，由此大大提升了硫酸化合物質(zhì)的生產(chǎn)制作效用價(jià)值，同時(shí)也有效達(dá)到綠色環(huán)保的根本性目標(biāo)。

（2）另一路進(jìn)入主反應(yīng)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，使混合后硫元素的化合物質(zhì)濃度以及原設(shè)計(jì)相同，再深入開展后續(xù)常規(guī)硫酸化合物質(zhì)的專業(yè)制作生產(chǎn)。預(yù)反應(yīng)轉(zhuǎn)化技術(shù)主要是對(duì)高濃度的硫化物進(jìn)行稀釋，然后深入進(jìn)行常規(guī)硫化物的專業(yè)生產(chǎn)工藝，通常對(duì)含硫量超過14%的干廢氣進(jìn)行一定比例的預(yù)處理，已吸收的廢氣分為兩種方式，一種方式在轉(zhuǎn)化階段的頂部返回吸收系統(tǒng)，與高硫化物混合，以調(diào)節(jié)硫化物濃度和氧硫比；另一種方式是進(jìn)入反應(yīng)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，使混合后的硫化合物濃度與原設(shè)計(jì)相同，然后引領(lǐng)后續(xù)專業(yè)生產(chǎn)常規(guī)的硫酸鹽化合物。

3 鋼液深脫硫精煉技術(shù)工藝的前景分析

在我國，不銹鋼熔體的大部分煙氣現(xiàn)在由低濃度的含硫化合物組成。今后，隨著熔融技術(shù)的實(shí)際改進(jìn)和富氧技術(shù)的發(fā)展，高濃度硫化物和硫酸鹽化合物的專業(yè)化生產(chǎn)將成為必然趨勢。

在實(shí)驗(yàn)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(duì)鋼液深脫硫的影響。研究證明，鋼中氧位對(duì)脫硫的影響很大，當(dāng)鋼液中氧位較高時(shí)鋼液深脫硫很困難；初始硫含量對(duì)終點(diǎn)硫的影響很大，要想獲得較低的終點(diǎn)硫含量，初始硫含量應(yīng)該嚴(yán)格控制；同時(shí)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(jié)語

在鋼液精煉時(shí)，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(dòng)態(tài)噴吹石灰粉以及碳粉實(shí)施開展深脫硫，既能保證鋼液合理脫碳脫硫，是脫硫動(dòng)力學(xué)條件得以改善，脫硫的效率得以提高，冶煉時(shí)間變短，又能降低電耗以及電極的損耗，使生產(chǎn)成本降低。此次研究基于精煉鋼料的熔液實(shí)施開展深度脫碳脫硫處理的技術(shù)工藝，由此深入開展高效脫硫處理系統(tǒng)應(yīng)用，很如認(rèn)知精煉鋼料熔液的高效脫硫技術(shù)工藝的專業(yè)方法的技術(shù)工藝特點(diǎn)，由此針對(duì)其冶煉煙氣體系中如何進(jìn)一步催化生產(chǎn)制作其高濃度的硫酸化合物質(zhì)，與此同時(shí)也能夠達(dá)到綠色減排要求?；诖耍槍?duì)其基于精煉鋼料的熔液實(shí)施開展深度脫碳脫硫處理的技術(shù)工藝深入開展冶煉煙氣制酸方法應(yīng)用展開全面認(rèn)知，并且針對(duì)性提出優(yōu)化對(duì)策，希望能夠?yàn)橥愌芯刻峁└嗫尚行匝芯績r(jià)值。