煉鋼廠新增脫硫裝置方案探討

王福海

摘 要：結(jié)合攀鋼煉鐵廠的產(chǎn)能現(xiàn)狀和煉鋼廠3套鐵水脫硫裝置的脫硫能力，介紹了煉鋼廠新增脫硫裝置的必要性和建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：煉鋼廠；脫硫裝置；脫硫劑；建設(shè)方案

中圖分類號：TF704.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.20.114

文章編號：2095-6835（2016）20-0114-02

1 概述

攀鋼提釩煉鋼廠現(xiàn)有3套鐵水脫硫裝置，1，2號脫硫裝置采用混合噴吹技術(shù)，產(chǎn)能3.8×106 t/年，3號脫硫裝置采用復(fù)合噴吹技術(shù)，產(chǎn)能1.2×106～1.4×106 t/年，總鐵水脫硫產(chǎn)能為5×106～5.2×106 t/年。隨著新3號高爐及新1號、新2號轉(zhuǎn)爐建成投產(chǎn)，煉鐵產(chǎn)能將達(dá)到6.4×106 t/年，煉鋼產(chǎn)能將達(dá)到6×106 t/年。目前，大約有1×106 t鐵水不能進(jìn)行脫硫處理，需要對煉鋼廠的脫硫能力進(jìn)行擴(kuò)能改造。

2 新增脫硫裝置的必要性

2.1 現(xiàn)有脫硫設(shè)施能力不足

隨著新3號高爐及新1號、新2號轉(zhuǎn)爐建成投產(chǎn)，煉鐵產(chǎn)能將達(dá)到6.4×106 t/年，煉鋼產(chǎn)能將達(dá)到6×106 t/年。目前有3套鐵水脫硫裝置的脫硫能力達(dá)5×106～5.2×106 t，有約1×106 t鐵水不能進(jìn)行脫硫處理。3套脫硫裝置的生產(chǎn)能力如表1所示。

2.2 低硫鋼種生產(chǎn)的需要

近年來，低硫鋼種產(chǎn)量逐年增加（2005年，[S]≤0.015的鋼種月產(chǎn)量已達(dá)5.71×104 t，占總鋼產(chǎn)量的16.8%），在一套脫硫裝置檢修或故障時(shí)，煉鋼廠的脫硫能力為日均1.37×104 t，每天約有4×103 t的鐵水不能進(jìn)行脫硫處理，這將嚴(yán)重影響到公司品種鋼的生產(chǎn)。2003—2005年低硫鋼種生產(chǎn)情況如表2所示。

2.3 現(xiàn)有脫硫工藝改造不能增加脫硫產(chǎn)能

在鐵水條件和品種結(jié)構(gòu)未改變的前提下，對現(xiàn)有脫硫裝置的噴吹方式或脫硫劑種類進(jìn)行改進(jìn)，只可能改善脫硫效果，其脫硫噴吹時(shí)間不能縮短，因而脫硫周期不會(huì)發(fā)生改變，脫硫產(chǎn)能也無法提高。各種脫硫劑對應(yīng)的脫硫時(shí)間如表3所示。

3 新增脫硫裝置工藝方案

3.1 技術(shù)要求

3.2 在3號脫硫裝置區(qū)域新增脫硫裝置

對3號脫硫裝置進(jìn)行改造，在3號脫硫裝置的西頭扒渣位（原1號扒渣位）處新增脫硫工位，將扒渣工位改造成脫硫+扒渣，脫硫與扒渣在同一工位進(jìn)行，使之形成2套完整的脫硫扒渣裝置。改造后，3號脫硫裝置各工序主要工藝設(shè)備配置如下：

組罐：2個(gè)車式組罐位和1個(gè)固定組罐位。

脫硫：2個(gè)噴吹工位，配3臺鐵水罐傾翻車、1個(gè)60 m3石灰料倉、1個(gè)30 m3鎂粉料倉、2個(gè)1.4 m3鎂粉噴吹罐、2個(gè)2.8 m3石灰噴吹罐。

扒渣：2個(gè)扒渣工位，配2臺液壓扒渣機(jī)、3臺鐵水罐傾翻車（與脫硫共用）、2臺電動(dòng)渣罐車。

3.3 在1，2號脫硫裝置區(qū)域新增脫硫裝置

在爐子跨#1撇渣線7.2 m平臺上新增脫硫噴吹工位，利用現(xiàn)有1，2號脫硫裝置脫硫劑上料設(shè)施、高位料倉設(shè)施及噴吹罐設(shè)施；在加料跨及釩渣跨#1、#2扒渣機(jī)西頭新建1個(gè)扒渣工位。改造后，1，2號脫硫裝置區(qū)域各工序主要工藝設(shè)備配置如下：

組罐：2個(gè)固定組罐位，4個(gè)車式組罐位。

脫硫：3個(gè)噴吹工位，配2個(gè)80 m3料倉、4個(gè)噴吹罐、3臺鐵水脫硫車。

扒渣：3個(gè)扒渣工位，配3臺液壓扒渣機(jī)、3臺鐵水罐傾翻車、3臺電動(dòng)渣罐車。

4 采用的技術(shù)路線及工藝流程

4.1 現(xiàn)有脫硫工藝現(xiàn)狀及對比

攀鋼現(xiàn)有3套鐵水脫硫裝置。1，2號脫硫裝置采用混合噴吹技術(shù)，以噴吹A(chǔ)D型復(fù)合脫硫劑為主，輔助脫硫劑為低鎂脫硫劑（M-4、M-3）；3號脫硫裝置采用復(fù)合噴吹技術(shù)，噴吹鎂粉/石灰兩種脫硫劑，能夠單吹石灰或混合粉劑。它們的產(chǎn)能及脫硫技術(shù)指標(biāo)對比如下。

4.1.1 鐵水脫硫產(chǎn)能對比

攀鋼1，2號鐵水脫硫產(chǎn)能為3.8×106 t/年，3號鐵水脫硫產(chǎn)能1.2×106～1.4×106 t/年，總鐵水脫硫產(chǎn)能為5×106～5.2×106 t/年，與年鐵水脫硫產(chǎn)能達(dá)6×106 t有一定差距。

4.1.2 AD脫硫與鎂脫硫技術(shù)指標(biāo)對比

4.1.2.1 鐵水脫硫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

鐵水脫硫的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表5所示。由表5可知，鐵水采用AD和鎂脫硫均可達(dá)到較好的鐵水脫硫效果，可達(dá)國內(nèi)外同類生產(chǎn)水平，但鎂脫硫工藝的回硫較多，主要是鎂脫硫后渣鐵分離不好，渣扒不凈所致。從目前試驗(yàn)的鎂脫硫渣調(diào)整劑看，效果均不顯著，鎂脫硫渣鐵分離不好。鎂脫硫工藝鐵水回硫多，對煉鋼有影響。

4.1.2.2 鐵水脫硫鐵損

半鋼、鐵水脫硫工藝鐵損標(biāo)定結(jié)果如表6所示。由表6可知，3號鐵水脫硫的脫硫鐵損為0.41%，扒渣鐵損為4.93%，鐵水脫硫工藝的脫硫、扒渣工序總鐵損為5.34%，與1，2號脫硫鐵損5.435%相當(dāng)，比3號半鋼脫硫鐵損高1.545%. 主要原因是鐵水溫度低，脫硫渣黏度大，熔點(diǎn)低，渣鐵不分，導(dǎo)致的扒渣鐵損大。

4.1.2.3 3號脫硫半鋼及鐵水工藝的脫硫渣中鐵份

3號半鋼脫硫渣取樣分析結(jié)果如表7所示。由表7可知，3號脫硫渣中的TFe含量比1，2號脫硫渣中TFe含量少，反映出3號半鋼脫硫鐵損較1，2號低。鐵水脫硫渣中TFe的含量比1，2號脫硫渣中的TFe含量高，脫硫渣中帶鐵多。

4.1.3 鐵水脫硫綜合成本

半鋼/鐵水脫硫綜合成本如表8所示。由表8可知，3號半鋼脫硫的綜合成本為97.53元/（t.Fe），鐵水脫硫的綜合成本為124.67元/（t.Fe），比1，2部AD脫硫的綜合成本115.76元/（t.Fe）高9.02元/（t.Fe）。

4.2 選用的技術(shù)路線及工藝流程

4.2.1 在3號脫硫裝置區(qū)域新增脫硫裝置

由于原料跨場地狹窄，不能布置混合脫硫的高位料倉等相關(guān)設(shè)施，新增脫硫裝置采用3號脫硫復(fù)合噴吹技術(shù)，噴吹鎂粉/石灰兩種脫硫劑，能夠單吹石灰或混合粉劑。脫硫流程如圖1所示。

4.2.2 在1，2號脫硫裝置區(qū)域新增脫硫裝置

盡管鎂復(fù)合噴吹工藝的鐵水脫硫效果很好，鐵水鐵損小，但是由于攀鋼鐵水的特殊性，從3號脫硫裝置的生產(chǎn)情況看，采用鎂復(fù)合噴吹工藝脫硫后的渣態(tài)很稀，扒渣不凈，渣鐵分離不好，目前沒有開發(fā)研究出能夠改變鎂脫硫渣態(tài)的調(diào)整劑，因此造成采用鎂復(fù)合噴吹脫硫后的鐵水回硫嚴(yán)重，給轉(zhuǎn)爐煉鋼帶來很大影響。而采用混合噴吹工藝噴吹低鎂脫硫劑（M-4、M-3）也能達(dá)到很好的脫硫效果，且成本較低，脫硫渣經(jīng)過改性后的渣鐵分離很好，脫硫鐵水不會(huì)出現(xiàn)回硫現(xiàn)象。所以在1，2號脫硫裝置區(qū)域新增脫硫裝置采用混合噴吹技術(shù)，噴吹A(chǔ)D型復(fù)合脫硫劑為主，輔助脫硫劑為低鎂脫硫劑（M-4、M-3）。

5 結(jié)束語

隨著新3號高爐的建成投產(chǎn)，煉鐵產(chǎn)能將達(dá)到6.4×106 t/年。煉鋼廠現(xiàn)有3套鐵水脫硫裝置的能力已不能滿足生產(chǎn)要求，因此，新增脫硫裝置是非常必要的。

受總圖位置限制，新增脫硫裝置要考慮兩點(diǎn)：①對3號脫硫裝置進(jìn)行改造，在3號脫硫裝置的西頭扒渣位處增設(shè)一套脫硫裝置，將原扒渣工藝改造成脫硫與扒渣同一工位進(jìn)行，采用3號脫硫復(fù)合噴吹技術(shù)，噴吹鎂粉/石灰兩種脫硫劑，能夠單吹石灰或混合粉劑；②在1、2號脫硫裝置東頭#1撇渣線上增加1套脫硫噴吹裝置，利用現(xiàn)有1，2脫硫裝置脫硫劑上料設(shè)施、高位料倉設(shè)施及噴吹罐設(shè)施，在加料跨及釩渣跨#1，#2扒渣機(jī)西頭新建1個(gè)扒渣工位，改造后采用混合噴吹技術(shù)，以噴吹A(chǔ)D型復(fù)合脫硫劑為主，輔助脫硫劑為低鎂脫硫劑（M-4、M-3）。