[發明專利]魚雷罐鐵水噴吹脫硫方法

有效

• 申請號: 201310072225.3
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103114174A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 歐陽德剛;蔣揚虎;李明暉;張先貴;李具中;羅傳清;劉水斌;劉路長;林利平;鄧品團;周運武
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064;C21C1/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;陳懿

技術領域

本發明涉及鐵水預處理領域，具體地指一種魚雷罐鐵水噴吹脫硫方法。

背景技術

硫是鋼中主要的雜質元素，在鋼的冶煉過程中必須最大限度地去除。隨著用戶對鋼材質量要求的不斷提高，對鋼中的硫含量要求就愈加嚴苛，鐵水脫硫的重要性亦愈加凸現。鐵水預處理脫硫對改善煉鋼的技術經濟指標和提高鋼的質量非常有利，已經成為鋼鐵冶金工藝流程中必不可少的一個重要工序。過去的40多年里，在鐵水預處理的熱力學、動力學機理及反應器理論和實踐方面進行了大量研究，使其工藝技術日趨完善。特別是近10多年來，綜合其對環境的影響、工程投資、脫硫效率、操作成本、可靠性等因素，鐵水脫硫工藝技術呈脫硫劑由鈣基系到鎂基系、脫硫反應容器由魚雷罐到鐵水罐的發展趨勢。

魚雷罐單槍斜插噴吹脫硫方法由原西德奧古斯蒂森冶金公司發明，簡稱為ATH法，并于1970年在蒂森公司180噸魚雷罐上成功應用，具體為將一支外襯為耐火材料的L形噴槍2與水平方向成60°角斜插入魚雷罐1內的鐵水液面3深處進行噴吹脫硫，并通過噴吹罐4與儲料罐5相連，如圖1所示。1971年日本新日鐵在引進ATH法基礎上，試驗成功魚雷罐頂噴粉脫硫法，簡稱TDS法，與ATH法不同的是，在TDS法中，噴槍2的插入方式由斜插改為垂直插入魚雷罐1內的鐵水液面3深處，噴槍2結構由原單口噴槍改進為雙噴吹口倒T形噴槍，并通過噴吹罐4與儲料罐5相連，如圖2所示，其特點是在較小的噴吹壓力下，即使粉劑粒度細小，也可以實現粉劑與載氣之間完全分離，并使氣泡內粉劑被吹到盡量遠離噴槍的鐵水內，延長其上浮的路程和時間，使反應效率提高。經過40多年的發展，兩種魚雷罐噴吹脫硫方法對脫硫劑的適應性得到普遍認可，魚雷罐的公稱容量也得到大幅度提高，并均在實際生產中得到一定的推廣應用。但由于魚雷罐的細長形魚雷狀結構特征，導致魚雷罐熔池深度淺、脫硫反應動力學條件差、兩端壁處鐵水靜止區域（死區）大、鐵水回硫高、對鐵水深脫硫適應性差，已有逐漸被鐵水罐噴吹脫硫所取代的發展趨勢，并在新建的鐵水脫硫生產線中已經不采用魚雷罐噴吹脫硫工藝。但對于已投運的魚雷罐噴吹脫硫生產線，由于設備改造成本高、魚雷罐優良的保溫性能以及運輸線路加固困難等因素，特別對于目前經營形式十分嚴峻的鋼鐵企業，已投運的魚雷罐噴吹脫硫生產線仍有保留的價值，為此，針對其脫硫反應動力學條件差的難題，國內外相關學者就改善魚雷罐噴吹脫硫反應動力學條件進行了很多有益的研究：如文獻“王楠.?浸入式噴粉鐵水脫硫過程的模擬研究，東北大學博士論文[M].2000年11月”，基于TDS法與ATH法的技術特點，采用水模試驗的方法與不同結構形式的噴槍，對比研究了相關工藝參數與結構參數對TDS法與ATH法脫硫反應動力學條件的影響規律，結果表明，在試驗條件下，ATH法的混勻時間小于TDS法，即ATH法的脫硫反應動力學條件優于TDS法，并在寶鋼魚雷罐噴吹脫硫系統改造中得到應用，取得了改善魚雷罐噴吹脫硫效率的一定效果。文獻“于學斌等，320t魚雷罐內鐵水流場的物理模擬，河南冶金，2006，增刊”中記載，設計的新型噴槍結構對TDS法反應動力學條件帶來了良好的影響，結構表明，倒T形噴槍上增設壓制噴吹口起到了促進魚雷罐內鐵水的循環流動，與常規倒T性噴槍相比，鐵水回硫量平均下降50%，但未見到實際生產應用的報道。此外，中國專利申請“李江，胡鐵山，王剛等.混鐵車多方位復合噴吹進行鐵水預處理的方法及裝置，專利申請公開號：CN1461812A，2003.12.17”，針對TDS法流動死區大、鐵水回硫高的不足，提出了利用供氣磚向魚雷罐內噴吹惰性氣體從而加強鐵水攪拌的技術措施，即：在魚雷罐底部和側部安裝透氣耐火磚，在噴槍噴吹脫硫的同時，通過透氣磚向鐵水內部噴入惰性氣體，強化對魚雷罐死區的攪拌，促進魚雷罐內鐵水循環，擴大脫硫劑與鐵水的反應界面，提高脫硫劑與鐵水的反應速度，但也未見到實際生產的報道。

綜合上述關于魚雷罐鐵水噴吹脫硫技術特點的分析以及近十多年來的技術發展狀況，對于目前已推廣應用的TDS法與ATH法，ATH法具有更好的脫硫反應動力學條件，但對于因魚雷罐細長形結構導致的脫硫反應動力學條件差的問題，盡管研究的一些改進措施在實驗室取得了較好的改善效果，但因實施困難、可靠性不足、操作繁瑣等原因而未能在實際生產中得到應用，因而，有必要開發實施簡單、操作方便、運行穩定可靠、改善效果優良的新技術研究，不斷提高魚雷罐噴吹脫硫工藝的生命力及其對冶煉鋼種技術要求的適應性。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種脫硫效率高、生產能力大、操作簡單方便、脫硫穩定、成本較低的魚雷罐鐵水噴吹脫硫方法。