鐵水預處理技術從上個世紀六、七十年代發展起來到現在已經廣泛地應用于提高鐵水質量,發展鐵水應用范圍的新的工藝。其技術也在不斷的發展和完善,目前世界范圍內的鐵水預處理技術不下二、三十種。北京科技大學郭漢杰教授的研究室經過多年研究,已開發成熟世界上最先進的兩種鐵水預處理脫硫工藝方法,即
(1)機械攪拌法,即在日本廣泛流傳的KR法,已經過改進,進入一個新的階段;
(2)噴吹法,鐵水罐頂噴純化鎂脫硫,形成了具有自主知識產權的技術工藝。
噴吹法采用具有較高精度的脫硫劑噴吹量的控制模型(可選擇的和可即時調控的),提高了鎂的利用率,降低噴粉生產成本,同時達到目標硫數值。設備采用高技術噴射器系統;帶氣化室的噴槍;PLC全程程控和計算機操作等。
攪拌法我們也根據其自身的弱點開展了多年的攻關,解決了攪拌頭的壽命和鐵水溫降大的問題。同時攪拌法在使用中還開發了以CaO為主要原料作為脫硫劑,達到了最佳的脫硫指標,同時研究了石灰的活性度和顆粒度的最佳要求。從目前已經投產處理效果看,使用這種廉價且效果良好的脫硫劑,攪拌法亦可以很容易地實現深脫硫的效果。
關于兩種方法的特點:
噴吹冶金在冶煉生產過程的應用非常廣泛,采用噴吹的辦法將脫硫劑加入到鐵水中進行脫硫,顯然是可行的,而且也很容易為人們所接受。然而由于噴吹法不能獲得很好的動力學條件,因此,要想獲得好的脫硫效果,就必須選用好的脫硫劑。否則無法實現深脫硫,而且脫硫效率低,效果不穩定。北京科技大學經過多年的研究已經很好地解決了這個問題。為了解決好動力學條件的問題,側重開發使用更具脫硫效率的脫硫劑,經過多次實驗研究,我們選擇在線單吹或混合鎂粉復合噴吹法,況且重點研究了鎂粒的粒度、鐵水溫度和鐵水液面高度對脫硫動力學的影響,已在國內外核心刊物發表論文5篇,在企業取得了很好的效果。
攪拌法在脫硫過程中的動力學條件得到了根本性的改善,而且還可以用CaO完全替代CaC2取得非常好的脫硫效果,從而省去了使用碳化鈣的危險性。傳統的攪拌法的缺點是攪拌頭的壽命低,鐵水溫降大,這兩個問題,都已得到很好的解決,特別是鐵水溫降問題,通過對脫硫機理和脫硫劑的改進,我們可以把溫降控制在15度范圍內,這一指標很可能是世界先進水平。
兩種工藝方法都有各自的優點,企業可以根據自身的條件選擇。目前我們在兩種方法都有很好的業績,與北京冶金設備研究院合作,有20余套設備在國內企業運行或在建。
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