脱硫模式ppt课件

1、1炼钢厂铁水脱硫炼钢厂铁水脱硫模模 式式 研研 究究BEGINING2引言 脱硫是炼钢过程中必具备的冶金功能之一，就高炉转炉流程而言，高炉及铁水预处理、转炉和钢的二次精炼等工序都提供了脱硫的可能性，但由于各个工序条件的不同，即使是相同的脱硫方法、脱硫剂和工艺参数，脱硫效果也不大一样，定性而言，炉外铁水脱硫，从经济上和技术上都更合理。 脱硫模式研究：在铁水炉外脱硫这一工序内部继续进行模式优化。具体以宝钢一炼钢铁水预处理脱硫工序为依托，通过选择合理的脱硫模式，使宝钢一炼钢铁水预处理脱硫工序内部完成脱硫操作技术合理且最经济。 3 脱 允许铁水温降范围 合理时间范围硫 脱硫剂 A率 目标Sa 脱硫剂

2、B 目标Sb 脱硫剂 C 脱硫剂 D 目标Sc “柔性”活套时间范围 t1 t2 t3 t4 t1 脱硫时间 不同处理时间4测试解析宝钢一炼钢铁水脱硫工艺布置宝钢一炼钢铁水脱硫工艺布置5测试解析宝钢一炼钢铁水脱硫工艺模式宝钢一炼钢铁水脱硫工艺模式6测试解析7核心程序设计指导思想设计指导思想：针对工艺现状，根据高炉铁水来料情况、转炉冶炼要求，选择合理的工艺路线，使其满足温度、生产节奏、设备状况、生产能力的要求，并使成本优化。离线运行、 windows95/98为操作平台、delphi3前台开发工具、Pardox后台数据库、标准的windows应用程序8核心程序程序流程框图程序流程框图9核心程序条

3、件判断分析图条件判断分析图10核心程序核心程序的设计规则核心程序的设计规则l 全开放系统(Open System)l 综合考虑生产节奏、设备状况、铁水温度、生产能力和脱硫成本l 生产节奏以参数设置表中“ 生产节奏基准”为标准l 生产能力的匹配是按时间节奏（即处理时间）进行匹 配l 铁水包的运行从BOF向前反推，鱼雷罐车的运行从BF开始向后进行正推。l 令牌管理（Token Management）规则，指只有某条脱 硫工艺路线持有通过时间约束、温度约束、设备约束 和生产能力约束的令牌时才对该脱硫模式进行计划写入和以后的成本判断。l 各脱硫工艺路线都不持有令牌时，产生提示信息，指 明计划最快安排方

4、案。11核心程序鱼雷罐车脱硫曲线鱼雷罐车脱硫曲线石灰石灰 2221212SiOCaOCaSSiSCaOCaC2(s)+S=CaS(s)+2C 电石电石理论分析和宝钢一炼钢厂铁水脱硫工序现状相结合得出： 鱼雷罐车脱硫反应的控制性环节为S在金属侧的液相扩散。反应的积分表达式：(S/ S(S/ S 0 0=exp(-kt)=exp(-kt)12)2(6sKsmmv tdpsdtsdcaoMMcao鱼雷罐车脱硫曲线的确定 -S金属侧的传质系数 m/s -dp为脱硫剂的平均粒径 m- 为脱硫剂在颗粒的平均停留时 间，由反应器的结构和工作方式决定 - 脱硫剂的相对喷吹速率 kg/(t.min) -M、ca

5、o分别为金属和CaO的密度 kg/m3tmmv tdpsKcaoMMcao/16为表观速度常数对(2) 积分可得到金属中硫随时间的变化过程，t=0时，S=S 0,由此得到:)exp(0ktss-(3)以石灰为例 +S = + O -（1）13核心程序10310864200.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 硫含量 %脱硫控制环节脱硫控制环节 脱硫速率液相扩散共同控制固相扩散鱼雷罐车脱硫曲线鱼雷罐车脱硫曲线14核心程序鱼雷罐车脱硫曲线鱼雷罐车脱硫曲线 宝钢目前的铁水硫含量基本上小于宝钢目前的铁水硫含量基本上小于400ppm(400ppm(其平均硫含量为其平均硫含量为180ppm)1

6、80ppm)，将宝钢现场实，将宝钢现场实验期中的三炉数据对理论曲线的验证，下图分别为三炉的处理过程曲线。从图中可以看验期中的三炉数据对理论曲线的验证，下图分别为三炉的处理过程曲线。从图中可以看出实际处理过程曲线和理论计算曲线出实际处理过程曲线和理论计算曲线(S/ S(S/ S 0 0=exp(-kt)=exp(-kt)类型吻合，这就证明了宝钢类型吻合，这就证明了宝钢鱼雷罐车铁水脱硫反应的控制环节为液相扩散。鱼雷罐车铁水脱硫反应的控制环节为液相扩散。15核心程序y = 9.4658e-0.0365xR2 = 0.78940246810120510152025处理时间 （min）硫含量（10ppm

7、）y = 25.562e-0.0595xR2 = 0.5080510152025300510152025处理时间（S）硫含量（10ppm）y = 14.608e-0.0485xR2 = 0.9775024681012141605101520处理时间（min）硫含量（10ppm）鱼雷罐车脱硫曲线鱼雷罐车脱硫曲线1998年7月宝钢生产数据(S/ S 0=exp(-kt)与液相扩散类型吻合160 Tx tSS0-SxS终求解鱼雷罐车脱硫过程曲线示意图1、可求出从某一固定硫含量到任意一目标硫的脱硫剂用量。核心程序17核心程序镁基铁水包脱硫曲线镁基铁水包脱硫曲线 有关金属镁脱硫的机理，国外已经进行了较多

8、的研究，基本上取得了一致的看法，但由于对镁在铁水中的行为（如溶解和汽化）还不能够定量分析，因而动力学模型较难准确描述，熔池中究竟是溶解镁还是镁气泡对脱硫的贡献大也有争议，因此对其反应机理仍在进行研究。 本研究从宝钢炼钢厂铁水包脱硫站计算机内部程序设计值入手，并与实际生产数据相对照推导出计算机程序内部理论曲线。并与实际生产相比较，得出经验脱硫曲线。18核心程序镁基铁水包脱硫曲线镁基铁水包脱硫曲线初始硫目标硫Mg用量初始硫目标硫Mg用量401 or 2152353115391 or 2150303106381 or 214825396371 or 21465358351 or 2142404125

9、301 or 2133354115251 or 2123405116201 or 211430597151 or 2104406116101 or 29535610781 or 29140710351 or 285401010331 or 281401510340201034030103 铁水包脱硫站计算机内部理论计算值（备注： 铁水重量 278 吨 铁水温度 1350）19核心程序镁基铁水包脱硫曲线镁基铁水包脱硫曲线从铁水包脱硫站计算机采集的数据表明 x： 初始硫（start sulfur ） y：脱硫剂Mg用量（desulfurization reagent）当目标硫aim sulfur=

10、1or2 y= 2x+72aim sulfur=3or4 y= 2x+45aim sulfur=5or 6 y=2x+36aim sulfur= 7 y=2x+23Mg喷吹速率：15kg/炉.minMG/CAC2= 1/3.32 2、从任一初始S到某一固定目标S的脱硫剂用量脱硫曲线详见预定系统软件20 图4 理论/实际统计图0.000.501.001.50050100150200统计次数理论/实际深脱硫1998年8月份实际操作数据与理论值的比值核心程序镁基铁水包脱硫曲线镁基铁水包脱硫曲线21核心程序脱硫综合成本费用函数脱硫综合成本费用函数F F脱硫费用脱硫费用脱硫剂费用铁损费用温损费用 喷枪费

11、用扒渣费耐材费用22核心程序脱硫综合成本费用函数脱硫剂费用脱硫剂单耗脱硫剂价格铁损费用铁损量铁水单价温损费用温降速率处理时间后处理工序成本增加率喷枪单耗费用扒渣费用耐材费用耐材消耗量耐材价格处理时间铁水量喷枪寿命（炉）喷枪价格铁水量扒渣费渣量23核心程序脱硫模式预定过程 以铁水温度、生产节奏、生产能力和设备状况为主要因素，以脱硫综合成本为目标函数，建立了脱硫模式优化模型，脱硫模式的预定过程采用令牌管理（Toeken Managent）规则。 N0 时 ：所给定车次不能进行脱硫工序，系统提供计划最快方案安排信息 N1 时 ： 该脱硫模式即为所选模式，不用进行成本比较 N1 时 ： 对N种脱硫模式

12、进行最后的成本比较，取成本最小者脱硫模式信息、运行计划库24预定系统以Windows95/98为操作平台，Delphi3.0为开发工具，Pardox为后台数据库，标准Windows应用程序。主要功能：主要功能：（1） 选择较优化的脱硫模式；（2） 脱硫时间和脱硫剂用量初步估计，提供吨铁脱硫成本。（3） 提供脱硫模式、调度计划库和实际生产操作数据库，并 能打印相关报表；（4）重要参数、脱硫曲线经验数据库均可人为修正（5）提供标准的WINDOWS帮助文件运行环境：运行环境：586以上档次的微机、32MB以上内存、2GB以上硬盘）、显示模式 800600 24位真彩以上、中文Windows 95以上

13、版本系统安装：系统安装：光盘自动安装windowswindows的开始菜单程序的开始菜单程序BaoSteelBaoSteelProject1Project125是进入系统主画面系统参数配置表计算初始条件输入脱硫模式选择计算可 行 与否否 模式计算结果手动强制选择 自动选择LAD、TPC S1线、TPC S2线主画面 实际数据 返 回 数 据库 操 作 画面选择S1线S2线铁水包脱硫运 行 计划查询选择 故 障 信息维 护 信息数 据 库相 关 表操作脱 硫曲 线查看 报表打印TPC脱硫作业实绩L AD脱硫作业实绩宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统操作主流程图26预定系统宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系

14、统宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统预定系统软件预定系统软件27预定系统运行结果运行结果 程序的运行基本上满足了程序的设计目标，并符合现场实际情况。总体上来说，在所选择的脱硫模式中，与其它脱硫模式相比较铁水包镁基喷粉脱硫的脱硫成本为最低。具体到宝钢而言，在生产节奏、铁水温度、设备状况、生产能力等约束条件允许的情况下，铁水预处理脱硫应尽量安排在铁水包脱硫站。成本对比成本对比一炼钢转炉分厂内部资料28预定系统成本对比成本对比TDS项 目深 脱 硫S1 线S2 线统计罐数（个）151614统计时间（min）98.898.1298.12初始硫（平均）0.0210.0240.027硫后硫（平均）0. 001

15、8 （铁水包）0. 00230.004（铁水包）0. 002360.004（铁水包）铁水重量（t/罐）（平均）278278278喷枪平均寿命（min）Mg:128CaC2：41012823017对比条件29预定系统成本对比成本对比脱硫剂及主要耐材单价项 目单 价项 目单 价复合脱硫剂1830 元/tCaC22237 元/tCaO753 元/tMg23500 元/t喷枪（TDS）8314 元/支喷枪（深脱硫）7028 元/支TDS（专用耐材）0.54 元/t改质剂（深脱硫）0.43 元/t温度损失费 0.35元/(.t) 扒渣费80元/t渣铁损量：Mg+CaC2 2.22kg/t; CaC2 5

16、.15kg/t；CaO 7.50kg/t30预定系统TDS序号项 目深 脱 硫S1 线S2 线Mg: 0.458CaC2:1.465复 合 脱 硫 剂4. 61CaO10.851脱 硫 剂 单 耗（ kg/t） 脱 硫 剂 费 用 （ 元/t.p）148.437.972 喷 枪 消 耗 （ 元/t）0.560.860.863温 降 （ ） （ 平 均 ） 温 度 损 失 费 （ 元/t）82.8238.05258.754渣 量 （ kg/t 铁 ） 扒 渣 费 （ 元 /t）6. 38 0.5110. 80.85181.445铁 损 量 kg/t（ 铁水 按 1000 元 /t 计算 ） 铁

17、损 费 （ 元 /t）2. 222.225. 155.157. 507.506其 它 专 用 耐 材 费（ 元 /t）0.430.540.547喷 吹 时 间 （ min）821.4422.54合 计 （ 元 /t 铁 ）20.5223.8827.06成本对比成本对比31预定系统成本对比成本对比镁基铁水脱硫成本分布图14%2%11%2%3%68%123456电石基复合脱硫剂铁水脱硫成本分布图34%4%22%2%4%34%123456CaO铁水脱硫成本分布图33%5%28%2%3%29%123456总成本：20.52总成本：23.88总成本：27.061、脱硫剂2、喷枪消耗3、温降损失4、扒渣费

18、用5、铁损6、专用耐材32预定系统l处理时间（纯喷吹时间） 与S1线复合脱硫剂相比 缩短63； 与S2线CaO脱硫剂相比 缩短65；l温度损失 与S1线复合脱硫剂相比 减少65； 与S2线CaO脱硫剂相比 减少68；l铁损 与 S1线复合脱硫剂相比 降低57； 与 S2线CaO脱硫剂相比 降低70；l其它费用 与 S1线复合脱硫剂相比、S2线CaO脱硫剂相比 降低20；l脱硫剂单项成本 与 S1线复合脱硫剂相比 高出66。 与 S2线CaO脱硫剂相比 高出75脱硫总成本脱硫总成本 与 S1线复合脱硫剂相比 降低13； 与 S2线CaO脱硫剂相比 降低24；铁水包镁基脱硫铁水包镁基脱硫33预定系统对比结论对比结论虽然Mg+CaC2铁水包复合喷吹脱硫脱硫剂脱硫脱硫剂的费