优化炼钢过程中碳化钙脱硫工艺：以新疆钢铁厂为例

优化炼钢脱硫工艺：以新疆钢铁厂为例

在现代钢铁生产中，硫含量控制对于获得高质量产品至关重要——尤其是在新疆等地区，原材料的不稳定性以及温度的波动给工艺性能的稳定性带来了挑战。本文深入探讨了碳化钙（俗称“电钙”）在脱硫过程中的作用，并引用了新疆北部一家领先钢厂的实际数据。该钢厂在实施针对性的工艺调整后，硫去除效率提高了35% 。

碳化钙在高温脱硫中的作用原理

在高于 1500°C 的温度下，碳化钙与熔融铁中溶解的硫反应生成硫化钙 (CaS) 和一氧化碳气体：

 CaC₂ + [S] → CaS + 2[C]

该反应是强放热反应，在受控条件下热力学上是有利的。然而，其有效性取决于三个关键因素：温度稳定性、粒径分布和精确的注射时间。

影响效率的关键变量

• 温度控制：最佳范围：1450–1550°C。低于 1400°C 时，反应活性急剧下降，脱硫率降低高达 40%。
• 粉末尺寸：理想粒径：5-15毫米。较小的颗粒（<5毫米）会导致过早燃烧；较大的颗粒（>20毫米）会减少接触面积并减慢反应动力学。
• 注入时间：在采油初期（采油后2分钟内）添加效果最佳。延迟超过5分钟会导致硫去除率降低25%以上。

这些参数已通过在新疆工厂进行的为期六个月的试点验证，该试点记录显示，使用优化的 CaC₂ 加药方案，平均硫含量从 0.045% 降至 0.027%，而没有增加能源消耗或处理时间。

现实世界的挑战与解决方案

磨机常见的故障包括炉渣形成不均匀、气体产生过多以及混合不均。我们的团队观察到，这些问题通常源于储存不当（吸湿会降低反应活性）、注料技术不佳或批次一致性不足。例如，某磨机由于物料块过大而频繁堵塞——通过在磨机使用前增加二次破碎工序解决了这个问题。

通过采取系统的方法——监控投入质量、校准设备和培训操作人员——我们帮助另一家工厂将停机时间减少了 30%，同时将目标硫含量保持在 0.03% 以下。

接下来是什么？行业趋势与创新

全球钢铁行业正在探索先进的脱硫方法，例如连续喷射系统和人工智能驱动的预测模型。在中国，试点项目正在测试纳米增强型碳化钙配方，该配方可提高分散性并减少高达15%的用量。这些创新符合可持续发展目标——降低排放、减少浪费和提高生产率。