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低镁复合脱硫剂的开发及应用

作　者: 杨辉合
导　师: 陈雯；戈文荪
学　校: 昆明理工大学
专　业: 冶金物理化学
关键词: 低成本复合脱硫剂脱硫效率脱硫模型
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

攀钢由于其特有的钒钛磁铁矿的复杂性导致其脱硫困难。冶炼铁水用的钒钛磁铁矿中含有大量的Ti、V元素,生产出来的铁水含[S]高,温度比普通铁水温度低40～50℃,并且低[Si]、低温及[Ti]、[V]元素的存在,形成了相当数量的TiC,TiN.Ti(C,N)及其它高熔点物质,脱硫渣流动性差。这些因素导致攀钢脱硫剂的利用率低。目前铁水预处理脱硫常用的脱硫剂有石灰(CaO),电石(CaC2),镁颗粒(Mg),苏打(Na2C03)以及复合脱硫剂。其中石灰是常用的脱硫剂之一,具有价格便宜的优点,但不易达到深脱硫效果；金属镁颗粒具有脱硫效果好的优点,但价格贵脱硫剂成本高；而复合脱硫剂种类繁多,每个厂的情况不一。攀钢主要用的脱硫剂有石灰脱硫剂、钝化镁颗粒脱硫剂、AD脱硫剂、镁基脱硫剂。在深脱硫方面主要使用钝化镁颗粒和镁基脱硫剂。2008年,攀钢铁水脱硫虽然取得了一定成绩,但是金属镁涨价和经济危机的到来,攀钢脱硫剂成本偏高,特别是在深脱硫方面。为此,为减轻钢厂负担,寻求一种适合现工艺的低成本、脱硫效果好的脱硫剂势在必行。本文通过试验室正交试验优选出了一种低成本复合脱硫剂,并通过大规模工业试验验证,得出以下结论：(1)在攀钢现有铁水条件下,理论计算使用MgCaO/CaC2复合脱硫时脱硫效果更好,铁水预处理终点硫含量ω(S)能达10-7%,而单独使用CaO时,ω(S)=1.57×10-3%；单独使用Mg时,αs=2.01×10-4,ω(S)=0.66×10-4%.(2)通过实验室正交试验,得出最优复合脱硫剂配方的配比为：ω(Mg):ω(CaC2):ω(Na2C03):ω(CaF2):ω(C):ω(CaO)=4.6:25:6:3:1.5:58.9.(3)大规模工业对比试验表明,使用低镁复合脱硫剂试验罐次脱后硫含量<0.02%的比例为97.6%,较镁基脱硫剂、AD脱硫剂分别提高了15.7个百分点、12.3个百分点,硫含量<0.010%比例为72.8%,较镁基脱硫剂、AD脱硫剂分别提高了13.5个百分点、15.9个百分点,低镁复合脱硫剂的平均脱硫效率为87.14%,比镁基脱硫剂、AD脱硫剂的平均脱硫效率分别提高了4.14个百分点、6.03个百分点。(4)通过对攀钢使用该复合脱硫剂的大量工业数据线性回归,得出了以下各操作参数对脱硫率的喷粉经验操作模型：y=0.843+0.0051nWp—1.4E-006f—1340.552ω(S0)+1563.739Xs—0.0021nω(V)模型分析表明：脱硫率随着吨铁消耗脱硫剂的增加而增加；脱硫率随着喷吹时间的延长而降低；铁水初始硫含量尽可能低；脱硫率随着吨铁喷吹速度增加而下降；同时模型分析表明,喷吹脱硫参数吨铁粉剂单耗取8-10kg/t、喷吹时间t=23min左右、吨铁喷吹速度取V=0.3-0.4 kg/(min·t)可以作为优化脱硫工艺、降低脱硫成本优先考虑的参考值。该复合脱硫剂为攀钢创造了巨大的经济效益,为攀钢应对经济危机提供了强有力的支撑,是一种成本低,脱硫效果好的脱硫剂。并且本文通过工业数据分析回归铁水预处理喷粉脱硫的经验模型,讨论了各操作参数对脱硫率的影响,为下一步攀钢自动化炼钢和优化脱硫参数提供了支撑。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACTS  5-9
第一章文献综述  9-29
  1.1 前言  9
  1.2 铁水预处理脱硫的产生和优势  9-12
  1.3 脱硫工艺  12-13
  1.4 国内外铁水预脱硫的发展现状  13-16
  1.5 常见的脱硫剂  16-22
  1.6 未来铁水脱硫展望  22-25
  1.7 研究背景、内容及意义  25-29
第二章脱硫剂配方优选实验室实验  29-49
  2.1 脱硫热力学分析  29-31
  2.2 试验原料及设备  31-34
  2.3 试验方案  34-36
  2.4 试验过程  36-37
  2.5 试验结果  37-39
  2.6 结果分析  39-46
  2.7 重现性实验室实验  46-48
  2.8 本章小结  48-49
第三章工业试验  49-63
  3.1 工业生产影响脱硫效果的因素  49-52
  3.2 攀钢铁水脱硫预处理工艺  52-53
  3.3 对比试验的目的  53
  3.4 对比试验的方法和条件  53-55
  3.5 试验结果  55-58
  3.6 工业试验结果分析  58-61
  3.7 本章小结  61-63
第四章脱硫经验模型的建立  63-73
  4.1 模型建立的必要性  63-64
  4.2 多元线性回归分析理论  64-65
  4.3 多元线性回归方程的建立  65-68
  4.4 模型分析  68-72
  4.5 本章小结  72-73
第五章结论  73-75
致谢  75-77
参考文献  77-81
附录攻读硕士学位期间发表的论文  81

低镁复合脱硫剂的开发及应用

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