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鈣系脫硫劑在過(guò)去被廣泛使用,即CaO+CaF2十C或CaO十CaC2十CaF2.至于鎂,人們早就意識到鎂是一種強脫硫劑。鎂進(jìn)入鐵水后立即蒸發(fā),與鐵水中的硫發(fā)生化學(xué)反應。反應區的流體混合強烈。脫硫反應的動(dòng)態(tài)條件優(yōu)于其他方法。從熱力學(xué)的角度來(lái)看,鎂和硫在鐵水中的溶解度積累隨溫度的降低而降低,因此,處理后的鐵水在運輸過(guò)程中也具有二次脫硫作用,鎂可以防止鐵水回硫。然而,由于其價(jià)格昂貴、易燃易爆的化學(xué)性質(zhì),我們一般不敢關(guān)注它。在早期,鎂被制成鎂焦、鎂鋁、鎂白云石和其他塊狀物質(zhì)被添加到鐵水中。近年來(lái),開(kāi)發(fā)了電線(xiàn)喂養法,取得了良好的脫硫效果,但在大規模鐵水預處理工藝中沒(méi)有得到廣泛應用。
20世紀70年代,前蘇聯(lián)烏克蘭亞速鋼廠(chǎng)成功地將純鎂顆粒噴入鐵罐中。到20世紀80年代,技術(shù)發(fā)展對鋼的純度要求越來(lái)越高,人們注意到鎂的脫硫功能,鎂噴霧脫硫開(kāi)始上升。在西方,由于大量的鈣粉脫硫預處理設施,不可能拆除,但為了滿(mǎn)足鋼的要求,一般在原噴霧系統上增加鎂噴霧罐,與原粉末一起使用,根據不同的脫硫程度調整鎂的比例和方式,或將鎂與鈣粉混合一定比例的原噴霧系統,形成所謂的復合鎂脫硫噴霧工藝。
鐵水預處理吹制法有鈣脫硫劑工藝、復合鎂脫硫劑工藝和純鎂脫硫劑工藝三種工藝。其中,復合鎂工藝是從鈣脫硫劑工藝演變而來(lái)的。就其工藝方法和工藝設備而言,兩者沒(méi)有區別,但由于使用的脫硫劑效果不同,尤其是鐵水深脫硫([s]≤0.005%)對于鈣脫硫劑來(lái)說(shuō),似乎無(wú)能為力。即使勉強達到,也是以消耗大、渣量大、處理周期更長(cháng)、鐵水溫損失和金屬損失更大為代價(jià)獲得的。由于處理周期長(cháng),處理成本高,鈣脫硫劑在鐵水深脫硫領(lǐng)域基本淘汰。而復合鎂脫硫劑則能滿(mǎn)足鐵水不同程度的脫硫要求,處理周期短,綜合成本低,因此應用廣泛。
然而,與純鎂粒脫硫劑工藝相比,復合鎂脫硫劑工藝較差。純鎂粒脫硫劑工藝脫硫劑消耗少,載氣量小,產(chǎn)生的殘渣量和煙氣量也小,不產(chǎn)生有毒物質(zhì),處理周期短,鐵水溫度降低,金屬損失少,操作簡(jiǎn)單,脫硫深度不如其他方法,無(wú)論“深脫硫([s]≤0.005%)或“淺脫硫”([s]≤其綜合成本為0.02%。烏克蘭將純鎂脫硫工藝與美國和德國采用的復合鎂脫硫工藝的技術(shù)經(jīng)濟指標進(jìn)行了比較。比較條件是100t鐵水原始含硫量為0.040%。
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