TFe

SiO₂

CaO

MgO

S

Al₂O₃

R

0.206

34.298

40.719

7.331

1.144

11.148

1.188

本廠各脫硫站采用鈍化Mg粉+CaO粉混合噴吹脫硫工藝及機(jī)械扒渣板進(jìn)行扒渣法。因此，鐵損主要來(lái)自兩方面，一是噴吹脫硫過(guò)程因鐵水上下翻騰攪拌，致使渣中包裹一定量的金屬鐵液滴，一部分液滴在鐵水罐從脫硫站到扒渣站轉(zhuǎn)運(yùn)擱置過(guò)程重新滲流回到鐵水熔池中，但仍有另一部分滯留在渣中，隨頂渣一起被扒除。針對(duì)這一問(wèn)題，一般采取降低脫硫渣粘度措施以降低鐵損，如在脫硫粉劑中配入一定量的NaCl或KCl^[11]，或在噴吹前加在鐵水罐表面，或折鐵前加在鐵水罐底，生成低熔點(diǎn)物質(zhì)以降低脫硫渣熔點(diǎn)，從而使渣中金屬鐵液滴更充分地滲流回到鐵水熔池；二是人工扒渣時(shí)，在扒渣板往復(fù)運(yùn)動(dòng)扒渣過(guò)程不可避免地?cái)y帶一定量鐵液，尤其在扒渣后期殘?jiān)�較少，且要求扒凈時(shí)，這種鐵損明顯增加。通過(guò)添加NaCl或KCl降低頂渣熔點(diǎn)雖可減少渣中包裹的金屬鐵液滴，但流動(dòng)性變好的頂渣極易于從扒渣板兩側(cè)回流，更加不易扒除，因此還要添加聚渣劑，其熔點(diǎn)一般在l100-1300℃，聚渣劑成分如表2所示。在鐵水溫度高時(shí)，如1350℃左右時(shí)，聚渣劑加入后融化速度較快，需加快扒渣板運(yùn)行速度，在操作上很難控制鐵水液面穩(wěn)定，反而增加鐵損，若調(diào)高聚渣劑熔點(diǎn)，則對(duì)于低溫鐵水的聚渣效果大大降低。以上添加NaCl或KCl和聚渣劑等措施對(duì)于減少鐵損均有一定輔助作用，但也均增加一定成本。

表2 聚渣劑主要成分/%

Table 2 the main composition of slag conglomeration agent

扒渣作業(yè)時(shí)鐵水罐會(huì)有一定的傾斜角(約23°)，由于幾何形狀變化，在表面張力作用下脫硫渣覆蓋面積被擴(kuò)大。在投放聚渣劑周圍脫硫渣“成坨”，易于扒除，但坨狀渣扒除后，剩余殘?jiān)�不但量少，而且流�?dòng)性極好，大部分會(huì)繞過(guò)扒渣板從兩側(cè)回流，只有扒渣板正面少部分頂渣被帶出。為將脫硫渣扒除干凈只能以犧牲鐵損為代價(jià)，頻繁扒渣。針對(duì)以上問(wèn)題及弊端，涌動(dòng)式扒渣技術(shù)原理為：噴氣槍(噴吹N₂)從鐵水罐偏頂部(1/4-1/2半徑處)插入鐵水，在噴吹氣體上浮力的作用下，形成“泉涌”狀鐵水自下而上翻涌，裸露的鐵水將頂渣推向扒渣口，由于有2個(gè)發(fā)力點(diǎn)，頂渣呈“半圓形”淤積在扒渣口，扒渣板行程減半，扒渣動(dòng)作由空間3維(上下左右)“S”形運(yùn)動(dòng)，變成僅需直線1維(前后)“一”運(yùn)動(dòng)。在鐵水涌動(dòng)源源不斷推動(dòng)力的作用下，既使稀渣也不易從扒渣板兩側(cè)繞過(guò)回流，淤積渣層厚度翻倍，因此扒渣速度加快，不但扒渣時(shí)間縮短，而且鐵損大為減少，且不用聚渣劑。

圖3 涌動(dòng)式扒渣噴氣槍插入方式示意圖

Fig. 3 sketch map of ejection gun insert mode of gush skiming

利用500kg多功能感應(yīng)爐進(jìn)行熱態(tài)模擬鐵水扒渣實(shí)驗(yàn)。生鐵450kg，升溫到1300℃時(shí)投入脫硫渣4.5kg，脫硫渣熔化后，將爐體傾斜23°，貼近爐口上沿內(nèi)壁下降噴氣槍，直至插入鐵水深度約400mm，供氣流量1m³/min。噴槍插入后鐵液即自下而上翻滾涌動(dòng)，僅約30s頂渣即偏聚在扒渣口一側(cè)，效果如圖4所示。

因500kg中頻爐爐口限制，無(wú)法同時(shí)安裝2支噴氣槍，熱態(tài)實(shí)驗(yàn)只能驗(yàn)證涌動(dòng)效果，為精準(zhǔn)確定各控制參數(shù)，進(jìn)行水模涌動(dòng)式扒渣實(shí)驗(yàn)。利用樹(shù)脂顆粒模擬鐵水脫硫后頂渣，頂渣厚度30mm，樹(shù)脂顆粒直徑1mm，密度0.4g/mm³。鐵水罐模型傾斜23°，兩支噴氣管從鐵水罐模型頂部貼近傾斜上沿垂直插入，供氣流量60-80m³/h，氣體壓力0.6-0.8Mpa，實(shí)驗(yàn)效果如圖5所示。僅20s即將模擬頂渣排開(kāi)1/2裸露面積，且通過(guò)氣體流量及壓力的控制可實(shí)現(xiàn)“半圓形”頂渣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不但扒渣速度快，而且殘?jiān)�剩余少。甚至，若犧牲少量鐵損的情況下，可以實(shí)現(xiàn)殘?jiān)?/span>“零”剩余。

6 工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn) 將實(shí)驗(yàn)室技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)。在100t及120t鐵水罐進(jìn)行涌動(dòng)式微損扒渣工業(yè)試驗(yàn)，如圖6所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，鐵水罐頂渣在噴槍插入后30s就已偏聚扒渣口一側(cè)，凈扒渣時(shí)間從8-10min縮短到5-6min，鐵損從4-6kg/t，且試驗(yàn)過(guò)程未使用聚渣劑。

（1）機(jī)械扒渣法的鐵損主要來(lái)自渣中包裹金屬鐵液滴和扒渣板往復(fù)運(yùn)動(dòng)扒渣時(shí)攜帶的鐵液，在扒渣后期殘?jiān)�較少鐵損明顯增加；

（2）涌動(dòng)式扒渣可使頂渣呈“半圓形”淤積在扒渣口，扒渣板動(dòng)作由空間3維“S”形變成直線1維“一”運(yùn)動(dòng)；

（3）對(duì)于100-120t鐵水罐涌動(dòng)式扒渣系統(tǒng)的凈扒渣時(shí)間從8-10min縮短到5-6min，鐵損從4-6kg/t，聚渣劑消耗為0。

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