1、铁水预处理的含义　　当今钢铁工业依然是以高炉转炉长流程工艺为干流，钢产量约占总产量的70％，但其工艺在不断开展，跟着分步炼钢的呈现，转炉炼钢工序已分化成铁水预处理、转炉冶炼、炉外精练三个阶段，将炼钢的各种化学反响由曩昔在一个转炉内进行而分化到三个阶段来完结，各种化学反响在其最佳的条件下进行，成果是进步了出产率，下降了出产本钱，取得了质量愈加纯洁的钢，满意了各种工业对钢质的更高要求。　　铁水预处理除特殊要求脱硅脱磷或提取一些特殊元素如钒钛和铌外，一般首要是对铁水脱硫。铁水在进入转炉冶炼前进行脱硫具有最佳的反响条件，因为：　　1)铁水中含有很多Si、C、Mn等还原性好的元素，其还原性有利于脱硫反响，(强脱硫剂Ca、Mg等烧损少)； 　　2)铁水中C、Si能大大进步S在铁水中的活度系数，致使硫较易脱到低的水平； 　　3)铁水中氧含量低，硫的分配系数相应有所进步，有利于脱硫； 　　4)在铁水预处理脱硫进程中，铁水成分的改变比炼钢或钢水处理进程中钢水成分的改变对终究钢种影响要小； 　　5)铁水处理温度较低，对处理设备的寿数有利。　　此外，铁水炉外脱硫能够减轻高炉的负荷，下降焦比，削减渣量和进步出产率。国外一些钢铁厂的经历证明：高炉铁水炉外脱硫，则高炉渣碱度能够从1．25降至1．06，焦比下降36kg／t铁，出产率进步13％，铁水炉外脱硫费用仅占低碱度运转所节约费用的83％，其费用约为3．65美元／t铁，吨铁还能节约0．8美元。　　一起对转炉炼钢也是有利的，运用低硫铁水不需要很多参加石灰，不需造高碱度渣然后削减了渣量，高炉低碱度渣操作还下降了铁水中的Si含量，也进一步下降炼钢的碱度和渣量，节约了造渣剂用量，节约了吹氧量并取得平稳的吹氧操作，所有这些都终究导致炼钢进程金属收得率的进步，与传统炼钢操作比较，钢渣碱度能够从4降到3，石灰参加量削减20kg／t钢，渣量削减25kg／t钢，金属收得率进步约0．6％，吨钢节约本钱总计3．41美元。　　工业技能的开展，对钢质要求越来越高，特别对钢中硫含量要求特别严厉，钢的性能在硫含量0．013％处是一个拐点，一些高性能的纯洁钢要求硫含量要降到0．01％-0．001％以下，这个脱硫使命首要靠铁水预处理来完结。因为技能上(质量)和经济上(本钱)的原因，在当今传统的高炉转炉冶炼工艺中，铁水预处理脱硫已遍及成了一个必不可少的工序。国际首要产钢国家长流程中铁水预处理份额早巳到达90％-100％，在2000年全国炼钢连铸出产技能工作会议上，对炼钢连铸工艺优化提出了清晰方针，铁水预处理份额2000年要到达25％，2001年到达30％，2005年要超越50％，也就是说全国大多数长流程钢铁厂在最近若干年内都要上铁水预处理设备。那么上什么样的铁水预处理设备才干到达处理作用好、操作简洁、设备简略、环保条件好并且出资又最省呢?这就需各厂结合实际仔细研讨。　　2、铁水预处理的最佳工艺是喷吹工艺，而脱硫剂是纯镁粒最好 　　铁水预处理脱硫的办法多种多样，但现在遍及选用喷吹法，因为这种工艺设备简略、运转本钱低、处理时刻短、处理才能大、反响功率高以及易于操控等，特别习惯转炉冶炼的出产要求。　 　　现在的问题是挑选什么脱硫剂最好?曩昔遍及选用钙系脱硫剂，即CaO+CaF2十C或CaO十CaC2十CaF2。至于镁，人们早就知道到镁是一种很强的脱硫剂，镁进入铁水后当即汽化并与铁水中的硫发生化学反响，反响区流体拌和激烈，脱硫反响的动力学条件比其他办法单纯固液两相反响条件要好，从热力学视点看，镁和硫在铁水中的溶度积随温度下降而下降，所以处理后铁水在运送进程中还有二次脱硫作用，镁能够避免铁水回硫。可是因为其报价昂贵和易燃易爆的化学特性，一般不敢问津。前期从前将镁制成镁焦、镁铝、镁白云石等以块状物参加铁水中，近年来又开发了喂丝法，都取得了很好的脱硫作用，但在大规模铁水预处理工艺中并未得到广泛应用。　　20世纪70年代，原苏联乌克兰亚速钢厂选用喷吹法将纯镁粒喷入铁水罐中脱硫取得成功，到了20世纪80年代，技能开展对钢的纯洁度要求越来越高，人们又注意到镁的高效脱硫功用，镁剂喷吹脱硫开端鼓起。在西方，因为已建了很多喷钙系粉剂脱硫的铁水预处理设备，不可能撤除另建，但为了满意对钢质愈来愈高的要求，一般都是在原有的喷吹体系上增设镁粒喷吹罐，与原有的粉剂合作运用，按脱硫程度的不同调理镁的参加份额和办法，或将镁粒以必定份额混入钙系粉剂中仍运用原有的喷吹体系进行喷吹，构成所谓复合镁脱硫喷吹工艺。　　铁水预处理喷吹法现有三种工艺：钙系脱硫剂工艺、复合镁脱硫剂工艺和纯镁粒脱硫剂工艺，其间复合镁工艺是从钙系脱硫剂工艺中演化而来的，就其工艺办法和工艺设备而言两者没有差异，但因为运用的脱硫剂不同作用却大不一样，特别关于铁水深脱硫([s]≤0．005％)来说钙系脱硫剂就显得无能为力，即便牵强到达，也是以大耗费量、大渣量、更长的处理周期和铁水更大的温度丢失及金属丢失为价值得来的，长的处理周期和过高的处理本钱使钙系脱硫剂在铁水深脱硫范畴根本被筛选。而复合镁脱硫剂则能满意铁水不同程度的脱硫要求，处理周期短，归纳本钱低，因此得到广泛选用。但是复合镁脱硫剂工艺与纯镁粒脱硫剂工艺比较又逊一筹，纯镁粒脱硫剂工艺脱硫剂耗费最少，载气耗量最小，发生的渣量和烟气量也最小，不发生毒害物质，处理周期最短，铁水温降最小，金属丢失亦最少，操作更简洁，脱硫深度是其他办法所不及的，不管“深脱硫([s]≤0．005％)或“浅脱硫”([s]≤0．02％)其归纳本钱都是最低的。乌克兰方面曾把纯镁脱硫工艺与美国、德国选用的复合镁剂脱硫工艺的技能经济指标进行了比较，比较条件是相同处理100t铁水，铁水原始含硫量为0．040％，其成果如表1。　　　从表1能够看出，纯镁喷吹比复合镁喷吹其镁的运用率要高10％-15％，而喷吹本钱下降了1．01-1．57美元／t铁水。武钢一炼钢厂平改转投产初期铁水预处理选用的是复合镁喷吹工艺(原工艺)，后来又改为纯镁喷吹工艺(新工艺)，他们对这两种工艺的比照曾宣布在“2002年全国炼钢连铸出产技能会议文集“中(P．64-P，67)，比较成果如表2。[next]　　经过查核工艺处理62罐铁水与原工艺比较，新工艺脱硫剂单耗下降，处理工序时刻缩短，N2耗费削减，有用下降了铁水脱硫出产本钱。　　对复合镁工艺和纯镁工艺的化学反响机理仍在研讨中，现在对这两种工艺还存在不同的知道，但从国内外的出产实践中仍能看出纯镁喷吹工艺越来越引起注重，国内一些钢铁厂前几年引入的一批复合镁脱硫喷吹配备近年来纷繁改构成纯镁喷吹就值得咱们考虑； 　　此外在纯镁喷吹的许多优势中特别杰出的是该工艺设备简略，配备分量轻，工程量不大，工程出资在相同条件下比其他喷吹法低约40％，所用镁粒可直接从专业出产厂购得而省去了粉剂加工体系，所以近来在铁水预处理新建或改造工程中都特别遭到喜爱。依据有关报导，目前国内已有七、八家钢铁厂上了铁水纯镁喷吹脱硫设备，处理才能已超越1000万t／a，还有一些供应商(包含已上了复合镁喷吹设备的供应商)正在酝酿上铁水纯镁喷吹脱硫设备。　　3，纯镁粒喷吹脱硫技能及其展望 　　纯镁粒喷吹技能的中心是要在要求的时刻内向铁水喷入规则的镁量，到达要求的脱硫值而不发生喷溅。这就要求操控好供气强度，所谓供气强度就是向1吨铁水1分钟喷人的气体量(Nm3／t·min)，一般铁水预处理的供气强度为0．03 Nm3／ t·min，但在喷吹镁粒时要把镁汽化发生的气体量核算在内。 　　为了确保喷吹进程的安稳性和喷口的疏通，宜选用高压喷吹，即喷嘴出口压力要高于喷嘴出口处的临界压力，在以氮气为载体的铁水预处理条件下，喷吹镁粒的临界压力约为喷口外部压力(铁水静压力+大气压力)的1．7倍。低于临界压力喷吹时，铁水的动摇使喷口处的压差△P处于不安稳状况，能够扰乱整个供气体系不能安稳，即呈现脉冲现象，乃至构成喷口或体系阻塞。高于临界压力的喷吹，流股不受外界△p的搅扰，因此能完结无脉冲的安稳喷吹。 　　理论核算气泡在铁水中的上浮速度随气泡直径增大而加速，以喷进深度2．65m为例，若气泡直径为0．2-5cm规模，其上浮时刻在5-23s之间，即便有汽化室也只能推迟0．5s时刻，出产实践中镁的有用运用率仅为50％—60％，可见铁水深度的影响至关重要，为了进步镁的运用率，喷进铁水的深度应在2m以上，即铁水罐容量不该小于65t。　　镁作为脱硫剂的最佳反响温度规模在1200℃-1400℃之间，跟着温度升高其脱硫功率随之下降。铁水纯镁喷吹脱硫操作的最佳流程方位应在转炉兑铁水罐中，铁水来自混铁车或混铁炉，兑铁水前先向罐底参加必定量的碎石灰和碎焦碳，铁水装入后在表面构成掩盖层，作为反响产品Mes的吸附剂，喷吹完毕，扒除掩盖渣，铁水便可兑入转炉。挑选这一流程方位的最大长处是能够依据转炉冶炼钢种断定铁水的脱硫值，凭借喷吹设备的专家体系给出喷镁量，便可准确取得质量符合要求的铁水直接供应转炉。　　在设备装置安排妥当后，经过热试进程调准各种参数，正常出产时参数不必再调，只需给出一罐铁水的分量、成分、温度和处理后的硫含量，便可主动完结喷吹进程，铁水脱硫程度不同，所喷镁量不同，终究只反响在喷吹时刻的长短上，所以喷吹操作的操控十分简略。　　我国要从钢铁大国过渡到钢铁强国，有必要加速钢铁工业的结构调整，推动种类、工艺、配备的快速优化，以满意二十一世纪对钢质的更高要求，背负首要脱硫使命的铁水预处理是其重要一环，而镁作为高效脱硫材料必将成为脱硫剂的干流。国外用于钢铁脱硫的镁每年有5万多吨，占镁消费总量的14％以上，近几年以5．1％的速度增加，在所有镁的消费范畴中增加速度仅次于铸件。我国镁资源十分丰富，多年来镁出口量居国际第一位，所以我国钢铁工业选用镁作为脱硫剂的远景是很宽广的，因为纯镁喷吹技能的许多长处，在铁水预处理范畴必将成为首选。国内选用纯镁喷吹工艺的供应商现在大都是购买乌克兰的专有技能，也有单个供应商是自主开发的，其根本原理都是源于喷发冶金技能，只不过在设备装备上各有各的专利，跟着对纯镁喷吹技能的安全性不再心存疑虑而使该技能不断得到推行，信任往后还会涌现出更多各具特色的纯镁喷吹设备和技能。