試論影響KR脫硫效果的設(shè)備相關(guān)因素

譚竣菲

摘 要：KR脫硫效果易受到原材料、動(dòng)力學(xué)條件以及扒渣影響?；诖?，本文簡(jiǎn)要介紹了KR脫硫主體設(shè)備及工藝流程，并對(duì)影響脫硫效果和因素進(jìn)行闡述，對(duì)如何提高脫硫效果提出改進(jìn)措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：KR；脫硫效果；設(shè)備相關(guān)因素

中圖分類(lèi)號(hào)：TF769 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

鐵水全量脫硫是煉鋼生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)用最廣泛的是復(fù)合噴吹法和KR機(jī)械攪拌法。KR法是將攪拌頭插入鐵水中旋轉(zhuǎn)，經(jīng)稱(chēng)量后的脫硫劑加入到鐵水表面被漩渦卷入鐵水中在不斷攪拌過(guò)程中脫硫，動(dòng)力學(xué)條件好，攪拌形成了鐵水的循環(huán)流動(dòng)，脫硫速度快且效果穩(wěn)定。本文研究了相關(guān)因素對(duì)KR脫硫的影響，并就設(shè)備改進(jìn)手段提出具體建議。

1. KR脫硫簡(jiǎn)介

1.1 KR法主體設(shè)備

攪拌頭升降與旋轉(zhuǎn)裝置是KR法主體設(shè)備，用于提升及轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌頭。攪拌裝置安裝在升降車(chē)架上，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)主軸及攪拌頭實(shí)現(xiàn)攪拌旋轉(zhuǎn)。攪拌裝置由升降傳動(dòng)裝置卷筒-滑輪組鋼絲繩帶動(dòng)其沿軌道框架升降。KR法攪拌設(shè)備在攪拌過(guò)程的夾緊方式主要有兩種，液壓夾緊方式和彈性輥與固定輥組合夾緊方式：液壓鎖緊方式在升降小車(chē)上下兩端分別裝有4個(gè)液壓裝置，當(dāng)升降車(chē)停止后液壓缸推動(dòng)定位塊與導(dǎo)軌接觸并壓緊。彈簧輥和固定輥相結(jié)合的固定方式，共有8組彈簧輥和8組固定輥，彈簧輥和固定輥成對(duì)配置，分別布置在升降車(chē)架的上層和下層部位，既能使升降車(chē)架穩(wěn)定在工作位，又能緩沖、減振，還能控制升降車(chē)架在攪拌頭旋轉(zhuǎn)工作時(shí)作小幅上升下降。

1.2 工藝流程

受鐵→吊運(yùn)座罐→鐵水傾翻車(chē)開(kāi)至攪拌扒渣處→扒除高爐渣→鐵水包傾翻復(fù)位→檢測(cè)鐵水液面→測(cè)溫并取樣→脫硫處理→計(jì)算脫硫劑加入量→攪拌→提攪拌頭→扒渣準(zhǔn)備→扒脫硫渣→鐵水包傾翻復(fù)位→測(cè)溫取樣→鐵水包傾翻車(chē)開(kāi)到吊罐處→吊罐離開(kāi)。

2.各種相關(guān)因素對(duì)脫硫效果的影響

2.1 原材料條件

高爐渣條件：高爐渣含大量的硫，應(yīng)在脫硫前進(jìn)行扒渣以減少硫渣含量，減少對(duì)脫硫劑的消耗。鐵水條件：鐵水初始含硫量較高脫硫率就高，但會(huì)影響脫硫劑消耗并加大脫硫渣量，從而導(dǎo)致鐵水大幅度降溫，損耗鐵的質(zhì)量并增加脫硫成本和時(shí)間。高溫提高了脫硫熱力學(xué)條件，并降低渣的黏度從而提高脫硫動(dòng)力學(xué)條件，建議溫度在1300℃～1400℃之間較好。脫硫劑條件：化學(xué)成分和尺寸都會(huì)影響脫硫效果。為了提高脫硫劑利用率和脫硫速度，應(yīng)減小顆粒尺寸，建議控制在1mm以下。

2.2 動(dòng)力學(xué)條件

合適的攪拌頭葉輪半徑與攪拌罐半徑之比是決定自由渦流區(qū)循環(huán)流動(dòng)的關(guān)鍵因素，擴(kuò)展自由渦流區(qū)大小、提高循環(huán)流動(dòng)強(qiáng)度是改善KR攪拌脫硫混合效果的主要手段。攪拌混勻時(shí)間隨著攪拌速度的增大而減小，隨攪拌頭浸入深度的增加而減小。但當(dāng)攪拌頭浸入達(dá)到一定深度后，繼續(xù)加深混勻時(shí)間不再變化。攪拌頭轉(zhuǎn)速過(guò)低造成脫硫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)且不利于脫硫，轉(zhuǎn)速越高脫硫效率越高，但攪拌速率過(guò)大將引起鐵水噴濺，其對(duì)脫硫效果的增大幅度也呈下降趨勢(shì)，同時(shí)加速攪拌頭磨損。脫硫劑加入時(shí)機(jī)直接影響脫硫效果。脫硫劑過(guò)早加入，此時(shí)漩渦還未形成，脫硫劑無(wú)法隨著漩渦分散到鐵水各處。但如果加入脫硫劑的時(shí)機(jī)太晚，由于流速較快，脫硫劑可能會(huì)飛濺從而影響脫硫劑的使用效率。建議控制在攪拌頭插入鐵水液面后600mm左右時(shí)加料，加料時(shí)低速旋轉(zhuǎn)，加料完成后再提高轉(zhuǎn)速。

2.3 扒渣

脫硫前：如果渣量大，就需要提前進(jìn)行扒渣處理提高脫硫效果，通常應(yīng)達(dá)到鐵水液面裸露的1/3以上。脫硫后：脫硫后渣中的w（S）很高，會(huì)產(chǎn)生低硫或超低硫鋼，少量未扒除的脫硫渣會(huì)進(jìn)入轉(zhuǎn)爐導(dǎo)致鋼水回硫。因此應(yīng)盡量將脫硫渣完全清理掉，通常應(yīng)保證鐵水液面裸露2/3。

3.提高脫硫效果的設(shè)備改進(jìn)手段

3.1 輔助扒渣設(shè)備

在扒渣的同時(shí)采用輔助扒渣設(shè)備，提高脫硫效率及扒凈率。在每臺(tái)扒渣機(jī)的上方布置一臺(tái)吹氣趕渣裝置，當(dāng)傾翻臺(tái)車(chē)傾動(dòng)鐵水罐傾翻到扒渣位時(shí)，趕渣槍下降沿鐵水包內(nèi)壁傾斜伸進(jìn)鐵水中吹入氮?dú)?，通過(guò)鐵水浮動(dòng)將鐵水中的殘?jiān)第s到前端，便于扒渣機(jī)扒除鐵水中的殘?jiān)?。扒渣底吹氮操作：鐵水包底部會(huì)安裝透氣磚，扒渣時(shí)通過(guò)吹入氣體在渣面形成裸露面，縮小渣層面積并增加其厚度。扒渣過(guò)程中進(jìn)行吹氮操作有助于促進(jìn)脫硫后的產(chǎn)物上浮，以提高扒渣效率。

3.2 適中的攪拌工藝參數(shù)

KR鐵水脫硫攪拌速度根據(jù)鐵水的硫含量和溫度以及攪拌頭的磨損情況確定，當(dāng)鐵水溫度和含硫量固定時(shí)，在一定范圍內(nèi)，攪拌器的轉(zhuǎn)速越高脫硫效率越高，但當(dāng)攪拌頭的轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)會(huì)導(dǎo)致鐵水飛濺，且容易磨損。建議新攪拌頭時(shí)轉(zhuǎn)速90r/min，舊攪拌頭轉(zhuǎn)速120r/min。攪拌頭插入的深度一定要適中，太深的話難以產(chǎn)生漩渦，脫硫劑不易擴(kuò)散至鐵水各處；插入太淺的話會(huì)導(dǎo)致鐵水嚴(yán)重飛濺，也難以產(chǎn)生漩渦。應(yīng)測(cè)準(zhǔn)攪拌頭插入的深度，同時(shí)考慮鐵渣厚度和攪拌頭葉片下部是否出現(xiàn)結(jié)瘤現(xiàn)象。攪拌頭作為攪拌的動(dòng)力來(lái)源，其結(jié)構(gòu)形式及尺寸直接影響最終的脫硫效果。如果攪拌頭尺寸增大，同時(shí)轉(zhuǎn)速降低可以達(dá)到攪拌頭尺寸較小時(shí)的脫硫效果。但較大尺寸攪拌頭在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)工作阻力矩加大，需匹配更大功能的電機(jī)及減速器，否則不當(dāng)操作時(shí)電機(jī)易過(guò)流?；阡搹S實(shí)際情況，攪拌頭形狀及直徑、攪拌速度、插入深度及攪拌時(shí)間需綜合考慮，以期達(dá)到更好的脫硫效果。

3.3 采用優(yōu)化的攪拌頭升降固定方式

采用彈簧輥和固定輥相結(jié)合的攪拌頭升降框架固定方式，通過(guò)高速攪拌中升降攪拌頭，使熔池的攪拌范圍擴(kuò)大，提高脫硫效率。

結(jié)語(yǔ)

KR脫硫效果容易受到原材料、動(dòng)力學(xué)條件以及扒渣的影響，采用輔助扒渣設(shè)備、合適的攪拌參數(shù)及優(yōu)化后的彈性輥與固定輥組合夾緊的主體設(shè)備，不僅提高了生產(chǎn)效率及脫硫效果，還可降低生產(chǎn)成本及維護(hù)量，具有很好的推廣前景。

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