[科普中國]-硫負荷

硫的來源

硫是鋼鐵產(chǎn)品中的有害雜質(zhì)，它使鋼材在加工中產(chǎn)牛熱脆，降低鋼材的強度和力學(xué)性能。因此，在鋼鐵冶煉的各個階段都要努力降低它的含量，減少它的危害。由于高爐冶煉中脫硫的條件比煉鋼階段更為有利，所以降低鐵水硫含量便成為煉鐵工作者的一項重要任務(wù)。

高爐中的硫來自入爐原燃料。在使用人造富礦時，礦石帶入的硫以FeS形態(tài)存在；而天然礦多為FeS2，也有以硫酸鹽形態(tài)存在的。由于燒結(jié)和球團過程有脫硫作用，礦石帶入的硫量已經(jīng)不多了。高爐燃料中的硫是硫的主要來源，占入爐總硫量的80%以上，焦炭、煤粉中的硫主要以有機物形態(tài)存在，而無機物形態(tài)的硫不多。冶煉1t生鐵由爐料帶入的硫量稱為硫負荷。通常情況下硫負荷在6~8kg/t，使用硫含量高的焦炭時硫負荷能夠達到10kg/t以上，不過這種情況現(xiàn)時已不多了。

硫在爐內(nèi)的分布硫與鐵能生成低熔點的化合物，并與鐵水很好地相溶，故無機物形態(tài)的硫都容易進入鐵水之中。焦炭的有機物形態(tài)硫在受熱過程中會逐漸釋放出來，其中少部分在高爐中上部以氣態(tài)物質(zhì)進入煤氣，而較多部分及煤粉中硫在風(fēng)門前碳燃燒時也能反應(yīng)生成氣態(tài)化合物( SiS、H2S、CS、COS等)，在隨煤氣上升的過程中，與下降的爐料和滴落的渣鐵相遇而被吸收。爐料中堿性熔劑越多，渣量越大，流動性越好，吸收的硫也越多。被爐料吸收的硫下降到燃燒帶后，將再次燃燒氣化、上升循環(huán)。

由高爐解剖資料可知，軟熔帶、滴落帶的硫量多于爐料帶入的硫量，說明爐內(nèi)高溫及中溫區(qū)域之間存在著硫的循環(huán)過程。高爐冶煉實踐表明，通常有5%~10%的硫進入煤氣逸出爐外，5%左右的硫進入生鐵，其余進入爐渣。進入生鐵的硫量是高爐冶煉重要的控制目標(biāo)。

降低硫負荷措施1、采用硫含量低的礦石、焦炭，盡量減少硫負荷，這是最為理想的，但要受到高爐所用原料資源條件的限制。在人爐前的準(zhǔn)備處理階段，必須努力改善原料的質(zhì)量?，F(xiàn)今的鐵礦石經(jīng)燒結(jié)或球團工藝，礦石硫含量已經(jīng)很少了，礦石帶進的硫量僅占硫負荷的1/5左右。焦炭（及煤粉）帶進的硫量比礦石多，選用硫含量低的燃料對降低高爐硫負荷是大有作用的。但煤的洗選只能夠減少灰分中的硫，有機物質(zhì)中的硫去不掉，而這又占煤中硫的絕大部分，在煉焦時轉(zhuǎn)成焦炭中的硫，所以煉焦用煤的硫含量決定了焦炭的硫含量。

2、增加煤氣帶走的硫量有利于降低生鐵硫含量。煤氣帶走的硫量與許多因素有關(guān)，如硫存在的形態(tài)、爐內(nèi)的溫度分布、煤氣的數(shù)量、爐渣的堿度等，不能單純?yōu)榻档蜕F硫含量而增加煤氣量，或降低爐渣堿度以求減少爐料攔截吸收硫的機會，實際上煤氣帶走的硫量也是有限的。

3、增加渣量也可以降低生鐵的硫含量，但高爐冶煉也不能為降低生鐵硫含量而增加渣量。因為渣量的增加會消耗更多的熱量，要求有更大的焦比，而焦比的增加會帶進更多的硫量。

因此，要降低生鐵硫含量，需要增大硫在渣、鐵問的分配系數(shù)。高爐冶煉實踐表明，努力改善爐渣脫硫的熱力學(xué)和動力學(xué)條件，增大爐渣的脫硫能力，是降低生鐵硫含量最為有效的措施。2