KR铁水脱硫水模实验方法及应用

发布时间：2020-08-13 17:50

【摘要】：KR脱硫法在铁水预处理方法中,具有脱硫效率高、脱硫效果稳定和脱硫成本低等诸多优点,现在已经被各大钢铁企业广泛使用生产低硫含量钢。因此对KR脱硫法的研究成为众多学者的研究课题,实验室KR脱硫法研究主要有物理模拟与数值模拟。数值模拟研究随着计算机发展相对成熟,物理模拟中的水模型实验法则因为KR搅拌过程的复杂性存在实验方法与测试参数上的不完善。本文以宝钢KR脱硫动力学不足为基础,结合化工领域搅拌罐内固液两相传质实验研究与铁水预处理实验方法,提出全面的KR脱硫水模型实验方法与测试参数,并对宝钢KR脱硫动力学进行动力学优化实验,得出合理的搅拌工艺参数。水模实验方法动力学相似采用修正费鲁特准数,模拟脱硫剂介质选择根据斯托克斯公式推导。测试参数有自由液面上升高度、中心漩涡下潜深度、分散系数、混匀时间、弱流区比例、传质系数、粒子分散数目等多方面反映特征。再以数值模拟法和公式法为辅助方法,验证得出水模实验结果的可靠性。宝钢KR铁水脱硫优化实验应用得出,搅拌桨转速120r/min、潜入深度1650mm时,流体在搅拌罐内动力学条件最好。由于宝钢实际生产电机功率限制使搅拌桨转速100r/min左右,此条件下实验得出搅拌桨潜入深度为1350mm时各个参数达到最佳。在一定范围内适当增加搅拌桨半径与铁水罐直径比,提高脱硫反应效率。水模实验表明直径比为0.41的搅拌桨适合宝钢现行搅拌工艺。三叶搅拌桨与四叶相比,增加叶面间夹角同时减轻搅拌桨重量,同一条件下搅拌能传递效率得到提高,流体受迫运动强度增加,减少脱硫剂中心团聚,提高脱硫效率。控流装置中的挡板,能够有效的将旋转运动的流体改变为轴向的垂直翻转运动,消除中心漩涡脱硫剂聚集现象,提高脱硫剂在流体中卷吸量,提高脱硫剂利用率。2块长挡板能够有效的提高塑料粒子分布,提高脱硫剂利用率且减少耐火材料消耗。不加挡板情况下,一次性加料、喷吹混合加料与连续性加料三种方式对流体中脱硫剂分散性效果表现为:喷吹加料连续加料一次性加料。加入挡板后,三种加料方式对脱硫剂分散效果无明显区别。同一种加料方式下,有挡板脱硫剂分散效果大于无挡板。挡板影响粒子团聚作用大于喷吹加料与连续性加料。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TF703
【图文】：

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硫方法的碳、硅和锰等还原性强的元素，能够同类型的脱硫剂参与脱硫反应能得到不用不同的铁水搅拌方式又能得到不同搅种，大致可分为铺撒法、摇动法、机械、连续处理法。其中机械搅拌法（KR 脱量钢的需求和控制成本节能减排得要求现，从而逐渐取代喷吹法成为最主要的ctor）搅拌脱硫法是 1965 年由日本的新日的一种铁水预处理脱硫技术。KR 脱硫法搅动铁水，搅拌过程中流动的铁水与脱局部混合、卷入及径向剪切型的搅拌混

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重庆大学硕士学位论文代替 CaC2[9-11]，其反应机理：O(s)+[S]+[C]=CaS(s) +CO O(s) +[S]=CaS(s)+[O] aO(s)+[S] +2[Si]=CaS(s)+2CaO·SiO 的最小处理量受搅拌器最大潜入深度学效果不佳[12, 13]。铁水预处理量受铁水容易引起铁水喷溅，距离太大处理量过当位置，否则引起受力不均匀，造成事器旋转带动下铁水受到剪切力、轴向搅拌桨轴形成强制涡流区，靠近铁水罐

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图 1.3 喷吹法示意图chematic view of desulfurization method by blowing 效率高、设备简单、投资费用低、操作灵20 世纪 70 年代后得益于喷射冶金技术的发主流方法，并且发展了诸如 ATH 法、TDS 法法。但是因为起动力学条件限制不能深脱满足现代冶金工艺需求逐渐被 KR 搅拌脱硫的一种脱硫方法，原理是将利用制成的镁机和喂线机将丝线喂人铁水内部，同时吹方法。该方法的优点是设备简单、深脱硫剂消耗少、费用低等。t，原始含硫量 0.01%～0.02%，经过喂线法镁基脱硫剂使用量为 1.1～1.4kg/t。其中镁基

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