全量铁水脱硫预处理的优势分析

大峘集团总工程师 顾军

在当前严峻的钢铁形势下，降低生产成本是钢铁企业的当务之急和基本战略。各研究机构、生产单位、科研院所就优化炉料结构、降低燃耗等措施进行了深入研究和实践，大峘集团会同有关钢企探索采用降低冶炼碱度高硫出铁，炉外脱硫措施降低冶炼成本，取得了明显效果。行业内有识之士对此高度重视，也在积极呼吁“为成本计，解放高炉”，助力降本增效。

将过去为冶炼洁净钢生产配备的铁水预处理装置，应用于普通钢材的规模化生产，将促使高炉放开对铁水硫含量的限制，对炼铁原燃料及各工艺环节配料的要求也可重新审视。因为它操作上可行，降本明显，扩大了资源的利用范围，有助于钢材整体质量的提升，其结果将起到变革性的推动作用，这是当前严峻钢铁形势下值得一试的方法。

吃“粗粮” 工艺装备要跟上

从原燃料源头来考虑降低冶炼成本，放宽原燃料要求会给高炉炼铁带来一系列成本优势，是钢铁厂竞争力的体现。而要吃“粗粮”，工艺装备首先要跟上，高炉的操作和管理模式也要跟上变化。这不是一剂苦药，而是一种创新与提高。转变技术观念和理念，发展具有可行性的生产操作、降低成本的创新技术，对于应对当前严峻的钢铁形势是非常必要的。

在高炉之后设立专门的铁水预处理站，使所有铁水都经过预处理后再进入炼钢。让高炉出含硫量在0.05%以上的铁水，虽然增加铁水预处理的生产成本，却赢得了上游各工艺环节一系列成本的降低。通过技术经济分析，总的冶炼成本明显降低。只要工艺装备跟得上，实现这种吃“粗粮”、降成本的转变是可行的。

KR搅拌法脱硫装置的出现是铁水脱硫技术的重要进展，铁水脱硫处理可以实现规模生产。它是通过搅动液体金属与脱硫剂进行充分混合，使脱硫剂与铁水中的硫具有最好的反应动力学条件，从而达到较好的炉外脱硫效果；同时，由于处理中采用价廉的脱硫剂（以石灰粉为主），脱硫成本大大降低，KR脱硫装置已成为铁水预处理站的首选装备。

设立高效的脱硫工位

在现有冶炼各工艺环节，如烧结与炼钢过程中都可进行相应脱硫处理。但实践证明，最有效的脱硫工位应设立在炼铁与炼钢之间，用专门的铁水预处理站去除铁水中的有害夹杂物。为了适应高硫铁水工艺，更应在炼铁与炼钢之间增加独立的高效脱硫工位，以满足全量铁水预处理的要求。

在目前的钢铁企业管理模式下，铁水预处理站设置在炼钢厂，作为冶炼洁净钢的必备装置，炼钢车间一般认为铁水预处理站会增加其生产成本。但采用高硫铁水生产后，用系统工程的方法分析，全量铁水脱硫对整个钢铁生产效能和成本的影响显著。从冶炼各工艺环节来看，其直接降低了上游的原燃料成本和高炉的操作成本；给下游炼钢也带来诸多益处，减轻炼钢脱硫等的压力，甚至可以根据炼钢要求预先调整每一包铁水的硫含量，大大提高了炼钢操作的灵活性。

可观的综合经济效益

经KR铁水预处理的铁水带来的是以下几个方面的经济效益：一是放宽原燃料要求，较大幅度降低了炉料采购费用；二是低碱度操作使炼铁燃料比降低，产量增加，可降低铁水的生产成本；三是烧结石灰配量减少，炼钢石灰配量也相应可以减少；四是炼钢中可以减少氧气、熔剂的消耗，缩短冶炼时间，减少金属损失。全量铁水预处理会增加部分生产成本，高炉煤气硫含量也相应增加，但可通过煤气喷碱装置进行处理，处理费用低廉。综合上述情况，高硫铁水加全量铁水预处理工艺经济效益显著。

例如，某钢企高炉生产高达0.07%~0.08%含硫铁水，经过KR铁水脱硫处理后要求铁水含硫低于0.03%，直接用于转炉炼钢生产。脱硫处理成本为14元/吨，远低于以上4点带来的经济效益，对降低冶炼生产成本作用很大。

扩大资源利用范围

长期以来，我国成功实现了低硅低硫、优质低耗的冶炼操作模式，喷煤比、燃料比、工序能耗、利用系数等一些主要经济技术指标达到世界先进水平。在当前情况下，为降低高炉生产成本，放宽原燃料限制，可以有效地降低铁水炉料成本，更主要的是扩大资源利用范围，增加高硫焦和高硫矿的使用比例。

放宽原燃料的要求，扩大资源利用范围，同样需要不断探索高炉的冶炼规律，以实现高炉生产稳定顺行，降低燃料比，提高产量，促进炼铁成本降低。

全面提升钢材质量

由于提供的全部是经过铁水预处理的铁水，铁水有害杂质含量在进入炼钢之前可以稳定控制，不仅满足高质量钢材的炼钢要求，普通钢材的质量在经过铁水预处理后也得到提升。这是在减少氧气、熔剂、金属损失和缩短冶炼周期的情况下实现的，对批量生产普通钢材的冶炼成本降低和质量提升作用巨大。

经过钢铁行业的多年摸索实践，高硫铁水加全量铁水预处理的生产工艺中各工艺环节及装备已经比较成熟，得到了普遍应用。采用系统工程的方法，科学的全量铁水预处理冶炼操作方法，对整个钢铁生产效能的提升意义重大，在当前新常态下，这种方法可能是帮助钢铁企业走出困境的新利器。