[科普中国]-摇包法脱硫

摇包法脱硫(Shake bag desulfurization)是一种早期使用的铁水预脱硫方法。将装有铁水的铁水包放在摇动托架上。向包中加入脱硫剂，启动摇动电机摇动铁水包，当达到某一临界速度时包内铁水产生海浪击岸现象，使铁水与脱硫剂很好地接触而加速脱硫。

简介摇包法脱硫(Shake bag desulfurization)是一种早期使用的铁水预脱硫方法。将装有铁水的铁水包放在摇动托架上。向包中加入脱硫剂，启动摇动电机摇动铁水包，当达到某一临界速度时包内铁水产生海浪击岸现象，使铁水与脱硫剂很好地接触而加速脱硫1。

简史摇包法是由瑞典的埃克托普和卡林研制成功的，于1959年在瑞典多姆纳维特工厂建成3t偏心单向回转摇包，它以CaC2作脱硫剂。随后新日铁的八幡钢铁厂引进30t摇包。1962年神户钢铁公可的尼崎厂对此法作了改进，研制成功40t的正逆双向回转摇包，又称DM法(Duo-Vortical Mixing Coverter)2。

摇包脱硫分析根据石灰碱性熔渣脱硫的物理-化学过程，影响其脱硫效果的因素有以下几点。

（1）铁液的质量

铁铁液的质量特别是铁液的温度、铁液中FeO的的浓度、硫的活度以及铁液的干净程度对脱硫效果影响很大。

由于CaO脱硫反应为吸热反应，其反应平衡常数随温度的升高而增大，因而适当提高铁液温度有助于脱硫反应的进行。

提高铁液中FeO的浓度，不利于脱硫反应的进行，所以冲天炉嫆炼时，若送风量太大，铁液氧化严重，将降低脱硫效果。

硫的活度大，容易从铁液中析出，有助于脱硫反应的进行。凡增加硫活度的因素，例例如适当增加铁液中C、Si的含量，均均可提高脱硫效果。冲天炉出铁时，若扒渣不干净，将降低脱碗效果。特别是铁液中含有少量的SiO2，将使参与脱硫反应的CaO数量减少，明显降低脱硫效果。

（2）熔渣的粘度和渣量

脱硫的第一步为扩散熔渣粘度小，容易扩散，将加速脱硫反应的进行。在总含硫量不变的条件下，增增加渣量，则熔渣中含硫量增加，因而铁液中含硫量降低。但渣量过大，会造成铁液温度下降很大。

（3）摇包运动参数

摇包的运动有助于脱硫反应。单向摇动时，脱硫率与摇包的偏心率、转速和转动时间有关。适当增加转速，整个液体的搅拌效果増加，因而提高脱硫效果。但转速太高，反而使铁液的搅拌效果下降，且机架承受的惯性力太大故对于一定容量、一定偏心率的摇包有适宜的转速范围。－般情况下，偏心为50～100mm时，相应的转速为50～75r/min。转动时间即脱硫时间增加，脱硫效果增加，一般单向摇动时间有一个最低的临界值，只有达到这个最低临界值（10min），才有较好的脱硫效果，继绫增加脱硫时间，铁液的含硫量降低不明显。

（4）脱硫剂的组成、加入方式及加入量

CaO的脱硫反应属于界面反应，故扩散速度是影响反应速度的决定因素。硫硫由铁液扩散到界面层，穿过存在于界面的边界膜时很慢，若加入与CaO形成低熔点的共晶物质，则在反应界面出现了液态共晶体，可以加速硫的扩散。一般以加人CaF2（氟石）的效果最好，氟石的含量适当增加，脱硫反应速度显著增加，但氟石的含量太高，会降低铁液中的Si含量，并降低脱硫反应速度。氟石与石灰的最佳配比应以氟石占5%～10%为宜。

脱硫剂的加入方式为：先将经干燥的脱硫剂置于摇包中，然后将扒渣干浄的铁液倒入摇包。若先将铁液倒入摇包，后将脱硫剂加入，则降低脱硫效果。

脱硫剂的加入量对脱硫效果影响明显。随着脱硫剂加入量的增加，脱硫率增加，但会降低铁液温度。一般脱硫剂的加入量为铁液量的的2%时，可使脱硫率达90%，完全能满足球墨铸铁的生产要求。实际生产中应根据原铁液的含硫量，控制制脱硫剂的加入量在2%～2.5%为宜1。

提高摇包脱硫效果的措施根据石灰脱硫的物理-化学过程和影响脱硫效果的因素，生产中适宜采用的、提提高脱硫效果的措施主要有以下几点。

（1）冲天炉熔炼工艺的严格控制

冲天炉熔炼时送风量的增大，有利于铁液的过热，因而提高了铁液的温度，但也会造成铁液氧化严重，反而使脱硫效果降低，所以，应选择一定的送风量。提提高原铁液中的的C、Si含量，有助于脱硫，但但Si含量增加，降低了随后的孕育处理效果。因此，适当增加原铁液中C的含量，控制制Si含量，在满足其他要求的同时，也可获得较好的脱硫效果。

（2）冲天炉出铁时，应尽量做到扒渣干净。

（3）合理选择摇包运动参数

单向摇动，在偏心为50～100mm时，相应的转速为50～75r/min，脱硫时间为10～15min。

（4）用氟石与石灰组成的复合脱硫剂

复合脱硫剂中氟石与石灰的最佳配比应以氟石占5%～10%为宜。

（5）脱硫完毕后应及时扒渣

脱硫完毕后应及时扒干净渣，避避免造成回硫3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学