·42… 北京科技大学学报 2007年增刊1 用，基本上符合设计的要求.而使用重钢原有脱硫 时产生的固体状渣，从而使脱硫渣易凝结成块状渣， 渣改性剂和5#改性剂时，脱后渣黏度偏高.由此可 表6重钢原改性剂化学成分（质量分数） % 见，添加4#改性剂，脱硫渣的性能将发生显著的变 化，其熔化性温度和黏度将显著降低，流动性将大 SiO2 CaF2 Al2O;Cao TiO2 Fe2O;Na2O+K2O 为改善，显然有利于脱硫渣中铁珠的聚合和沉降， 62.0418.415.0750.25730.62160.6254 1.546 从而减轻和消除结壳现象：同时，有利于吸收脱硫 表7不同改性剂模拟脱后渣配方及物理性能 改性剂 脱前渣+脱疏剂 改性剂黏度/ 脱后渣的黏度/(Pas)脱后渣的 品种用量/g 熔点1C (用量) (Pa.s) 1430℃1410℃ 熔点/C 原重钢 6 1231 130g(脱前渣) 5.3(1430C) 11.17 22.906 1369 4# 6 930 +28g(Ca0)+ 0.627(1250C) 0.82 0.87 1356 5# 6 1048 11.67gMg 4.19(1250C) 1.25 3.5 1372 2脱硫渣改性剂改性分析 渣成分测算，熔点在1700C左右，为保证炉渣的 流动性必须降低铁渣熔化温度，因此，在脱硫前的 脱硫渣改性剂是通过降低炉渣碱度、降低炉渣 铁水罐中加入改性剂，利于改善渣的流动性和降低 熔化温度来提高脱硫后铁渣的流动性，从而有利于 渣的熔化温度， 扒渣.通过提高炉渣表面张力，可降低炉渣黏度从 根本上降低渣中铁损，在铁水脱硫前，脱硫前渣主 3结论 要由铁水带的高炉渣、铁水冲走的铁沟料和剥落、 侵蚀掉的铁罐内衬和保温材料组成：其次为铁水中 (1)4#脱硫渣改性剂熔点为930C,黏度为 部分Fe、Mn、Si、V、Ti等元素在从铁口流入铁罐 0.627Pas(1250C). 的过程中被空气氧化而形成的氧化物.脱硫后渣由 (2)在模拟脱后渣的对比实验中，通过4#改性 脱硫前渣和脱硫过程中形成的渣混合而成，其成分 剂改性的脱后渣其熔点一般在1350~1370℃之间， 和数量取决于脱硫工艺，即取决于脱硫前铁水是否 黏度在1Pas(在1410C条件下)，而较原重钢使用 除渣和脱硫剂种类及其用量等因素， 的改性剂和5#改性剂在模拟脱后渣的黏度和熔点 在钢铁治金温度下)，硫的稳定形态是气体.但 上优越，能很好地降低炉渣碱度、降低炉渣熔化温 热力学理论分析表明，金属液中的硫不能自行聚集 度，提高脱硫后铁渣的流动性 形成气体逸出，而必须靠反应MeO(S)t[S]= (3)确定了脱硫渣改性剂的使用量为6g(模拟 MeS(S)+[O](式中MeO为碱性氧化物)排除.也就是 时设定的脱前渣为130g)· 说，脱硫必须靠脱硫剂与铁水产生化学反应来完成， (4)通过在重钢现场使用优化后的改性剂进行 随着脱硫形成渣量的增加，温降和铁损也愈大，屈 初步实验，可以看出优化后的改性剂能改善渣的流 正平认为渣量愈大，铁损愈大.显然，脱硫工艺 动性、有利于扒渣、减少扒渣时间和扒渣过程中带 不同，脱硫后渣成分和数量完全不一样.前苏联治 出来的铁.下一步将更系统化地进行现场试验. 金工作者门和文光远⑧对于脱硫前后渣性能和数量 参考文献 做过系统的研究，研究表明各个厂脱硫前的罐渣成 [】张婕，丛玉伟，王淑华.铁水脱硫用聚渣剂的研制.山东治金 分不尽相同：但与高炉渣比较，其化学成分的变化 2005,4(27:31 规律是一致的，即碱度(CaO/Si02)、Mg0和S含量 [2】陈浩.重钢铁水喷粉脱硫粉剂研制及喷吹工艺参数优化[学位 大为降低，Fe和MnO显著提高. 论文].重庆：重庆大学，2001 要改变脱硫前渣聚合形状，使铁珠易于聚合和 [3]】藤银成.重钢铁水喷粉脱疏工艺优化研究[学位论文】.重庆： 沉降，减轻和消除结壳现象，就得通过加入改性剂 重庆大学，2002 来降低罐渣的熔化温度和黏度，改善其流动性 4]王俭.渣图集.北京：治金工业出版社，1989 [5)]魏寿昆.治金过程热力学.上海：上海科技出版社，1980 I9-1o1.由Ca0-SiO2-Al2O3相图可知，在铁水温度 6]屈正平.铁水喷吹镁粒脱硫工艺的试验研究学位论文.西安： 下三种物质组成的熔点均偏高.根据铁水脱硫后铁 西安建筑科技大学，2003• 42 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 用，基本上符合设计的要求．而使用重钢原有脱硫 渣改性剂和 5#改性剂时，脱后渣黏度偏高．由此可 见，添加 4#改性剂，脱硫渣的性能将发生显著的变 化，其熔化性温度和黏度将显著降低，流动性将大 为改善，显然有利于脱硫渣中铁珠的聚合和沉降， 从而减轻和消除结壳现象；同时，有利于吸收脱硫 时产生的固体状渣，从而使脱硫渣易凝结成块状渣． 表 6 重钢原改性剂化学成分(质量分数) % SiO2 CaF2 Al2O3 CaO TiO2 Fe2O3 Na2O+K2O 62.04 18.4 15.075 0.2573 0.6216 0.6254 1.546 表 7 不同改性剂模拟脱后渣配方及物理性能 改性剂 脱后渣的黏度 / (Pa·s) 品种 用量 / g 熔点 / °C 脱前渣+脱硫剂 (用量) 改性剂黏度/ (Pa⋅s) 1430°C 1410°C 脱后渣的 熔点 / °C 原重钢 6 1231 5.3 (1430°C) 11.17 22.906 1369 4# 6 930 0.627 (1250°C) 0.82 0.87 1356 5# 6 1048 130 g（脱前渣） ＋28 g (CaO)＋ 11.67 g Mg 4.19 (1250°C) 1.25 3.5 1372 2 脱硫渣改性剂改性分析 脱硫渣改性剂是通过降低炉渣碱度、降低炉渣 熔化温度来提高脱硫后铁渣的流动性，从而有利于 扒渣．通过提高炉渣表面张力，可降低炉渣黏度从 根本上降低渣中铁损．在铁水脱硫前，脱硫前渣主 要由铁水带的高炉渣、铁水冲走的铁沟料和剥落、 侵蚀掉的铁罐内衬和保温材料组成；其次为铁水中 部分 Fe、Mn、Si、V、Ti 等元素在从铁口流入铁罐 的过程中被空气氧化而形成的氧化物．脱硫后渣由 脱硫前渣和脱硫过程中形成的渣混合而成，其成分 和数量取决于脱硫工艺，即取决于脱硫前铁水是否 除渣和脱硫剂种类及其用量等因素． 在钢铁冶金温度下[5]，硫的稳定形态是气体．但 热力学理论分析表明，金属液中的硫不能自行聚集 形成气体逸出，而必须靠反应 MeO(S)+[S]= MeS(S)+[O](式中 MeO 为碱性氧化物)排除．也就是 说，脱硫必须靠脱硫剂与铁水产生化学反应来完成， 随着脱硫形成渣量的增加，温降和铁损也愈大．屈 正平[6]认为渣量愈大，铁损愈大．显然，脱硫工艺 不同，脱硫后渣成分和数量完全不一样．前苏联冶 金工作者[7]和文光远[8]对于脱硫前后渣性能和数量 做过系统的研究，研究表明各个厂脱硫前的罐渣成 分不尽相同；但与高炉渣比较，其化学成分的变化 规律是一致的，即碱度(CaO/Si02)、MgO 和 S 含量 大为降低，Fe 和 MnO 显著提高． 要改变脱硫前渣聚合形状，使铁珠易于聚合和 沉降，减轻和消除结壳现象，就得通过加入改性剂 来降低罐渣的熔化温度和黏度，改善其流动性 [9-10]．由 CaO-SiO2-Al2O3 相图[4]可知，在铁水温度 下三种物质组成的熔点均偏高．根据铁水脱硫后铁 渣成分测算，熔点在 1700°C 左右，为保证炉渣的 流动性必须降低铁渣熔化温度．因此，在脱硫前的 铁水罐中加入改性剂，利于改善渣的流动性和降低 渣的熔化温度． 3 结论 (1) 4#脱硫渣改性剂熔点为 930°C，黏度为 0.627 Pa·s (1250°C)． (2) 在模拟脱后渣的对比实验中，通过 4#改性 剂改性的脱后渣其熔点一般在 1350∼1370°C 之间， 黏度在 1 Pa·s (在 1410°C 条件下)，而较原重钢使用 的改性剂和 5#改性剂在模拟脱后渣的黏度和熔点 上优越，能很好地降低炉渣碱度、降低炉渣熔化温 度，提高脱硫后铁渣的流动性． (3) 确定了脱硫渣改性剂的使用量为 6 g（模拟 时设定的脱前渣为 130 g）． (4) 通过在重钢现场使用优化后的改性剂进行 初步实验，可以看出优化后的改性剂能改善渣的流 动性、有利于扒渣、减少扒渣时间和扒渣过程中带 出来的铁．下一步将更系统化地进行现场试验． 参 考 文 献 [1] 张婕，丛玉伟，王淑华．铁水脱硫用聚渣剂的研制．山东冶金， 2005, 4(27): 31 [2] 陈浩．重钢铁水喷粉脱硫粉剂研制及喷吹工艺参数优化[学位 论文]．重庆：重庆大学，2001 [3] 熊银成．重钢铁水喷粉脱硫工艺优化研究[学位论文]．重庆： 重庆大学，2002 [4] 王俭．渣图集．北京：冶金工业出版社，1989 [5] 魏寿昆．冶金过程热力学．上海：上海科技出版社，1980 [6] 屈正平．铁水喷吹镁粒脱硫工艺的试验研究[学位论文]．西安： 西安建筑科技大学，2003