脫硫劑的選擇
過去普遍采用鈣系脫硫劑,即CaO+CaF2十C或CaO十CaC2十CaF2。至于鎂,人們早就認識到鎂是一種很強的脫硫劑,鎂進入鐵水后立即汽化并與鐵水中的硫產生化學反應,反應區流體攪拌強烈,脫硫反應的動力學條件比其他方法單純固液兩相反應條件要好,從熱力學角度看,鎂和硫在鐵水中的溶度積隨溫度下降而下降,所以處理后鐵水在運送過程中還有二次脫硫作用,鎂可以防止鐵水回硫。但是由于其價格昂貴和易燃易爆的化學特性,一般不敢問津。早期曾經將鎂制成鎂焦、鎂鋁、鎂白云石等以塊狀物加入鐵水中,近年來又開發了喂絲法,都取得了很好的脫硫效果,但在大規模鐵水預處理工藝中并未被廣泛應用。
20世紀70年代,原蘇聯烏克蘭亞速鋼廠采用噴吹法將純鎂粒噴入鐵水罐中脫硫獲得成功,到了20世紀80年代,技術發展對鋼的純凈度要求越來越高,人們又注意到鎂的脫硫功能,鎂劑噴吹脫硫開始興起。在西方,由于已建了大量噴鈣系粉劑脫硫的鐵水預處理設施,不可能拆除另建,但為了滿足對鋼質愈來愈高的要求,一般都是在原有的噴吹系統上增設鎂粒噴吹罐,與原有的粉劑配合使用,按脫硫程度的不同調節鎂的加入比例和方式,或將鎂粒以一定比例混入鈣系粉劑中仍利用原有的噴吹系統進行噴吹,形成所謂復合鎂脫硫噴吹工藝。
鐵水預處理噴吹法現有三種工藝:鈣系脫硫劑工藝、復合鎂脫硫劑工藝和純鎂粒脫硫劑工藝,其中復合鎂工藝是從鈣系脫硫劑工藝中演化而來的,就其工藝方法和工藝設備而言兩者沒有區別,但由于使用的脫硫劑不同效果卻大不一樣,尤其對于鐵水深脫硫([s]≤0.005%)來說鈣系脫硫劑就顯得力不從心,即使勉強達到,也是以大消耗量、大渣量、更長的處理周期和鐵水更大的溫度損失及金屬損失為代價得來的,長的處理周期和過高的處理成本使鈣系脫硫劑在鐵水深脫硫領域基本被淘汰。而復合鎂脫硫劑則能滿足鐵水不同程度的脫硫要求,處理周期短,綜合成本低,因而廣泛采用。然而復合鎂脫硫劑工藝與純鎂粒脫硫劑工藝相比又遜一籌,純鎂粒脫硫劑工藝脫硫劑消耗少,載氣耗量小,產生的渣量和煙氣量也小,不產生毒害物質,處理周期短,鐵水溫降小,金屬損失亦少,操作更簡便,脫硫深度是其他方法所不及的,不論“深脫硫([s]≤0.005%)或“淺脫硫”([s]≤0.02%)其綜合成本都是低的。烏克蘭方面曾把純鎂脫硫工藝與美國、德國采用的復合鎂劑脫硫工藝的技術經濟指標進行了比較,比較條件是同樣處理100t鐵水,鐵水原始含硫量為0.040%。