攀鋼鐵水預(yù)脫硫工藝優(yōu)化模型.pdf

1、脫硫是現(xiàn)代鋼鐵流程的基本需求和工藝，鋼鐵企業(yè)為提高產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力，加大了高附加值低硫和超低硫鋼的生產(chǎn)工藝研究。目前攀鋼高爐冶煉釩鈦磁鐵礦采用低硅鈦操作方針，所得鐵水具有含釩鈦、硅低、溫度低的特點(diǎn)。由于轉(zhuǎn)爐提釩工藝的限制，攀鋼鐵水預(yù)脫硫工藝生產(chǎn)節(jié)奏緊張，脫硫負(fù)荷大。采用自動(dòng)控制模型脫硫時(shí)，效果不穩(wěn)定，存在脫硫劑單耗高、脫硫工序時(shí)間長(zhǎng)、鐵損嚴(yán)重等問(wèn)題，影響了生產(chǎn)效益的提高和自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)程的推進(jìn)。本文針對(duì)攀鋼鐵水預(yù)脫硫工藝特點(diǎn)，研究了攀鋼鎂

2、復(fù)合和鈣復(fù)合脫硫劑的脫硫特性：通過(guò)對(duì)鐵水元素的反應(yīng)熱力學(xué)分析和熔渣物相結(jié)構(gòu)測(cè)試，研究了鐵水和頂渣組成對(duì)脫硫效果的影響規(guī)律及機(jī)理；在此基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)噴粉脫硫?qū)嶋H情況，構(gòu)建了包含脫硫劑特性、噴吹工藝參數(shù)、鐵水條件的脫硫工藝模型，并以此分析了攀鋼鐵水預(yù)脫硫工藝條件及參數(shù)對(duì)脫硫效果的影響規(guī)律，得出了優(yōu)化的工藝參數(shù)并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)控制模型，取得了較好的效果。主要研究結(jié)果如下：
　　 ①利用模擬噴吹實(shí)驗(yàn)裝置和熱分析手段，系統(tǒng)研究比較了鎂復(fù)合和鈣

3、復(fù)合脫硫劑的脫硫特性，噴粉模擬試驗(yàn)得到鎂復(fù)合脫硫效果優(yōu)于鈣復(fù)合脫硫劑，其脫硫率稍高4％～5％；兩種脫硫劑的脫硫反應(yīng)時(shí)間為20min～25min左右，粉劑單耗量應(yīng)控制在6～11g/kg·Fe范圍；鎂復(fù)合和鈣復(fù)合脫硫劑在鐵水脫硫過(guò)程中的反應(yīng)熱效應(yīng)引起鐵水總熱量變化分別為2.64×105kJ和9.77×105kJ，鐵水溫度分別升高2.1℃和8.1℃。
　　 ②針對(duì)攀鋼釩鈦鐵水預(yù)脫硫工藝特點(diǎn)，模擬研究了釩鈦鐵水中元素[S]、[Si]、[

4、Ti]對(duì)脫硫的影響。鐵水脫硫在高硫段時(shí)，αs、Ls、ηs都得到了提高；[Si]對(duì)脫硫起著矛盾的作用，鐵水中[Si]雖能提高fs和αs，但易與脫硫劑中CaO反應(yīng)生成高熔點(diǎn)2CaO·SiO2、3CaO·SiO2渣殼阻礙脫硫反應(yīng)；[Ti]對(duì)脫硫起著不利作用，[Ti]會(huì)降低fs和αs，同時(shí)易生成高熔點(diǎn)CaO-TiO2物相不利脫硫反應(yīng)進(jìn)行。
　　 ③基于頂渣組分、物相和結(jié)構(gòu)對(duì)脫硫的影響。研究得到脫硫前渣堿度R在0.6～1.2范圍和w(Ti

5、O2)含量為12％～24％時(shí)，其脫硫率ηs隨R的提高而增大，隨渣中w(TiO2)含量增加而降低。通過(guò)DSC和SEM分析得到脫硫后渣中粉狀渣主要物相為CaO和CaS，球狀渣中礦物主要有2CaO·SiO2、CaO·TiO2、3CaO·Al2O3、2CaO·Al2O3·SiO2、3CaO·MgO·SiO2，以及少量的Ti(C，N)物相。渣中的金屬Fe相被高熔點(diǎn)CaO·TiO2和TiC相包裹，導(dǎo)致渣中鐵珠不能匯聚沉降。
　　 ④結(jié)合脫硫