我要写论文！关于KR脱硫！！
在比较KR法和喷射法的工艺和特点之前，有必要了解两种方法的工艺和特点，这不仅有利于理解两种方法的本质，也是深入理解两种脱硫模式的分析和比较的前提。KR机械搅拌法是将浇有耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头浸入铁水熔池一定深度，其旋转产生的涡流使氧化钙或电石基脱硫粉与铁水充分接触反应，达到脱硫的目的。其优点是优越的动态条件，有利于使用廉价的脱硫剂如CaO，脱硫效果稳定，效率高(脱硫率≤0.005%)，脱硫剂用量低，适用于要求高、低硫钢比例大的钢厂。缺点是设备复杂，一次性投资大，脱硫铁温降大。喷吹法是以惰性气体(N2或Ar)为载体，将脱硫粉末(如CaO、CaC2、Mg)喷入铁水中，载气还起到搅拌铁水的作用，使喷吹气体、脱硫剂和铁水充分混合进行脱硫。目前，喷吹镁脱硫剂是主要发展趋势，具有设备成本低、操作灵活、喷吹时间短、铁水温降小等优点。与KR法相比，一次性投资少，适合中小企业低成本技术改造。注入法最大的缺点是动力条件差。有研究表明，使用CaO基脱硫剂时，KR法的脱硫率是喷吹法的4倍。KR法和注入法的发展和现状从前面对它们的方法和特点的分析可以知道，它们各有优缺点，这也决定了它们的发展历史和现状必然不同。进一步了解它们的发展和现状，将更有利于了解各自技术的特点。从时间上看，吹气法的发展和应用早于机械搅拌法。喷吹方法主要有西德蒂森的ATH(斜喷枪)法、新日铁的TDS(顶吹法)和英国谢菲尔德的ISID法。早在1951，美国钢厂就已经成功采用浸入式喷粉工艺，喷吹CaC2粉末进行铁水脱硫。时至今日，虽然这两种脱硫工艺在技术上已经相当成熟，但铁水喷粉脱硫工艺仍被世界各地大多数钢厂广泛采用。机械搅拌法有DO (Demag-Ostberg)法、RS (Rheinstahl)法和Herschel法、新日铁KR (Kambara Reactor)法和千叶NP法，其中KR法最为成熟，应用最为广泛。KR搅拌脱硫由新日铁公司在1963年研究，并在1965年实际应用于工业生产。之后的快速发展趋势表明，它具有一些较早投产的注射法无法比拟的优势。这种喷吹形式广泛应用于冶金行业，如转炉和精炼过程中的各种顶吹、底吹和复吹技术。铁水预处理时，向铁水中加入脱硫剂进行喷吹脱硫，显然是可行的，也是容易被接受的。起初脱硫剂以氧化钙为主，CaC2为辅，在喷吹过程中很难获得较好的动态条件。这时主要有两个问题:一是如何保证CaC2的安全储运和脱硫剂的脱硫效果；第二，如何解决动力不足导致脱硫效率低，无法实现深度脱硫的问题。第一个问题集中在开发和使用更高效、更安全的脱硫剂，于是出现了镁基复合喷吹法，提高了脱硫效果但收效甚微，而且镁粉的运输、储存和使用也存在很多安全隐患，给生产带来很多不便。而新型脱硫剂——钝化颗粒镁的研制成功，使纯镁喷吹脱硫技术得以实现，达到了真正高效安全的工艺目标。目前，镁基脱硫剂已成为世界上铁水预处理的主要脱硫材料。对于第二个问题，怎样才能得到更好的动力学条件？从工艺模式出发，技术人员开发了一种具有实际应用价值的机械搅拌脱硫方法，其中KR法较为典型，从根本上改善了脱硫过程中的动力学条件，脱硫剂主要采用曹参代替CaC2，避免了生产中使用CaC2带来的不便和危险。但在工业应用中存在许多技术问题，如混合头使用寿命短；单工位操作设备导致更换搅拌头时铁水脱硫失败。但最后这些困难都被相继打破，解决了搅拌头的寿命问题，从几十炉增加到现在的几百炉。此外，氧化钙基脱硫剂应该有一个最佳指标要求，才能达到最理想的脱硫效果。目前KR工艺完全可以满足深度脱硫的要求，即将铁水中的硫脱除到0.005%-0.001%以下。同时，双工位排列的出现克服了单工位的不足，提高了生产的连续化程度。长期以来，KR法的成本问题(尤其是前期投入)，加之其工艺时间长，不适合大型铁水罐，所以发展缓慢；直到20世纪后期，其投资减少，运行成本低，才重新受到重视。
KR法和喷吹法的比较自从铁水脱硫工艺备受关注以来，KR法和喷吹法一直在发展，但还需要完善，所以比较有可比性。本文主要从以下几个方面进行比较。1技术与设备在喷吹法中，单吹颗粒镁铁水脱硫工艺具有设备消耗少、基建投资低、脱硫效率高、经济性好等优点，是脱硫技术的主要发展趋势之一。长期以来，中国一直引进外国技术和设备。直到2002年6月5438+10月，国内首次开发出单钝化颗粒镁铁水脱硫成套技术和设备。在整套设备中，100%的机电产品实现了国产化，其中包括一些最关键的技术设备，重要的电气元件除外，均为进口或合资。注浆技术和设备的国产化直接降低了建设投资和运营成本，在前期一次性投资方面略优于KR法。虽然国外也拥有混合法的技术专利，但就其设备和技术本身而言，并无难度。机械组成是常规的机械传动和机械工厂提升；常压下的气粉输送系统也用于给料，所以可以说系统在机械、电气、仪表、液体方面的技术应用已经非常成熟。尽管如此，KR法的设备依然笨重复杂，但其优点是运行成本低，由此产生的经济效益完全可以弥补前期高昂的一次性投资。根据相关计算，增加的投资可在3 ~ 5年内收回。2000年，武钢设计研究院对KR法和注入法两种方案的投资进行了估算，KR法的投资估算比注入法多200万元。2脱硫效果铁水在实际生产过程中的脱硫效果不仅与设备有关，还受到脱硫剂、操作工艺水平、时间、温度等诸多因素的影响。本文主要考虑纯镁注入法和CaO基KR法。一般来说，铁水预处理的终点硫含量不高于50ppm。工厂生产和实验研究结果表明，喷吹法由于脱硫剂Mg的脱硫能力强，动力学条件优良，可以在可接受的时间内(一般≤15min)达到预处理要求的目标值。国内主要钢厂具体脱硫数据见表1。在喷射法中，复合脱硫剂中CaO的比例越高，脱硫效果越差，使用纯镁时脱硫率最高；KR法使用CaO脱硫剂，脱硫率仅比喷纯镁略低。加工容器
脱硫剂
脱硫剂消耗量/千克t-1
脱硫率ηS/%
最小硫含量/ppm
纯治疗时间
/分钟
处理温度下降/℃
铁损/千克t-1
钢厂
机械搅拌法-KR法
100吨铁水包
首席行政官
4.69
92.50
≤20
五
28
-
WISCO第二炼油公司
CaO基注射法
280吨混铁炉
曹基地
4.30
75
60
18.4
25.5
-
宝钢亿联
氯化钙+氧化钙吹炼法
140吨铁水包
50%氧化钙+
50%碳酸钙
7.85
81.79
40
-
31
-
攀枝花
镁+氧化钙混合注射液
100吨铁水包
20%镁离子
80%曹
1.68
87.73
-
七
19.07
13.27
WISCO第一炼油厂
镁+氧化钙复合注射液
300吨铁水包
镁+氧化钙
(1:3)
毫克0.31
曹1.05
79.22
21.3
& lt10
-
-
宝山钢铁厂
镁+氧化钙复合注射液
160吨铁水包
镁+氧化钙
(1:2~3)
毫克0.45
曹1.48
90
≤50
7.55
8~14
-
本钢
纯镁注射液
100吨铁水包
镁
0.33
≥95
≤10
5~8
8.12
7.1
WISCO第一炼油厂
3.温降和水温降的负面作用是降低铁水带入转炉的物理热量，主要体现在转炉吃废钢能力降低，导致转炉冶炼能耗和物耗增加，直接影响冶炼的经济成本。由于动力条件好，铁水搅拌强，CaO加入量大，KR过程温降也大。目前WISCO在国内应用KR工艺比较成熟，可以将温降控制在28℃左右。相比之下，镁基脱硫的温降相对较小(参考表1)，主要是以下三点:喷吹法动力条件差，铁水整体搅拌强度低，热损失少；金属镁的脱硫反应是放热反应；镁的利用率高，脱硫粉添加量少。4铁损
铁水预处理脱硫过程中的铁损失主要来自两部分:脱硫渣中所含的铁和扒渣过程中带出的铁水。由于两种工艺模式的差异，实际炉渣中的铁含量与扒渣带出的铁含量差异较大，目前也没有公布详细的对比数据。一方面，脱硫剂少产生的脱硫渣少，所以渣中铁含量也低，所以颗粒喷镁脱硫的铁损少；另外，颗粒喷镁脱硫的渣量少，清理率相对较低，而KR法脱硫渣的清理率相对较高。就刮渣铁损而言，还取决于高炉渣的残留量和刮渣工艺。综合考虑，KR法和注射法差别不大。哪个是主要因素，跟各个钢厂的实际经营有很大关系。通过换算，具体数据见表2。可以看出，脱硫剂CaO含量越高，扒渣铁损越大；而KR法以CaO为主脱硫剂，铁损仅略高于喷镁脱硫。5脱硫剂在铁水预处理过程中，脱硫剂是决定脱硫效率和脱硫成本的主要因素之一。根据新日铁的计算，脱硫剂的成本占脱硫成本的80%以上，因此脱硫剂类型的选择是降低成本的关键。但是，在选择时必须考虑不同工艺方法的特点。基于动态条件和脱硫效率，目前喷射法主要采用镁基脱硫剂，KR法主要采用石灰脱硫剂。根据理论计算，在1350℃时，镁脱硫反应平衡常数可达3.17×103，平衡时铁水硫含量可达1.6×10-5%，远高于CaO的脱硫能力。但上面已经比较了两种脱硫剂在各自工艺中的脱硫效果，说明结合实际生产工艺后，能够满足用户对脱硫的最高要求。选择脱硫方法要考虑的另一个因素是脱硫剂的来源。一般来说，大部分钢铁生产企业需要使用石灰石，要么有自己的石灰厂，要么有稳定的合作供应渠道，来源稳定，成本稳定，供应及时，不考虑储存问题。虽然我国镁资源丰富，但与钢铁企业相比，更容易获得搅拌法所需的CaO基脱硫剂，而钝化颗粒镁不具备这些有利因素。大约摄氏30度.相比之下，镁基脱硫的温降相对较小(参考表1)，主要是以下三点:喷吹法动力条件差，铁水整体搅拌强度低，热损失少；金属镁的脱硫反应是放热反应；镁的利用率高，脱硫粉添加量少。