鐘罩脫硫法

鐘罩脫硫法(desulphurization by bell-jar process)將脫硫劑放在專用鐘罩內插入鐵水中進行脫硫的鐵水預脫硫方法，鎂是常用的鐵水脫硫劑中最有效的脫硫劑之一。由於金屬鎂的密度小(1.769/cm)，沸點低(1120℃),若不採取專門的加入方法，會因其不能深人鐵水並很快氣化，而只有很低的脫硫效率。為此，20世紀70年代初創造了鐘罩脫硫法。

基本介紹

• 中文名：鐘罩脫硫法
• 外文名：desulphurization by bell-jar process
• 學科：冶金工程
• 領域：能源
• 範圍：冶煉
• 屬於：鐵水預脫硫方法

簡介

鐘罩脫硫法(desulphurization by bell-jar process)將脫硫劑放在專用鐘罩內插入鐵水中進行脫硫的鐵水預脫硫方法，鎂是常用的鐵水脫硫劑中最有效的脫硫劑之一。由於金屬鎂的密度小(1.769/cm)，沸點低(1120℃),若不採取專門的加入方法，會因其不能深人鐵水並很快氣化，而只有很低的脫硫效率。為此，20世紀70年代初創造了鐘罩脫硫法。

基本特點

它的基本特點是使用塊狀含鎂脫硫劑。這些脫硫劑主要為鎂焦，鎂鋁和鎂白雲石等，以鎂焦最為常見。該方法的主要操作是將脫硫劑放在用石墨或其他耐火材料製成的鐘罩內，用插桿將帶有脫硫劑的鐘罩插入鐵水，脫硫劑中的鎂則變成蒸氣，透過鐘罩上的小孔，溢入並攪動鐵水，實現鐵水脫硫。鐘罩脫硫法可用於運送鐵水的魚雷罐車上，也可用於一般鐵水包上。使用鎂焦時，一般用量為1-1.5kg/t，脫硫可達75%~85%。

優點

鐘罩脫硫法和其他方法相比有如下優點:

1.脫硫反應快，操作在5-15min內完成;

2.脫硫裝置投資少，容易操作;

3.脫硫深度大，鐵水硫含量降到0.005%以下較易;

4.無環境污染問題。在資源條件允許的地區，使用鐘罩脫硫法的價值和可能性更大。

鐘罩脫硫法是一種有效可靠的鐵水爐外脫硫方法，在鋼鐵冶金的流程不發生大變化的情況下，這種方法在可以預見的將來，仍將是一個鐵水爐外脫硫的重要手段。

鐵水脫硫常用的脫硫劑及特點

生產中，常用的脫硫劑有蘇打灰(Na₂CO₃)、石灰粉(CaO)、電石粉(CaC₂)和金屬鎂等。以上脫硫劑可以單獨使用，也可以幾種配合使用。

(1)蘇打灰。其主要成分為Na₂CO₃，鐵水中加入蘇打灰後，與硫作用發生以下3個化學反應：

Na₂CO₃(1)+[S]+2[C]=Na₂S(1)+3[CO]

Na₂CO₃(1)+[S]+[Si]=Na₂S(1)+SiO₂(S)+[CO]

Na₂O(1)+[S]=Na₂S(1)+[O]

用蘇打灰脫硫，工藝和設備簡單，其缺點是脫硫過程中產生的渣會腐蝕處理罐的內襯，產生的煙塵污染環境，對人有害。很少使用。

(2)石灰粉。其主要成分為CaO，用石灰粉脫硫的反應式如下：

2CaO(S)+[S]+(1/2)[Si]=(CaS)(S)+(1/2)(Ca₂SiO₄)

石灰價格便宜、使用安全，但在石灰粉顆粒表面易形成2CaO·Si02緻密層，限制了脫硫反應進行，因此，石灰耗用量大，致使生成的渣量大和鐵損大，鐵水溫降也較多。另外，石灰還有易吸潮變質的缺點。

(3)電石粉。其主要成分為CaC₂，電石粉脫硫的反應式如下：

CaC₂+[S]=(CaS)(S)+2[C]

用電石粉脫硫，鐵水溫度高時脫硫效率高，鐵水溫度低於1300℃時脫硫效率很低。另外，處理後的渣量大，且渣中含有未反應盡的電石顆粒，遇水易產生乙炔(C₂H₂)氣體，故對脫硫渣的處理要求嚴格。在脫硫過程中也容易析出石墨碳污染環境。電石粉易吸潮生成乙炔(乙炔是可燃氣體且易發生爆炸)，故電石粉需要以惰性氣體密封保存和運輸。

(4)金屬鎂。鎂噴入鐵水後發生如下反應：

Mg+[S]=MgS(S)

鎂在鐵水的溫度下與硫有極強的親和力，特別是在低溫下鎂脫硫效率極高，脫硫過程可預測，硫含量可控制在0.001%的精度。這是其他脫硫劑所不能比擬的。

金屬鎂活性很高，極易氧化，是易燃易爆品，鎂粒必須經表面鈍化處理後才能安全地運輸、儲存和使用。鈍化處理後，使其鎂粒表面形成一層非活性的保護膜。

用鎂脫硫，鐵水的溫降小，渣量及鐵損均少且不損壞處理罐的內襯，也不影響環境。