¡Quiero escribir un artículo! ¡Acerca de la desulfuración KR! !
Antes de comparar los procesos y características del método KR y el método de inyección, es necesario comprender los procesos y características de los dos métodos. Esto no solo es útil para comprender la esencia de los dos métodos. sino también para una comprensión profunda de los dos modos de desulfuración. Un requisito previo para el análisis y la comparación. El método de agitación mecánica KR consiste en sumergir el cabezal agitador en forma de cruz vertido con materiales refractarios y horneado en el hierro fundido hasta una cierta profundidad. El vórtice generado por su rotación hace que el polvo de desulfuración a base de óxido de calcio o carburo de calcio entre en contacto completo y. reaccionar con el hierro fundido para lograr el propósito de desulfuración. Sus ventajas son condiciones dinámicas superiores, lo que favorece el uso de desulfurantes baratos como CaO, efecto de desulfuración estable, alta eficiencia (tasa de desulfuración ≤ 0,005%), baja dosis de agente desulfurante y es adecuado para plantas siderúrgicas con altos requisitos y un gran proporción de acero con bajo contenido de azufre. Las desventajas son equipos complejos, una gran inversión única y una gran caída de temperatura del hierro desulfurado. El método de inyección utiliza gas inerte (N2 o Ar) como portador para rociar polvo de desulfuración (como CaO, CaC2, Mg) en el hierro fundido. El gas portador también desempeña la función de agitar el hierro fundido, de modo que el gas de inyección. , desulfurador y hierro fundido Mezclar bien para desulfurar. En la actualidad, la inyección de desulfurador de magnesio es la principal tendencia de desarrollo, que tiene las ventajas de un bajo costo de equipo, operación flexible, tiempo de inyección corto y una pequeña caída de temperatura del hierro fundido. En comparación con el método KR, la inversión única es pequeña y adecuada para la transformación tecnológica de bajo costo de pequeñas y medianas empresas. La mayor desventaja del método de inyección son las malas condiciones dinámicas. Los estudios han demostrado que cuando se utiliza un desulfurizador a base de CaO, la tasa de desulfuración del método KR es 4 veces mayor que la del método de inyección. El desarrollo y situación actual del método KR y el método de inyección Del análisis previo de sus métodos y características, podemos saber que cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas, lo que también determina que su historial de desarrollo y situación actual deben ser diferentes. Una mayor comprensión de su desarrollo y estado actual será más propicio para comprender las características de sus respectivas tecnologías. Desde una perspectiva temporal, el desarrollo y aplicación del método de soplado de aire precedió al método de agitación mecánica. Los principales métodos de inyección incluyen el método ATH (Angle Spray Gun) de Thyssen en Alemania Occidental, el TDS (Top Blowing Method) de Nippon Steel y el método ISID en Sheffield, Reino Unido. Ya en 1951, las acerías estadounidenses habían adoptado con éxito el proceso de pulverización de polvo por inmersión para pulverizar polvo de CaC2 para la desulfuración de metales calientes. Hoy en día, aunque estos dos procesos de desulfuración son técnicamente bastante maduros, el proceso de desulfuración por pulverización de polvo de metal caliente todavía es ampliamente utilizado por la mayoría de las acerías de todo el mundo. Los métodos de agitación mecánica incluyen el método DO (Demag-Ostberg), el método RS (Rheinstahl), el método Herschel, el método Nippon Steel KR (Kambara Reactor) y el método Chiba NP, entre los cuales el método KR es el más maduro y ampliamente utilizado. La desulfuración por agitación KR fue estudiada por Nippon Steel Corporation en 1963 y de hecho se utilizó en la producción industrial en 1965. La posterior tendencia de rápido desarrollo muestra que tiene algunas ventajas que el método de inyección que se puso en producción anteriormente no puede igualar. Esta forma de inyección se utiliza ampliamente en la industria metalúrgica, como en diversas tecnologías de soplado superior, soplado inferior y doble soplado en convertidores y procesos de refinación. Durante el pretratamiento del hierro fundido, es obviamente factible y fácilmente aceptado agregar desulfurador al hierro fundido para la desulfuración por inyección.
Al principio, el desulfurador era principalmente óxido de calcio, complementado con CaC2. Era difícil obtener buenas condiciones dinámicas durante el proceso de inyección. Hay dos problemas principales en este momento: primero, cómo garantizar el almacenamiento y transporte seguros de CaC2 y el efecto de desulfuración del desulfurizador; segundo, cómo resolver el problema de la baja eficiencia de desulfuración causada por la potencia insuficiente y la incapacidad de alcanzar profundidad; desulfuración. El primer problema se centró en el desarrollo y uso de desulfuradores más eficientes y seguros, por lo que apareció el método de inyección de compuestos a base de magnesio, que mejoró el efecto de desulfuración pero tuvo poco efecto. También existen muchos problemas de seguridad en el transporte, almacenamiento y uso de. polvo de magnesio. Los peligros ocultos traen muchos inconvenientes a la producción. El desarrollo exitoso de un nuevo tipo de desulfurador, el magnesio granular pasivado, ha permitido la realización de la tecnología de desulfuración por inyección de magnesio puro y ha logrado un objetivo de proceso verdaderamente eficiente y seguro. En la actualidad, el desulfurizador a base de magnesio se ha convertido en el principal material de desulfuración para el pretratamiento de hierro fundido en el mundo. Respecto a la segunda pregunta, ¿cómo podemos conseguir mejores condiciones cinéticas? A partir del modelo de proceso, los técnicos desarrollaron un método de desulfuración por agitación mecánica con valor de aplicación práctica, entre los cuales el método KR es más típico, que mejora fundamentalmente las condiciones cinéticas en el proceso de desulfuración. El agente de desulfuración utiliza principalmente Cao Shen en lugar de CaC2, que. Evita las molestias y peligros causados por el uso de CaC2 en la producción. Sin embargo, existen muchos problemas técnicos en las aplicaciones industriales, como la corta vida útil del cabezal mezclador; el equipo de operación de una sola estación hace que falle la desulfuración del hierro fundido cuando se reemplaza el cabezal mezclador. Pero al final, estas dificultades se superaron una tras otra y la vida útil del cabezal mezclador se resolvió, aumentando de docenas de hornos a cientos de hornos en la actualidad. Además, el desulfurizador a base de óxido de calcio debe tener un índice óptimo para lograr el efecto de desulfuración más ideal. En la actualidad, el proceso KR puede cumplir plenamente con los requisitos de desulfuración profunda, es decir, eliminar el azufre del hierro fundido a menos del 0,005%-0,001%. Al mismo tiempo, la aparición de la disposición de doble estación supera las deficiencias de la estación única y mejora el grado de continuidad de la producción. Durante mucho tiempo, el coste del método KR (especialmente la inversión inicial), sumado a su largo tiempo de proceso y su inadecuación para grandes tanques de hierro fundido, llevó a un lento desarrollo; no fue hasta finales del siglo XX que se redujo su inversión; y sus costos operativos fueron bajos, y fue valorada nuevamente.
Comparación entre el método KR y el método de inyección Dado que el proceso de desulfuración del hierro fundido ha atraído mucha atención, el método KR y el método de inyección se han ido desarrollando, pero aún necesitan mejorarse, por lo que lo están. relativamente comparable. Este artículo se compara principalmente desde los siguientes aspectos. 1 Tecnología y equipo Entre los métodos de inyección, el proceso de desulfuración de ferrita de magnesio granular de soplado simple tiene las ventajas de un bajo consumo de equipo, una baja inversión en infraestructura, una alta eficiencia de desulfuración y una buena economía. Es una de las principales tendencias de desarrollo de la tecnología de desulfuración. China lleva mucho tiempo importando tecnología y equipos extranjeros. No fue hasta junio de 5438 + octubre de 2002 que se desarrolló por primera vez en China un conjunto completo de tecnología y equipos para la desulfuración de agua de ferrita de magnesio de partícula única pasivada. De todo el conjunto de equipos, el 100% de los productos mecánicos y eléctricos son de producción nacional, incluidos algunos de los equipos técnicos más críticos, excepto los componentes eléctricos importantes, que son todos importados o de empresas conjuntas. La localización de la tecnología y los equipos de inyección reduce directamente la inversión en construcción y los costos operativos, y es ligeramente mejor que el método KR en términos de inversión inicial única. Aunque los países extranjeros también tienen patentes técnicas para métodos híbridos, no hay ninguna dificultad en cuanto al equipamiento y la tecnología en sí. Los componentes mecánicos son transmisión mecánica convencional y elevación mecánica de fábrica; el sistema de transporte de polvo por aire a presión normal también se utiliza para la alimentación de materiales, por lo que se puede decir que la aplicación técnica del sistema en los aspectos mecánico, eléctrico, de instrumentación y de líquidos tiene sido muy maduro. A pesar de esto, el equipo del método KR sigue siendo pesado y complicado, pero su ventaja es el bajo costo operativo y los beneficios económicos resultantes pueden compensar por completo la alta inversión única en la etapa inicial. Según cálculos pertinentes, el aumento de la inversión se podrá recuperar en un plazo de 3 a 5 años. En 2000, el Instituto de Investigación y Diseño del Hierro y el Acero de Wuhan estimó la inversión de dos opciones, el método KR y el método de inyección. La inversión estimada del método KR fue 2 millones de yuanes más que la del método de inyección. 2 Efecto de desulfuración El efecto de desulfuración del hierro fundido en el proceso de producción real no solo está relacionado con el equipo, sino que también se ve afectado por muchos factores como el desulfurizador, el nivel de tecnología operativa, el tiempo, la temperatura, etc. Este artículo considera principalmente el método de inyección de magnesio puro y el método KR basado en CaO. En términos generales, el contenido de azufre final del pretratamiento de hierro fundido no supera las 50 ppm. Los resultados de la producción en fábrica y de la investigación experimental muestran que el método de inyección puede alcanzar el valor objetivo de los requisitos de pretratamiento en un tiempo aceptable (generalmente ≤15 min) debido a la fuerte capacidad de desulfuración del desulfurizador Mg y a las excelentes condiciones cinéticas. Los datos específicos de desulfuración de las principales plantas siderúrgicas nacionales se muestran en la Tabla 1. En el método de pulverización, cuanto mayor sea la proporción de CaO en el desulfurizador compuesto, peor será el efecto de desulfuración. La tasa de desulfuración es mayor cuando se utiliza magnesio puro. El método KR utiliza un desulfurizador de CaO, y la tasa de desulfuración es solo ligeramente menor que la pulverización. magnesio puro.
Contenedor de procesamiento
Desulfurizador
Consumo de desulfurador/kg t-1
Tasa de desulfuración ηS/%
Contenido mínimo de azufre/ppm
Tiempo de tratamiento puro
/min
Caída de temperatura de tratamiento/℃
Pérdida de hierro/kg t-1
Planta de Acero
Método de Agitación Mecánica - Método KR
Cucharón de Hierro de 100 Toneladas
Director Administrativo
4,69
92.50
≤20
五
28
-
WISCO Segunda Compañía Refinadora
Método de inyección a base de CaO
Horno de mezcla de hierro de 280 toneladas
Base Cao
4.30
75
p>60
18.4
25.5
-
Baosteel Yealink
Cloruro de calcio + Método de soplado de óxido de calcio
140 toneladas de cuchara de hierro fundido
50% óxido de calcio +
50% carbonato de calcio
7,85 p>
81.79
40
-
31
-
Panzhihua
Inyección mixta de magnesio + óxido de calcio
100 toneladas de cuchara de hierro fundido
20% iones de magnesio
80% Cao
1.68
87.73
-
Siete
19.07
13.27
Primera refinería de WISCO
Inyección de compuesto de magnesio + óxido de calcio
300 toneladas de cuchara de hierro fundido
Magnesio + óxido de calcio
(1: 3)
mg 0,31
Cao 1,05
79,22
21,3
& lt10
-
-
Planta de hierro y acero de Baoshan
Inyección de compuesto de magnesio + óxido de calcio
160 toneladas de cuchara de hierro fundido
Magnesio + óxido de calcio
(1:2~3)
mg 0,45
Cao 1,48
90
≤50
7.55
8~14
-
Acero Benxi
Inyección de Magnesio Puro
100 toneladas de cucharón
Magnesio
0,33
≥95
≤10
5~8
8.12
7.1
Refinería WISCO No. 1
3. caída y caída de temperatura del agua Es para reducir el calor físico aportado al convertidor por el hierro fundido, lo que se refleja principalmente en la reducción de la capacidad del convertidor para comer chatarra de acero, lo que resulta en un aumento en el consumo de energía y material de la fundición del convertidor. lo que incide directamente en el coste económico de la fundición. Debido a las buenas condiciones dinámicas, la fuerte agitación del hierro fundido y la gran adición de CaO, la caída de temperatura en el proceso KR también es grande. En la actualidad, WISCO es relativamente maduro en la aplicación de la tecnología KR en China y puede controlar la caída de temperatura a alrededor de 28°C. En comparación, la caída de temperatura de la desulfuración a base de magnesio es relativamente pequeña (consulte la Tabla 1), principalmente debido a los tres puntos siguientes: el método de inyección tiene condiciones dinámicas deficientes, la intensidad de agitación general del hierro fundido es baja y la la pérdida de calor es pequeña; la reacción de desulfuración del magnesio metálico es un proceso de liberación térmica con una alta tasa de utilización y se agrega una pequeña cantidad de polvo de desulfuración. 4 Pérdida de hierro
La pérdida de hierro durante el proceso de desulfuración del pretratamiento del hierro fundido proviene principalmente de dos partes: el hierro contenido en la escoria de desulfuración y el hierro fundido extraído durante el proceso de eliminación de la escoria. Debido a las diferencias entre los dos modos de proceso, el contenido de hierro en la escoria real es bastante diferente del contenido de hierro obtenido mediante la eliminación de la escoria, y aún no se han publicado datos comparativos detallados. Por un lado, menos desulfurador produce menos escoria de desulfuración, por lo que el contenido de hierro en la escoria también es bajo, por lo que la pérdida de hierro de la desulfuración por pulverización de magnesio granular es pequeña; además, la cantidad de escoria producida por la desulfuración por pulverización de magnesio granular es relativamente; baja y la tasa de limpieza es relativamente baja, mientras que la tasa de limpieza de escoria del método de desulfuración KR es relativamente alta. En términos de pérdida de hierro por raspado de escoria, también depende de la cantidad residual de escoria de alto horno y del proceso de raspado de escoria. A fin de cuentas, no hay mucha diferencia entre el método KR y el método de inyección. Cuál es el factor principal tiene mucho que ver con el funcionamiento real de cada planta siderúrgica. Mediante conversión, los datos específicos se muestran en la Tabla 2.
Se puede ver que cuanto mayor es el contenido de CaO del desulfurizador, mayor es la pérdida de hierro durante la eliminación de la escoria; mientras que el método KR utiliza CaO como desulfurizador principal, y la pérdida de hierro es sólo ligeramente mayor que la de la desulfuración por pulverización de magnesio. 5 Desulfurizador En el proceso de pretratamiento del hierro fundido, el desulfurizador es uno de los principales factores que determina la eficiencia y el costo de la desulfuración. Según los cálculos de Nippon Steel, el coste del desulfurizador representa más del 80% del coste de la desulfuración, por lo que la selección del tipo de desulfurizador es la clave para reducir costes. Sin embargo, se deben considerar las características de los diferentes métodos de proceso al elegir. Según las condiciones dinámicas y la eficiencia de desulfuración, actualmente el método de inyección utiliza principalmente un desulfurizador a base de magnesio y el método KR utiliza principalmente un desulfurizador de cal. Según cálculos teóricos, a 1350°C, la constante de equilibrio de la reacción de desulfuración del magnesio puede alcanzar 3,17×103, y el contenido de azufre del hierro fundido en equilibrio puede alcanzar 1,6×10-5%, que es mucho mayor que el de desulfuración. capacidad del CaO. Sin embargo, los efectos de desulfuración de los dos desulfuradores en sus respectivos procesos se han comparado anteriormente, lo que indica que cuando se combinan con el proceso de producción real, pueden satisfacer los requisitos más altos de desulfuración de los usuarios. Otro factor a considerar al seleccionar un método de desulfuración es la fuente del agente desulfurante. En términos generales, la mayoría de las empresas productoras de acero necesitan utilizar piedra caliza. Tienen sus propias plantas de cal o canales de suministro cooperativos estables con fuentes estables, costos estables y suministro oportuno y no consideran problemas de almacenamiento. Aunque mi país es rico en recursos de magnesio, en comparación con las empresas siderúrgicas, es más fácil obtener el desulfurador a base de CaO necesario para el método de agitación, y el magnesio granular pasivado no tiene estos factores favorables. Alrededor de 30 grados Celsius En comparación, la caída de temperatura de la desulfuración a base de magnesio es relativamente pequeña (consulte la Tabla 1), debido principalmente a los tres puntos siguientes: malas condiciones dinámicas del método de inyección, baja intensidad de agitación general del hierro fundido, y baja pérdida de calor; magnesio metálico. La reacción de desulfuración es una reacción exotérmica, la tasa de utilización de magnesio es alta y la cantidad de polvo de desulfuración agregada es pequeña.