鐵水預(yù)脫硫方法及設(shè)備

早在1877年伊頓(A.E.Eaton)和.貝克(L.Beck)就提出可用蘇打作為鐵水的脫硫劑。早期的鐵水爐外脫硫采用簡(jiǎn)易的鋪撤法，即在高爐出鐵時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵水含硫過(guò)高，立即往鐵水溝中撤放蘇打進(jìn)行脫硫，從而得到合格的鐵水。后來(lái)，美國(guó)的拜爾斯公司(A.M.ByersCo)于1927年開(kāi)發(fā)了在鐵水罐中加蘇打粉對(duì)化鐵爐鐵水進(jìn)行脫硫的方法，脫硫后的鐵水用于酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼。由于此法蘇打較貴，鈉的氣化損失較多和易侵蝕罐襯等原因，未能推廣使用。而后，英國(guó)的紐厄爾(Newell)等人于1948年向鐵水罐中加入石灰和螢石等混合粉劑進(jìn)行鐵水脫硫，但由于效果不佳，也未能推廣。

自20世紀(jì)60年代以來(lái)，對(duì)低硫鋼([S]≤0.01%)和超低硫鋼([S]≤0.005%)的需求量激劇增加，促使鐵水預(yù)脫硫技術(shù)得到迅速的發(fā)展。最先研制成功的鐵水預(yù)脫硫技術(shù)有回轉(zhuǎn)爐法和搖包法?；剞D(zhuǎn)爐法是由瑞典的卡林(B.Kalling)等人在1947年試驗(yàn)成功的，用石灰粉進(jìn)行鐵水脫硫。并于1950年在瑞典的蘇拉哈默(Surahammar)工廠建成15t回轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)。但由于此法處理時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30min、鐵水溫度下降過(guò)多、爐襯壽命低和處理量受限制等問(wèn)題，故未能推廣。

搖包脫硫法由瑞典的伊克托普(S.Eketorp)和卡林研制成功的，于1959年在瑞典多姆納維特(Dom narfvet)工廠建成3.0t偏心單向回轉(zhuǎn)搖包，用CaCz進(jìn)行鐵水脫硫。隨后新日鐵的八幡鋼鐵廠引進(jìn)了30t搖包。1962年神戶鋼鐵公司尼崎鋼鐵廠對(duì)此法進(jìn)行了改進(jìn)，研制成功40t的正逆雙向回轉(zhuǎn)搖包法，又稱(chēng)DM法(Duo VorticalMixingCoverter)。搖包法在一定程度上克服了回轉(zhuǎn)爐法的缺點(diǎn)，于70年代曾在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較多。但搖包法要求較大的驅(qū)動(dòng)功率，故只適用于較小容量的鐵水包，因此發(fā)展不快。

為了解決大批量鐵水的脫硫問(wèn)題和克服容器運(yùn)動(dòng)法的缺點(diǎn)，相繼開(kāi)發(fā)了多種機(jī)械攪拌法脫硫和吹氣攪拌脫硫等方法。這些方法的特點(diǎn)是無(wú)需容器運(yùn)動(dòng)，由插入鐵水內(nèi)的攪拌器或通過(guò)鐵水內(nèi)部的氣泡，使鐵水與脫硫劑很好地接觸而加速脫硫。這是鐵水脫硫技術(shù)的很大進(jìn)步。

機(jī)械攪拌法脫硫中主要有KR法、RS法和DO法。KR法(KambaraReactor)是新日鐵廣煙制鐵所于1963年開(kāi)始研制，并于1965年投入工業(yè)生產(chǎn)。以后被日本鋼管和住友金屬公司等采用，鐵水罐容量可達(dá)200t以上。RS法(Rheinstahl)是德國(guó)萊茵鋼鐵廠的克雷默(F.Kraemei')等人于1969年研制成功的，后來(lái)曼內(nèi)斯曼(Mannesmann)公司引進(jìn)了200t:的RS裝置。歐洲各國(guó)也采用此法。DO法(Demag一Ostbelg)是德國(guó)德馬克公司的奧斯特伯格(J.E.Ostherg)于1966年研制成功的，并于1968年在德國(guó)的奧古斯特蒂森冶金公司(AugustThyssen-HiltteAG)建成95t的D0裝置。這些方法利用機(jī)械攪拌f乍用使鐵水與脫硫劑很好地接觸，脫硫效率高而穩(wěn)定，能得到低硫或超低硫鐵水。但它們的主要缺點(diǎn)是設(shè)備比較復(fù)雜，需要二次扒渣、鐵水溫度降低較多和罐襯壽命較低等，因此僅在60~70年代有一定的發(fā)展，但在鐵水噴粉脫硫法研制成功后，就不再新建這類(lèi)裝置了。中國(guó)武漢鋼鐵公司于1976年從日本引進(jìn)了100t的KR裝置，至今仍在生產(chǎn)中使用，但未能在國(guó)內(nèi)推廣。

吹氣攪拌脫硫法中主要有PDS法和GMR法。PDS法(Porous plug methord)又稱(chēng)透氣塞脫硫法，它是將脫硫劑加在鐵水面上，通過(guò)裝在鐵水包底部的透氣塞頭吹入氣體，攪動(dòng)鐵水進(jìn)行脫硫。新日鐵的八幡鋼鐵廠在1968年投產(chǎn)70t的PDS法裝置。后來(lái)新日鐵的廣煙鋼鐵廠對(duì)此法作了改進(jìn)，使用專(zhuān)用鐵水包，能連續(xù)處理4包鐵水，稱(chēng)為CLDS法(鐵水包連續(xù)脫硫法)。GMR法(Gas LiftMixingReactoI)也稱(chēng)氣泡泵環(huán)流攪拌法，它是神戶鋼鐵公司利用"氣泡泵"原理而研制成的。于1973年研制成功，并于1974年在加古川廠投產(chǎn)一臺(tái)200t。的GMR裝置。吹氣攪拌法的操作簡(jiǎn)便，設(shè)備費(fèi)用較低，但由于脫硫效率稍差，因此也沒(méi)能推廣。70年代以后噴射冶金技術(shù)發(fā)展非常迅速，噴粉法已成為當(dāng)今鐵水預(yù)脫硫的主流方法。鐵水噴粉脫硫法最初由德國(guó)博克默維賴(lài)因(Boehumer Verein)工廠的波爾(H.Pohl)等人于1963年研制成功，鐵水罐容量為40t。由于當(dāng)時(shí)噴射冶金技術(shù)處于開(kāi)發(fā)初期，如粉劑輸送、控制和鐵水噴濺等問(wèn)題未很好解決，因此發(fā)展較緩慢。直到1969年，德國(guó)奧古斯蒂森冶金公司(AugustThyssen-HiietteAG)的米切斯納(w。Meichsner)等人研制成功魚(yú)雷罐車(chē)鐵水噴粉脫硫法，稱(chēng)為ATH法。稍后，新日本鋼鐵公司也試驗(yàn)成功魚(yú)雷罐車(chē)頂噴粉脫硫法(Desulpho rization by Top Injection Process)簡(jiǎn)稱(chēng)TDS法，并于1971年在名古屋鋼鐵廠正式投產(chǎn)。魚(yú)雷罐車(chē)的容量為250t或300t，這樣就解決了大批量鐵水的脫硫問(wèn)題。由于此法具有處理能力大、反應(yīng)速度快(即處理時(shí)間短)、自動(dòng)化程度高、脫硫效翠高、操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此它正在代替其他的脫硫方法，已成為當(dāng)今鐵水預(yù)處理的主流方法。上海寶山鋼鐵(集團(tuán))公司引進(jìn)的TDS法設(shè)備已于1985年投產(chǎn)。而自己研制的噴粉脫硫法已投產(chǎn)的有天津鋼廠、宣化鐵廠和鞍山鋼鐵公司等。

此外，自1972年以?shī)A，美國(guó)、加拿大、前蘇聯(lián)和德國(guó)等相繼開(kāi)發(fā)用鎂一焦、鎂一鋼屑團(tuán)塊和鎂一白云石團(tuán)塊等的脫硫劑。它們是將焦炭塊或鋼屑團(tuán)塊浸入鎂水中而制成，并將它們放入石墨鐘罩內(nèi)，再插入鐵水中，放出鎂蒸氣與鐵水接觸而進(jìn)行脫硫，故此法稱(chēng)為鐘罩法脫硫(plunging bell method)。由于此法鎂的氣化速率控制較難等問(wèn)題，后來(lái)被噴吹鎂一石灰粉或包鹽鎂粒等所取代。

鐵水預(yù)脫硫(preliminary desulphuzation of hot metal)

鐵水進(jìn)入煉鋼爐冶煉之前，脫除其中硫的鐵水預(yù)處理工藝，也稱(chēng)鐵水爐外脫硫。

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)鋼材質(zhì)量的要求日益提高。例如，為了避免鋼坯(特別是連鑄|軋鋼板坯)產(chǎn)生內(nèi)部裂紋和得到良好的表面質(zhì)量，要求普通鋼的含硫量小于0.020%;為了使結(jié)構(gòu)鋼具有均勻的機(jī)械性能(即減少各向異性)，要求鋼中含硫量小于0.010%;為了使石油和天然氣輸送管、石油精煉設(shè)備用鋼、海上采油平臺(tái)用鋼、低溫用鋼、厚船板鋼和航空用鋼等具有抗氫致裂紋性能、更均勻的機(jī)械性能和更高的沖擊韌性，硅鋼具有良好的電磁性能，薄板鋼具有優(yōu)良的深沖性能等等，要求鋼中含硫量小于0.005%(甚至小于0.002%~0.001%)。要求如此低硫的鋼材，用傳統(tǒng)的高爐連續(xù)鑄鋼|煉鐵一轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝是很難生產(chǎn)的，只有在煉鋼之前加上鐵水預(yù)脫硫工序、煉鋼之后加上爐外精煉工藝才能生產(chǎn)。鐵水預(yù)脫硫已成為優(yōu)化冶金生產(chǎn)工藝的不可缺少的工序之一，它可降低連續(xù)鑄鋼|煉鐵的焦比和提高生產(chǎn)率，減少煉鋼的石灰消耗量和渣量等，從而降低了生產(chǎn)成本。

第1章 緒論

1.1 鐵水預(yù)處理的發(fā)展基礎(chǔ)

1.1.1 鐵水預(yù)脫硫的發(fā)展基礎(chǔ)

1.1.2 鐵水預(yù)脫磷的發(fā)展基礎(chǔ)

1.1.3 鐵水預(yù)脫硅的發(fā)展基礎(chǔ)

1.2 鐵水預(yù)處理發(fā)展概況

1.2.1 國(guó)內(nèi)外鐵水預(yù)脫硫發(fā)展概況

1.2.2 國(guó)內(nèi)外鐵水預(yù)脫磷發(fā)展概況

1.2.3 鐵水預(yù)脫硅發(fā)展概況

1.3 鐵水預(yù)處理的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

1.3.1 脫硫效率(ηS)

1.3.2 脫硫劑效率(KS)

1.3.3 脫硫劑的反應(yīng)率(ηm)

復(fù)習(xí)思考題

第2章 鐵水預(yù)處理的熱力學(xué)

2.1 鐵水脫硫的熱力學(xué)

2.1.1 鐵水脫硫劑的種類(lèi)

2.1.2 復(fù)合脫硫劑中添加劑的作用

2.1.3 脫硫劑的反應(yīng)特點(diǎn)

2.1.4 常用脫硫劑的利用率和效率

2.1.5 不同脫硫劑的脫硫經(jīng)濟(jì)效益

2.2 鐵水預(yù)脫硅的熱力學(xué)

2.2.1 鐵水的最佳含硅量

2.2.2 脫硅劑的種類(lèi)

2.2.3 脫硅劑脫硅的反應(yīng)

2.2.4 影響鐵水脫硅效率的因素

2.2.5 脫硅過(guò)程中的泡沫渣現(xiàn)象

2.3 鐵水脫磷熱力學(xué)

2.3.1 鐵水預(yù)脫磷的基本冶金條件

2.3.2 脫磷劑的構(gòu)成

2.3.3 常用的脫磷劑體系

2.3.4 影響鐵水脫磷效果的主要因素

2.3.5 無(wú)氟脫磷渣的研究

2.4 鐵水同時(shí)脫磷脫硫的熱力學(xué)

2.4.1 鐵水同時(shí)脫磷脫硫的熱力學(xué)條件

2.4.2 同時(shí)脫磷脫硫熔劑及處理效果

復(fù)習(xí)思考題

第3章 鐵水預(yù)處理的動(dòng)力學(xué)

3.1 鐵水脫硫動(dòng)力學(xué)

3.1.1 鐵水噴粉脫硫的反應(yīng)過(guò)程

3.1.2 噴吹法脫硫劑顆粒進(jìn)入鐵水的條件

3.1.3 脫硫劑顆粒在鐵液中的上浮速度

3.1.4 不同脫硫劑在鐵水內(nèi)的停留時(shí)間

3.1.5 噴粉工藝參數(shù)對(duì)脫硫的影響

3.1.6 CaC2脫硫的動(dòng)力學(xué)

3.1.7 鎂脫硫的動(dòng)力學(xué)

3.1.8 鎂粉和CaC2混合噴吹脫硫的動(dòng)力學(xué)

3.1.9 CaO脫硫的動(dòng)力學(xué)

3.1.1 0Mg/CaO噴粉脫硫動(dòng)力學(xué)

3.1.1 1渣中FeO和鐵水中Si對(duì)CaO基脫硫劑脫硫動(dòng)力學(xué)的影響

3.2 鐵水脫磷的動(dòng)力學(xué)

3.2.1 鐵水預(yù)脫磷的反應(yīng)步驟

3.2.2 CaO噴粉脫磷預(yù)處理過(guò)程的反應(yīng)速率

3.2.3 影響鐵水脫磷效率的因素

3.3 鐵水脫硅的動(dòng)力學(xué)

復(fù)習(xí)思考題

第4章 鐵水預(yù)處理的方法及設(shè)備

4.1 鐵水預(yù)處理方法的分類(lèi)

4.2 鋪撒法

4.3 搖動(dòng)法

4.4 機(jī)械攪拌法

4.4.1 DO法

4.4.2 萊茵法

4.4.3 KR攪拌法

4.4.4 赫歇法

4.4.5 NP法

4.5 吹氣攪拌法

4.6 噴射法

4.6.1 噴射法的分類(lèi)

4.6.2 噴射原理

4.6.3 噴射法的設(shè)備

4.6.4 噴粉罐

4.7 鐘罩加入法

4.8 喂絲法

4.9 鐵水溝連續(xù)處理法

4.9.1 鐵水溝連續(xù)處理法的分類(lèi)及優(yōu)點(diǎn)

4.9.2 鐵水溝噴粉脫硫與鐵水灌噴粉脫硫的比較

4.9.3 鐵水溝噴粉脫硫與人工投入式脫硫比較

4.10 H爐法

4.11 鐵水預(yù)處理扒渣方法及設(shè)備

4.11.1 撇渣

4.11.2 扒渣機(jī)扒渣

4.11.3 扒渣機(jī)+稀渣劑進(jìn)行扒渣

4.11.4 扒渣機(jī)+黏渣劑(或聚渣劑)進(jìn)行扒渣

4.11.5 扒渣機(jī)+吹氣進(jìn)行扒渣

4.11.6 真空吸引除渣裝置除渣

4.11.7 回轉(zhuǎn)式高效鐵水撈渣機(jī)撈渣

4.12鐵水預(yù)處理容器的選擇

復(fù)習(xí)思考題

第5章 典型鐵水預(yù)處理工藝

5.1 典型鐵水預(yù)脫硫工藝

5.1.1 鐵水包單吹顆粒鎂脫硫工藝

5.1.2 鐵水包鎂基復(fù)合噴吹脫硫工藝

5.1.3 鐵水罐KR脫硫工藝

5.1.4 TDS法鐵水脫硫工藝

5.1.5 KR法和噴吹法兩種預(yù)脫硫工藝的比較

5.2 典型鐵水預(yù)脫磷工藝

5.2.1 魚(yú)雷罐噴粉脫磷工藝

5.2.2 轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)工藝

5.3 鐵水預(yù)脫硅工藝

5.3.1 高爐出鐵場(chǎng)鐵水預(yù)脫硅工藝

5.3.2 混鐵車(chē)內(nèi)鐵水預(yù)脫硅技術(shù)

復(fù)習(xí)思考題

第6章 鐵水預(yù)處理模型控制技術(shù)

6.1 鐵水預(yù)處理控制模型的種類(lèi)及參數(shù)

6.2 機(jī)理控制模型

6.2.1 魚(yú)雷罐內(nèi)鐵水脫硫溫降機(jī)理控制模型

6.2.2 鐵水噴鎂脫硫機(jī)理模型

6.3 鐵水預(yù)處理經(jīng)驗(yàn)控制模型

6.3.1 模型建立基本思路

6.3.2 多元線性回歸方程的建立

6.3.3 利用回歸方程進(jìn)行預(yù)測(cè)

6.3.4 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂刂菩Ч治?/p>

6.4 鐵水預(yù)處理的自適應(yīng)控制模型

6.4.1 自適應(yīng)控制模型的種類(lèi)

6.4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

6.4.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

6.4.4 小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

復(fù)習(xí)思考題

第7章 鐵水預(yù)處理用耐火材料

7.1 鐵水預(yù)處理用耐火材料及其發(fā)展過(guò)程

7.2 對(duì)鐵水預(yù)處理用耐火材料的要求

7.3 鐵水預(yù)處理用耐火材料中耐火原料的作用

7.4 各種處理劑對(duì)耐火材料的影響

7.4.1 脫硅處理劑對(duì)耐火材料的影響

7.4.2 脫硫劑對(duì)耐火材料的影響

7.4.3 脫磷劑對(duì)耐火材料的影響

7.5 鐵水預(yù)處理用耐火材料的應(yīng)用

7.5.1 鐵水罐用耐火材料

7.5.2 混鐵車(chē)內(nèi)襯用耐火材料

復(fù)習(xí)思考題

參考文獻(xiàn)

……

鐵水噴粉脫硫 (desulphurization of hotmetal by injection)

以惰性氣體或壓縮空氣為載氣向鐵水中噴射脫硫粉劑，以降低鐵水含硫量的鐵水預(yù)脫硫方法。粉劑與載氣形成的流態(tài)化流股高速射入熔體，混合、攪拌條件充分，為鐵水與粉劑間的物理化學(xué)反應(yīng)提供了良好的動(dòng)力學(xué)條件，故脫硫迅速有效。這種工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操作靈活、處理鐵水量大且維修方便，故在各國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。

本法的工業(yè)性試驗(yàn)始于1940年，但實(shí)用則是20世紀(jì)60年代以后發(fā)展起來(lái)的。

原理 噴粉脫硫反應(yīng)是在鐵水--熔渣界面進(jìn)行的。脫硫粉劑借助插入式噴槍高速?lài)娙腓F水中后，由于流股的強(qiáng)烈攪拌作用，鐵水與粉劑迅速反應(yīng)，生成的富硫熔渣因密度小而上浮，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間即可用專(zhuān)門(mén)的除渣裝置將其排除。射流與鐵水的相互作用如圖1所示。

根據(jù)射流在金屬熔池內(nèi)的流體力學(xué)、物理化學(xué)和傳熱傳質(zhì)等方面的特點(diǎn)不同，可在反應(yīng)器內(nèi)大致形成如下幾個(gè)區(qū)域:

(1)氣粉射流區(qū):它是由動(dòng)能較大的氣粉流從噴嘴噴出時(shí)排開(kāi)金屬液而形成的，但在其中也會(huì)卷入一些金屬液滴和渣滴。

(2)粉粒侵入?yún)^(qū):它在氣粉射流區(qū)的下部，是由動(dòng)能較大的粉粒侵入金屬液而形成的。

(3)氣體液體卷流區(qū):氣泡上浮時(shí)帶動(dòng)金屬液體運(yùn)動(dòng)，在這里發(fā)生強(qiáng)烈的傳質(zhì)過(guò)程和攪拌作用。

(4)氣泡逸出區(qū):它是由上浮的氣泡排開(kāi)熔池表面的渣層而造成的。

(5)渣層:熔池表面有渣覆蓋的部分。

(6)金屬液水平流區(qū):氣--液流上升到頂面以后，氣體逸出后液體形成表面流呈放射狀向四周散開(kāi)，在這里發(fā)生熔渣一金屬界面的傳質(zhì)過(guò)程。

(7)循環(huán)區(qū):水平流在熔池壁面附近向下流動(dòng)，在熔池下部又向中心流動(dòng)，再次被氣液流抽引而發(fā)生循環(huán)運(yùn)動(dòng)。噴射后形成的大量氣泡，產(chǎn)生"氣泡泵"作用，鐵水被不斷抽引、提升，而粉劑則在此過(guò)程中與鐵水相互接觸并完成脫硫反應(yīng)，然后成渣上浮，使鐵水得以?xún)艋?/p>

工藝方法 最常見(jiàn)的噴粉脫硫方法是瑞典斯堪的納維亞噴槍公司于1972年研制的SL法。此外，1969年德國(guó)奧古斯特蒂森冶金公司(August Thyssen-Hutte AG)開(kāi)發(fā)的ATH法和新日本鋼鐵公司1971年開(kāi)發(fā)的混鐵車(chē)頂噴粉脫硫法，即TDS法也是有代表性的噴粉脫硫方式。噴粉脫硫法除用于混鐵車(chē)外也常用于敞口鐵水罐的脫硫處理。

SL法 主體裝置是噴粉罐，粉劑從貯料倉(cāng)引入噴粉罐。氮?dú)?也可用其他惰性氣體或壓縮空氣)通過(guò)三條管路送氣:一是從噴粉罐頂部送入，目的在于維持足夠頂壓迫使粉料下移排出(小型罐亦有將此系統(tǒng)取消的);一是作為松動(dòng)氣(流化氣)由裝設(shè)在罐下部的流化器引入(流化器由微孔塑料或多孔金屬板制成)，目的在于維持粉劑呈局部流態(tài)化狀態(tài)，以保證粉劑穩(wěn)順地從喉口流出:一是助吹(引射)氣，旨在消除輸送脈沖，同時(shí)也可增加噴射氣流的攪拌能，以強(qiáng)化脫硫反應(yīng)。粉劑的噴出量一般通過(guò)電子秤及時(shí)顯示。噴槍可采用中空鋼管，外套耐火材料袖磚或采用整體噴槍?zhuān)麄€(gè)系統(tǒng)多處設(shè)有壓力、流量的控制裝置及顯示儀表。此法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操作方便、使用靈活，故問(wèn)世后很快在各國(guó)推廣開(kāi)來(lái)，成為應(yīng)用最多的噴粉脫硫方式。

ATH法 在265t混鐵車(chē)內(nèi)斜插一根內(nèi)徑為2.5cm的噴槍?zhuān)瑯尡砻嫱可夏突鸩牧?，每分鐘吹?08kg碳化鈣系復(fù)合脫硫劑，處理時(shí)間約8min。輸送氣體壓力為0.6MPa。噴槍傾斜角為60。 ，粉劑濃度約為40~60kg/m3 。

TDS法 在250t或300t混鐵車(chē)內(nèi)垂直插入一支內(nèi)徑為2.5cm的雙孔噴槍?zhuān)迦肷疃葹?.0~1.5m，噴槍外面裹有耐火材料。處理時(shí)間為10min，供粉速度為40~70kg/min。用N2 輸送，氣體流量5~10m3 /min，粉劑濃度約為8~10kg/m3 。

工藝操作與條件 噴粉脫硫的操作程序是先送氣、粉，再將噴槍插入鐵水并達(dá)到指定深度，到規(guī)定時(shí)間(料將送完)時(shí)提槍?zhuān)瑯岆x液面后即刻停止送氣(但停氣不可超前，否則會(huì)灌槍)。然后靜止數(shù)分鐘，使反應(yīng)充分進(jìn)行并使脫硫產(chǎn)物成渣上浮，最后除渣。常用的脫硫劑有石灰、碳化鈣、蘇打粉、金屬鎂4類(lèi)(見(jiàn)鐵水脫硫劑)。這幾種粉劑的脫硫能力均很強(qiáng)，處理一般煉鋼鐵水，在反應(yīng)平衡時(shí)鐵水含硫均可滿足任何低硫鋼種的煉鋼要求。但實(shí)際上處理過(guò)程受各種動(dòng)力學(xué)條件制約，使脫硫效果受到很大影響。由于脫硫?qū)俣喾磻?yīng)，因此在工藝操作中加強(qiáng)攪拌，改善鐵水中硫擴(kuò)散條件，擴(kuò)大反應(yīng)界面，設(shè)法延長(zhǎng)脫硫劑與鐵水接觸路徑與時(shí)間以及使脫硫劑與噴吹氣體分離等措施，都有助于提高脫硫效率。

脫硫劑種類(lèi)及性狀 對(duì)碳化鈣來(lái)說(shuō)，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為其脫硫反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)是鐵水中硫通過(guò)鐵水側(cè)的邊界層向CaC2 顆粒表面擴(kuò)散，即液相擴(kuò)散。因此，加強(qiáng)攪拌和細(xì)化顆粒(但也不可過(guò)細(xì)，一般在0.1mm左右為宜)可改善脫硫效果。加入反應(yīng)促進(jìn)劑也是提高CaC2脫硫率的有效手段。常用的促進(jìn)劑是石灰石粉。在高溫下石灰石按CaCO3→CaO+CO2↑，CO2 +C=2CO↑反應(yīng)生成氣泡，不僅加強(qiáng)了鐵水?dāng)嚢?，促進(jìn)鐵水中硫向脫硫劑微粒擴(kuò)散，同時(shí)使載氣的氣泡分裂、釋放出被封閉在氣泡中的脫硫劑，又能防止脫硫劑凝聚，進(jìn)一步增大反應(yīng)界面，由此可使CaCO3 利用率提高約1倍。此外，CaCO3 分解形成的細(xì)小、多孔的活性CaO也有很強(qiáng)的脫硫能力。

CaO(石灰的主成分)有較強(qiáng)脫硫作用，但在鐵水含硅條件下，易形成高熔點(diǎn)2CaO·SiO2 致密薄殼限制其內(nèi)部CaO繼續(xù)脫硫，致使CaO利用率只達(dá)5%~12%。在石灰中添加螢石(主成分CaF2 )可降低CaO熔點(diǎn)，且阻止2CaO·SiO2 的形成，故對(duì)改善脫硫有利。但CaF2 本身的脫硫作用很小，過(guò)多引入勢(shì)必使有效CaO量減少，因此其量應(yīng)隨石灰含SiO2 多少而增減。此外，含CaF2 渣對(duì)罐襯有侵蝕作用，且含caF2 渣黏度低，不易扒凈，故添加量一般不宜超過(guò)15%;碳粉能使反應(yīng)界面保持還原性氣氛，有利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行.加少量金屬鋁，在石灰顆粒表面會(huì)形成低熔點(diǎn)的CaO--Al2O3--FeO系熔渣層，S 2- 容易通過(guò)此層進(jìn)一步與內(nèi)部活度大的CaO反應(yīng)，故有利于提高石灰利用率;石灰粉中配加一定量石灰石粉，也會(huì)大大改善脫硫效果，故多用CaO~Al，CaO--CaF2--C系或CaO--CaCO3--CaF2 --C系復(fù)合粉劑。由于配加石灰石時(shí)其熱分解放出氣體可能引起噴濺且使鐵水降溫，在確定其配比時(shí)應(yīng)予考慮。石灰粒度亦有適宜范圍。粉細(xì)則表面積大，有助于加速脫硫反應(yīng);但過(guò)細(xì)則易吸潮影響噴吹性能，同時(shí)超細(xì)微粒易被裹在氣泡中帶走，反而不利脫硫。圖5示出了日本川崎鋼鐵公司300t混鐵車(chē)試驗(yàn)結(jié)果。脫硫劑配比為石灰:石灰石:碳粉:螢石=60:25:12:3。采用3種粒度:-28目，-60目，-200目。由圖可見(jiàn)，粒度適當(dāng)(-60目)時(shí)脫硫率最高。