单喷颗粒镁脱硫与镁基复合喷吹脱硫喷吹系统的区别

面对钢铁市场日趋激励的竞争，经济高效的铁水预处理脱硫技术作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程的重要环节之一，已被广泛应用于实际生产。在众多的脱硫方法中，单喷颗粒镁脱硫和镁基铁水脱硫技术在中国应用最广泛，这两种脱硫方法，工艺技术是成熟的，设备运行是可靠的，都能够满足铁水深脱硫(w(S)≤0.005%甚至w(S)≤0.002%)的要求。在单喷颗粒镁脱硫和镁基复合喷吹脱硫工艺中，脱硫粉剂都是通过喷吹系统送入铁水中进行反应的，由于脱硫反应原理的差异，对喷吹系统的要求也有差异。通过对单喷颗粒镁脱硫与镁基复合喷吹脱硫喷吹系统的比较，分析了单喷颗粒镁脱硫与镁基复合喷吹脱硫喷吹系统的区别和设计中需要注意的问题。

金属镁的熔点为651℃，沸点为1110℃，在铁水的温度条件下会发生气化，利用镁粉脱硫反应分两步进行，首先金属镁气化并溶入铁水中，然后，铁水中的Mg和气态Mg都能够与铁水中S迅速反应生成MgS进入渣中脱硫。单喷颗粒镁脱硫时，镁在铁水中的溶解度与铁水的温度t和镁蒸汽进入铁水的压力p有关，t和p越大，Mg在铁水中的溶解度越大。

对于Mg脱硫，反应的速率由扩散控制；提高Mg在铁水中的溶解度有利于脱硫反应的发生；镁粉喷入，增加镁蒸汽进入铁水时的铁水深度，铁水有利于脱硫反应的发生，因此，单喷颗粒镁脱硫时，通常在喷枪上设置气化室，绝大部分镁粉在气化室内完成气化，再被铁水吸收。Mg进入铁水的压力p等于喷枪口铁水的压力。单喷颗粒镁脱硫时，若粒度过小，容易出现扬尘带来安全隐患，而且粒度越小，涂层比表面积越大，活性镁含量越低，镁的利用率越低，镁颗粒径较大有利于提高镁的利用率。

复合喷吹时，以流态化石灰作为载体，流态化石灰的量大于镁粉的量。流态化石灰的密度低于铁水的密度，如设置气化室，流态化石灰容易聚集在气化室内并漂浮在铁水表面上，阻碍了反应继续进行，故复合喷吹的喷枪通常不设气化室，固态镁粉和流态化石灰靠喷吹管路和铁水的压力差以固态的形式进入铁水中，在上浮的过程中逐渐气化并发生脱硫反应。在反应过程中，石灰起到了分散剂的作用，避免大量镁瞬间气化造成喷溅，同时，降低了镁与铁水的反应速度。石灰还可以成为大量气泡的形成核心，从而减少镁气泡直径，降低镁气泡上浮速度，加快镁向铁水中扩散，提高镁的利用率。采用复合喷吹时，镁在铁水中气化和发生脱硫反应的时间与其粒度有密切关系，若镁粒度过大，镁颗粒进入铁水后，受热、熔化、气化过程时间相对较长，待到起脱硫作用时已快到铁水表面，未被吸收的镁蒸汽大量逸出，造成镁的利用率降低，所以复合喷吹宜采用粒径较小的镁颗粒，一种典型的复合喷吹用颗粒镁要求其最大粒径不超过0.85mm。

单喷颗粒镁和复合喷吹系统对镁颗粒的要求是Mg进入铁水的不同工艺特点决定的，采用单喷颗粒镁技术时，要求镁颗粒粒径较大，分布较均匀且球形度好，其镁颗粒通常是通过熔融的镁凝固后形成的;复合喷吹要求镁颗粒较小，其镁颗粒通常是通过车削等机械加工的方式生产的。由于镁颗粒本身的不同，单喷颗粒镁和复合喷吹系统的设备形式和流化参数不同，管路、喷枪的管径以及载气的流量、压力也不同。

单喷颗粒镁脱硫时，要求精确控制镁颗粒给料量，通常采用机械强制给料方式进行给料，给料罐不需要流化装置;镁基复合喷吹铁水脱硫喷吹罐底部设置流化装置，通过调节动力学特性参数来改变镁粉的喷吹速率。单喷颗粒镁铁水脱硫只需要1套储料罐和给料罐，且给料罐容积较小，有利于实现设备的小型化;镁基铁水脱硫需要2套以上的储料罐和喷吹罐，系统复杂，设计时要注意其布置。（子云）

编辑：刘慧慧   电话：021-26093235