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转炉炼钢脱硫工艺分析 　　摘要：本文介绍了炉内脱硫和炉外脱硫，单喷颗粒镁、复合喷吹，合成精炼渣对钢水脱硫的影响，以及各种脱硫工艺效果之间的比较。 　　关键词：脱硫工艺；精炼渣；效果分析 　　0前言 　　硫对钢的性能会造成不良影响，钢中硫含量高，会使钢的热加工性能变坏，造成钢的“热脆”性。硫在钢中以FeS的形式存在，Fe与FeS组成的共晶体的熔点FeS的更低。液态的Fe与FeS虽然可以无限互溶，但固溶体中的溶解度很小，仅为0.015%-0.02%时，钢夜在凝固过程中由于偏析使得低熔点Fe-FeS共晶体分布于晶界处，在热加工过程中晶界处的共熔体熔化，钢受压时晶界破裂，即发生“热脆”现象如钢中（Mn）高，也以[MnS]的形式存在，当钢中含氧高时（钢水过氧化），“热脆”更加严重。硫对钢的机械性能产生不良影响，使钢的塑性变差，特别是使钢材的横向塑性变差。硫使焊接性能变坏，含硫钢材在焊接时往往出现高温龟裂，同时在焊接过程中硫会氧化成SO2逸出，在焊缝中造成气孔。硫对钢还有一种好的影响，即它能改善钢的切削性能。硫化锰，特别是稀土硫化物的这一作用更为显著。基于以上原因。脱硫问题在钢铁冶炼中占有重要的地位。 　　1脱硫原理 　　1.1钢液的脱硫 　　钢液的脱硫主要通过两种途径来实现及炉渣脱硫和气化脱硫。在一般炼钢操作条件下，炉渣脱硫占主导。 　　1.2渣钢间的脱硫反应 　　根据熔渣的分子理论，碱性氧化渣与金属间的脱硫反应为： 　　[S]+（CaO）=（CaS）+[O]G=98474-22.82TJ/mol 　　[S]+（MnO）=（MnS）+[O]G=133224-33.49TJ/mol 　　[S]+（MgO）=（MgS）＆#8198;+[O]G=191462-32.70TJ/mol 　　事实上硫在金属液的存在三种形式：[FeS]、[S]和S2-。FeS既溶于钢液也溶于熔渣。 　　根据离子反应理论，脱硫反应可表示为：[S]+（O2-）=（S2-）+[O]。在酸性渣中几乎没有自由的O2-，因此酸性渣脱硫作用很小，而碱性渣则不同，具有较强的脱硫能力。上式反应的平衡常数可写为： 　　Ks== 　　里查森将下式定义为硫容，即： 　　CS=Ks.表达了炉渣容纳硫的能力。 　　如果将硫的分配比定义为：Ls==Ks. 　　则Cs=Ls.。取样分析炉渣中和钢液中的含硫量可求出Ls。 　　影响钢渣间脱硫反应的因素主要有熔池温度、炉渣成分和钢夜成分。 　　2四种不同脱硫工艺的比较 　　2.1炉内脱硫 　　炉内硫主要以有机硫、硫化物及硫酸盐的形式随炉料带入，这与高炉类似在熔炼过程中，小部分以气相形式随炉气挥发，绝大部分分布于铁水和炉渣中，提高脱硫率的有效措施就是提高炉渣的含硫量。 　　影响炉渣脱硫率的因素有二： 　　1）炉渣的碱度（CaO／SiO2）：碱度高则CaO多，可以增加渣中（O2-）的浓度，从而使炉渣脱硫能力提高，一定炉温下碱度过高反而会降低脱硫效率。由于碱度太高，炉渣的熔化性温度升高，在渣中将出2CaO·SiO：固体颗粒，降低炉渣的流动性，影响脱硫反应进行时离子问的相互扩散，且高碱度渣稳定性不好，易造成炉况不顺。CaO/SiO2的值在1左右较好，对于复杂的炉料（含有大量泥砂）其碱度 　　（Ca（+MgO）SiO2+A12O3）。以不小于1.5为宜。 　　2）炉温：脱硫反应是吸热反应，△He≈124kJ／mol，炉温愈高，K越大，当温度达1300℃时，Ks为167，对脱硫就愈有利；同时升高炉温会改散脱硫的力学条件，即降低炉渣粘度，加快炉渣与铁水之间离子的扩散，加快CaO和CaS的反应速度；此外，FeO在高温下易于还原成为单质铁，降低渣中FeO含量。表1为不同炉渣对去硫效果的影响。 　　2.2炉外脱硫 　　炉外脱硫受脱硫剂成分及脱硫剂用量，炉渣碱度、铁水温度及脱硫过程的动力学条件的影响很大。根据经济有效去硫原则，实验中选择以新鲜石灰粉（CaO）为主，加入适量电石（CaC2）和萤石（CaF2）的粉状复合脱硫，脱硫剂（CaC2与S呈放热反应）与铁水中的硫反应过程为吸热反应，造成铁水温度降低较快，加入少量优质焦炭粉，当焦炭粉燃烧时放热有利铁水保温，同时有利于形成还原性气氛、对提高脱硫率有明显的效果。 　　将脱硫剂放人铁水包底部，铁水直接冲入铁水包，利用铁水冲人铁水包的重力为动力，同时机械器开始搅拌，使铁水与脱硫剂混合，极大地改善了铁水的脱硫动力学条件，铁水与脱硫剂得以充分混合，达到良好的反应条件。由此可见炉外用复合脱硫剂的消耗量为2.4％时机械搅拌保持4min左右，可产生铁水中硫含量降低至0.03%-0.05%（表2）的良好效果。 　　处理工艺为：高炉出铁一高炉鱼雷罐一转炉铁水罐一（扒渣）一脱硫一扒渣一转炉。 　　2.3单喷颗粒镁、复合喷吹脱硫工艺 　　脱硫工艺原