铁水脱硫――镁基石灰复合喷吹的优点
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- 发布时间：2009-04-14
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客户对于高品质钢的不断需求推动着铁水外部脱硫技术的发展。从相对简单的机械搅拌法到较成熟的喷吹技术，炼钢工作者不断地在生产成本和操作效率之间寻求最佳的平衡点。镁和石灰复合喷吹法是一项经过生产实践证明了的成熟技术，为炼钢生产者提供了一个可靠的、可重复且满足生产需要的经济脱硫方法。
1. 简述
过去的几十年来，全球对于钢铁的需求在不断地快速增长，品质也有所提高。在钢产量增加的同时，要求优质低耗，并关注成本费用的“底线”。
提高钢质量的主要技术之一是脱硫。硫是炼钢过程中的有害杂质，对钢材的内部质量和表面质量都有不利影响。与其它可以在转炉炼钢中通过氧化去除的杂质不同，硫必须在进入转炉之前进行脱除。
随着时间的推移，人们发明了很多铁水脱硫方法。这些方法中的绝大多数都有两个共性：
● 为了降低硫的含量，必须向铁水中加入脱硫剂
● 为了使脱硫剂进入铁水，脱硫剂必须同铁水进行混合
这些脱硫技术的差别在于脱硫剂的特性、脱硫剂的脱硫效率以及铁水与脱硫剂混合方法的效率。
2. 脱硫剂
虽然脱硫剂的加入方法不同，但目前钢铁工业使用的脱硫剂是碳化钙、石灰和镁。
2.1. 碳化钙
碳化钙曾经被当作主要的脱硫剂，但由于材料本身和渣的处理困难以及严格的环保要求，其应用越来越少。
2.2. 石灰
石灰在炼钢脱硫中始终扮演着重要角色。石灰的低成本和实效性使其成为一种非常吸引人的脱硫剂；但是，石灰作为脱硫剂也有一些严重的不足。
随着脱硫过程的进行，石灰不断被硫化钙(CaS)和硅酸钙覆盖。这些混合物聚集在石灰(CaO)周围，使石灰和铁水间形成了厚厚的障碍层，阻碍了脱硫反应的继续进行，如图1所示。
为了减少这个障碍层形成的机会，加入铁水中的石灰必须限定在一定尺寸(<45μm)。另一个避免反应延缓的办法是保持铁水高温以增强硫和氧离子的流动性，但这需要过热的铁水，而会导致较高能量消耗。
有些研究者也发现，当用钙基脱硫剂把硫的含量降到很低的水平时，效率会降低。如果在铁水中的氧没一种除氧剂比如镁，对其进行控制的话，有些硫化钙与氧接触的时候会发生逆向反应生成氧化钙和硫。
2.3. 镁
通常情况下，绝大多数发达国家都倾向使用镁和石灰复合喷吹作为脱硫的首选技术。
虽然有些早期的脱硫技术涉及到了单吹镁粉，但由于需要相对复杂的设备且脱硫反应过于剧烈等原因，实际上已经很少采用。
镁粉是三种脱硫剂中唯一一种在铁水中可溶并且与硫反应彻底溶解的物质。典型的镁脱硫反应如下：
Mg(s) → Mg(g)
Mg(g) → Mg
Mg + S→ MgS(s)
由于镁的沸点相对较低 (1090℃), 镁以蒸汽的形式进入铁水中。这种蒸汽是高压的，且压力直接跟其溶解能力有关。
一旦进入铁水包中，镁蒸汽形成气泡，通过铁水浮到表面上。当气泡在迁移的时候，镁溶解并与硫反应形成硫化镁（MgS）。硫化镁（MgS）浮到铁水包表面形成渣层，当喷吹结束后，由扒渣机把渣扒除。 石灰和镁粉一起喷吹可以减小镁气泡直径进而促进溶解，同时为MgS提供沉淀环境。
镁同时对氧和硫具有很高的亲和力。与石灰不同 (CaO), 镁在加入铁水的时候不带入氧; 因此, 它能尽快与硫反应产生硫化镁。铁水熔池中的未与硫反应的镁，也会跟氧发生反应，同时除去铁水中多余的氧。
2.4. 混合喷吹
镁和石灰预混合，或者镁粉和碳化钙预混合后进行脱硫的方法并没得到普遍应用。喷吹预混合的脱硫剂，没有对其中某个脱硫剂喷吹率进行调整的能力，同时增加了在储罐内发生分离的可能性。
2.5. 脱硫剂的脱硫能力
很重要的是要认识到所有脱硫剂的脱硫能力是不一样的。
镁虽然较贵，但是其脱硫能力是石灰的20倍， 如图2所示。碳化钙有较好的脱硫能力，但是必须和挥发性物质混合使用，以增加对铁水的搅动。
3 混合方法
脱硫剂加入铁水中的两种方法分别是液面下喷吹法和机械搅拌法。两种方法分别在世界的不同地方应用，有其内在的优点和缺点。
3.1 机械搅拌法
脱硫过程中，对铁水进行机械搅拌的理念有很多种类。最熟知的方法叫Kambara Reactor (KR法)，是1963年Nippon Steel为了限制日本对镁的用量而发明的方法，除了在欧洲和亚洲极少数的几个地方以外，在世界其它地方KR法没有被接受，在北美也没有KR设施。
在实际应用过程中，碳化钙或者石灰被加入铁水表面，把短桨或者叶轮降到铁水罐车内，通过高架电机驱动，脱硫剂与铁水混合。一旦完成，把搅拌头移开，用扒渣机把表面的渣扒掉。
3.2 液面下喷吹
液面下喷吹分为2种：单吹和复合喷吹。无论哪一种形式，液面下喷吹都是通过带有耐火材料涂层的喷枪和喷吹系统将脱硫剂喷到铁水中的。
3.2.1. 单吹
单吹能够使用上述提到的任何脱硫剂，最初主要采用单吹镁。
使用钟式喷枪的单吹镁技术是一种相对较早的工艺。在前苏联的钢铁厂中采用涂层钝化镁。在北美，仅有少数钢厂采用单吹钝化镁。
早在80年代，铁水罐车开始替代鱼雷罐车作为脱硫反应容器。由于单吹镁与铁水的剧烈反应使其不能在密封的鱼雷罐车内进行，由于镁与石灰或者碳化钙的混合料单吹工艺技术的发展，该工艺被放弃。
喷吹单一镁粉的一个最主要的问题是可能发生回硫。由于缺少石灰，沉淀环境条件不足，石灰也影响到渣的碱度，增加渣的碱度会减少渣中的带铁量。
随着喷吹设备的改进，混合脱硫剂的单吹技术进一步演变成复合喷吹工艺。
3.2.2. 复合喷吹
如上所述，复合喷吹是炼钢工作者发现的最佳的铁水脱硫方法。工艺上的改进和提高对改善生产，特别是在安全和环保方面都是至关重要的。
在任何炼钢工艺中，复合喷吹在满足生产和质量标准方面具有很大的灵活性。镁粉可以和石灰或者碳化钙一起喷吹而不需要更改设备。由于复合喷吹镁粉和石灰在中国流行，有关的参考文章特指复合喷吹为喷吹石灰和镁粉。
将脱硫剂输送到铁水中的设施是一对喷吹罐和带有耐火材料涂层的喷枪。一个喷吹罐用于石灰，另一个喷吹罐用于颗粒镁。原则上两个喷吹罐是一样的，但是，管道布置应有利于把颗粒镁定量加入石灰流量中。
如果脱硫剂料仓距离脱硫站很远的话，可在料仓和脱硫站之间加一个中间站，把脱硫剂从料仓输送到喷吹罐如图3所示。
脱硫剂在喷吹线中的输送是浓相流量输送。气固比一般小于30L/kg（氮气/脱硫剂），取决于特定的条件（管线布置和操作压力）。
和稀相输送相比，浓相输送不但可以实现脱硫剂的输送最大化，而且还能减小对喷吹管线的磨损。
4. 复合喷吹的工艺优势
4.1 脱硫剂费用
事实说明，复合喷吹的脱硫剂的消耗费用要比KR工艺高。如图4所示。
但是，由于镁的脱硫能力比石灰强许多，也就是说当处理同样数量的铁水时，所需的镁量要比石灰少。通过加入少量的脱硫剂，炼钢者可以节省大量的脱硫剂消耗，而且可以减小温降损失、处理时间，降低耐材损耗和铁损。
相关消耗如下：
●Mg 费用……20000 元/t
●复吹法 CaO 费用……1400 元/t
●KR法 CaO 费用……300 元/t
●脱硫剂比……(1CaO/8CaC2/20Mg)
●Mg 消耗……0.6 kg-Mg/THM
●喷吹比 (Mg/CaO)……1∶4
4.2 渣量和铁损
与铁水脱硫相关的一个主要操作费用是铁损。在处理过程中，铁会进入渣中并在扒渣过程中从铁水包中扒掉。
在北美的钢铁行业，复吹法的铁损是1％。通常钢铁行业公认渣中的铁含量是50%。因此，正常操作条件下，对150t铁水脱硫，产生3t的渣。由于北美没有使用KR法的实例，所以没有数据对此进行对比。
脱硫过程中产生的渣量跟加入脱硫剂的量成比例。加入的脱硫剂越多，产生的渣量越多。
KR法跟其它机械搅拌法一样，产生大量的渣。这是因为要达到跟复吹法相同的目标硫，必须加入大量的石灰。从最近来自中国的操作反馈数据表明：300t的铁水罐，采用KR法进行脱硫的铁损高达3%。根据石灰的粒度和操作的熟练程度，KR法的铁损在2％～3％。相比之下，由于镁具有很高效的脱硫能力，所需要的镁量较少，复合喷吹工艺的铁损很低。
铁损是脱硫操作的直接费用。如果假定KR的铁损为2.5％，复吹法的铁损为1％，每吨铁水的价格为1960元，铁损费用的差别很明显，如图5所示。
通过维持铁水的显热和将渣量降到最小，复吹法降低了由于扒渣带来的铁损。跟镁一起喷入铁水的石灰足以形成泡沫渣浮在铁水罐表面，操作人员可以及时、有效地把渣扒掉。
4.3 温降损失
在炼钢过程中，铁水的显热是一项主要的能量来源。铁水的温降则是脱硫过程中的另一个主要操作费用。三个主要热量损失是铁水表面的热辐射、加入冷脱硫剂和插入冷喷枪或者铁水冷搅拌头。主要的温降损失发生在喷吹过程中或者搅拌操作中，而非扒渣过程中。
作为复合喷吹系统的供应商，达涅利康力斯可以保证在喷吹过程中每分钟的温降小于等于1.2 ℃。考虑到喷吹时间为5～10min，加上其它操作比如扒渣导致的温降，喷吹操作的总温降范围是10 ～ 20℃。
KR法温降的设计数据是25～50℃。绝大多数操作情况下，由于加入碳化钙代替石灰，可以把温降控制在30℃内。KR法高温降的原因是：在搅拌过程中铁水的表面较大，加入的脱硫剂较多以及使用庞大的搅拌头导致的。
根据预测，每吨铁水10℃温降会导致转炉降低使用0.88％的废钢。为了满足产量要求，由于废钢的用量降低会增加铁水用量。铁水量的增加会导致每吨钢费用增加2.14元。其它关于温降的费用预测方法验证了这种预测。
可以采用电化学再加热模型来预测由于铁水温降而需要相应能量补偿产生的费用。每获得10 ℃温度补偿产生的费用分别为吨铁1.39元和2.74元。
以下所作的预测基于以上计算和图7：
●喷吹温降……………20℃
●KR 法温降…………30℃
●电力消耗…$0.07US/kWh
●碳化硅消耗……$938US/t
4.4. 工艺控制
在复合喷吹中，可以对喷吹的脱硫剂准确控制，具有快速、可靠和可预见的特征。达涅利康力斯所提供的这套专利系统的主要优点如下：
●根据对脱硫剂流量的密度和速度的控制，可大幅度减少喷枪堵塞现象
●通过HMI，可以在一个相当宽的范围内对脱硫剂进行流量控制
●可以实现对脱硫剂喷吹速率和喷吹比的精确控制
系统的关键设备是可调物料孔板阀，可以根据设定值对脱硫剂的流量进行控制。喷吹罐中输送气体的流速和压力取决于脱硫剂流量的设定值，通过PID控制器实施。
而机械搅拌法，工艺的优化更多地依赖于超出由于加入脱硫剂本身的其它更多因素。旋转速度、搅拌头浸入深度和搅拌头的离心率都对铁水脱硫率有重要的影响。
4.5. 耐材费用和消耗
耐材的消耗跟铁水停留在罐内的时间长短有关。复合喷吹的时间短，相对延长罐衬寿命，能够处理更多的铁水。
关于机械搅拌法，由于铁水罐在搅拌过程中产生涡流，从而导致铁水高度的增加，所需的净空也增加。为了解决这种液面高度的变化，人们或者降低铁水罐中的铁水，降低产量；或者加大铁水罐的尺寸，也就意味着耐材费用和消耗的相对提高。
复合喷吹法的脱硫剂添加在液面下，喷吹率和喷吹速度可以根据客户的需要单独设定，由此可以把脱硫剂在铁水表面的挥发降到最低，铁水罐的净空要求最小。
4.6. 安装和改造
复合喷吹脱硫设备灵活、适应性强，可以适应现有钢厂空间有限的要求。因为脱硫剂是由气体输送到设备，站的设计非常紧凑，可以适应有限的空间需要，料仓可距脱硫站100m远。
机械搅拌法由于工艺自身庞大，因此其灵活性受限。对于铁水罐的容量比较大的厂，为了保证较大的搅拌头垂直运动，就需要在钢厂结构的垂直方向上增加高度。
5. 结论
客户对钢材质量和纯净度的不断提高，迫使炼钢工作者们不断改进工艺过程。为了满足这种需要，减少钢水中的硫含量是重要的手段之一。
随着脱硫工艺的发展，正如钢铁行业中的其它领域一样，有很多方法可以达到所需的目的。当然，也受到很多条件的限制，比如：预算、消耗品的利用率、环境因素和操作费用等，也影响着最终脱硫方法的选择。
最终的目标是购买在投资和操作费用上面能获得最好回报的最先进技术。
脱硫技术使用廉价的脱硫剂，比如石灰，乍看起来能够降低操作费用。但是，经过仔细研究，人们意识到实际铁损、温降和生产过程中的潜在费用远远超过通过购买廉价脱硫剂所获得的效益。
图8和图9是复吹法和KR法就所述三种费用的直接对比。这种对比不包括其它费用参数，比如渣处理和倾向于对复吹法有利的资本费用。图10所示为达涅利康力斯脱硫设备。
尽管相比之下镁的单价比较贵，但它在铁水中的脱硫能力最强。效率的提高允许人们使用较少的脱硫剂来进行铁水处理，节省了成本，又能向工艺链的下一步传递。节省的成本，设备布置和设计的灵活性，使复合喷吹脱硫设备成为铁水脱硫的一个较好的选择。
1. 简述
过去的几十年来，全球对于钢铁的需求在不断地快速增长，品质也有所提高。在钢产量增加的同时，要求优质低耗，并关注成本费用的“底线”。
提高钢质量的主要技术之一是脱硫。硫是炼钢过程中的有害杂质，对钢材的内部质量和表面质量都有不利影响。与其它可以在转炉炼钢中通过氧化去除的杂质不同，硫必须在进入转炉之前进行脱除。
随着时间的推移，人们发明了很多铁水脱硫方法。这些方法中的绝大多数都有两个共性：
● 为了降低硫的含量，必须向铁水中加入脱硫剂
● 为了使脱硫剂进入铁水，脱硫剂必须同铁水进行混合
这些脱硫技术的差别在于脱硫剂的特性、脱硫剂的脱硫效率以及铁水与脱硫剂混合方法的效率。
2. 脱硫剂
虽然脱硫剂的加入方法不同，但目前钢铁工业使用的脱硫剂是碳化钙、石灰和镁。
2.1. 碳化钙
碳化钙曾经被当作主要的脱硫剂，但由于材料本身和渣的处理困难以及严格的环保要求，其应用越来越少。
2.2. 石灰
石灰在炼钢脱硫中始终扮演着重要角色。石灰的低成本和实效性使其成为一种非常吸引人的脱硫剂；但是，石灰作为脱硫剂也有一些严重的不足。
随着脱硫过程的进行，石灰不断被硫化钙(CaS)和硅酸钙覆盖。这些混合物聚集在石灰(CaO)周围，使石灰和铁水间形成了厚厚的障碍层，阻碍了脱硫反应的继续进行，如图1所示。
为了减少这个障碍层形成的机会，加入铁水中的石灰必须限定在一定尺寸(<45μm)。另一个避免反应延缓的办法是保持铁水高温以增强硫和氧离子的流动性，但这需要过热的铁水，而会导致较高能量消耗。
有些研究者也发现，当用钙基脱硫剂把硫的含量降到很低的水平时，效率会降低。如果在铁水中的氧没一种除氧剂比如镁，对其进行控制的话，有些硫化钙与氧接触的时候会发生逆向反应生成氧化钙和硫。
2.3. 镁
通常情况下，绝大多数发达国家都倾向使用镁和石灰复合喷吹作为脱硫的首选技术。
虽然有些早期的脱硫技术涉及到了单吹镁粉，但由于需要相对复杂的设备且脱硫反应过于剧烈等原因，实际上已经很少采用。
镁粉是三种脱硫剂中唯一一种在铁水中可溶并且与硫反应彻底溶解的物质。典型的镁脱硫反应如下：
Mg(s) → Mg(g)
Mg(g) → Mg
Mg + S→ MgS(s)
由于镁的沸点相对较低 (1090℃), 镁以蒸汽的形式进入铁水中。这种蒸汽是高压的，且压力直接跟其溶解能力有关。
一旦进入铁水包中，镁蒸汽形成气泡，通过铁水浮到表面上。当气泡在迁移的时候，镁溶解并与硫反应形成硫化镁（MgS）。硫化镁（MgS）浮到铁水包表面形成渣层，当喷吹结束后，由扒渣机把渣扒除。 石灰和镁粉一起喷吹可以减小镁气泡直径进而促进溶解，同时为MgS提供沉淀环境。
镁同时对氧和硫具有很高的亲和力。与石灰不同 (CaO), 镁在加入铁水的时候不带入氧; 因此, 它能尽快与硫反应产生硫化镁。铁水熔池中的未与硫反应的镁，也会跟氧发生反应，同时除去铁水中多余的氧。
2.4. 混合喷吹
镁和石灰预混合，或者镁粉和碳化钙预混合后进行脱硫的方法并没得到普遍应用。喷吹预混合的脱硫剂，没有对其中某个脱硫剂喷吹率进行调整的能力，同时增加了在储罐内发生分离的可能性。
2.5. 脱硫剂的脱硫能力
很重要的是要认识到所有脱硫剂的脱硫能力是不一样的。
镁虽然较贵，但是其脱硫能力是石灰的20倍， 如图2所示。碳化钙有较好的脱硫能力，但是必须和挥发性物质混合使用，以增加对铁水的搅动。
3 混合方法
脱硫剂加入铁水中的两种方法分别是液面下喷吹法和机械搅拌法。两种方法分别在世界的不同地方应用，有其内在的优点和缺点。
3.1 机械搅拌法
脱硫过程中，对铁水进行机械搅拌的理念有很多种类。最熟知的方法叫Kambara Reactor (KR法)，是1963年Nippon Steel为了限制日本对镁的用量而发明的方法，除了在欧洲和亚洲极少数的几个地方以外，在世界其它地方KR法没有被接受，在北美也没有KR设施。
在实际应用过程中，碳化钙或者石灰被加入铁水表面，把短桨或者叶轮降到铁水罐车内，通过高架电机驱动，脱硫剂与铁水混合。一旦完成，把搅拌头移开，用扒渣机把表面的渣扒掉。
3.2 液面下喷吹
液面下喷吹分为2种：单吹和复合喷吹。无论哪一种形式，液面下喷吹都是通过带有耐火材料涂层的喷枪和喷吹系统将脱硫剂喷到铁水中的。
3.2.1. 单吹
单吹能够使用上述提到的任何脱硫剂，最初主要采用单吹镁。
使用钟式喷枪的单吹镁技术是一种相对较早的工艺。在前苏联的钢铁厂中采用涂层钝化镁。在北美，仅有少数钢厂采用单吹钝化镁。
早在80年代，铁水罐车开始替代鱼雷罐车作为脱硫反应容器。由于单吹镁与铁水的剧烈反应使其不能在密封的鱼雷罐车内进行，由于镁与石灰或者碳化钙的混合料单吹工艺技术的发展，该工艺被放弃。
喷吹单一镁粉的一个最主要的问题是可能发生回硫。由于缺少石灰，沉淀环境条件不足，石灰也影响到渣的碱度，增加渣的碱度会减少渣中的带铁量。
随着喷吹设备的改进，混合脱硫剂的单吹技术进一步演变成复合喷吹工艺。
3.2.2. 复合喷吹
如上所述，复合喷吹是炼钢工作者发现的最佳的铁水脱硫方法。工艺上的改进和提高对改善生产，特别是在安全和环保方面都是至关重要的。
在任何炼钢工艺中，复合喷吹在满足生产和质量标准方面具有很大的灵活性。镁粉可以和石灰或者碳化钙一起喷吹而不需要更改设备。由于复合喷吹镁粉和石灰在中国流行，有关的参考文章特指复合喷吹为喷吹石灰和镁粉。
将脱硫剂输送到铁水中的设施是一对喷吹罐和带有耐火材料涂层的喷枪。一个喷吹罐用于石灰，另一个喷吹罐用于颗粒镁。原则上两个喷吹罐是一样的，但是，管道布置应有利于把颗粒镁定量加入石灰流量中。
如果脱硫剂料仓距离脱硫站很远的话，可在料仓和脱硫站之间加一个中间站，把脱硫剂从料仓输送到喷吹罐如图3所示。
脱硫剂在喷吹线中的输送是浓相流量输送。气固比一般小于30L/kg（氮气/脱硫剂），取决于特定的条件（管线布置和操作压力）。
和稀相输送相比，浓相输送不但可以实现脱硫剂的输送最大化，而且还能减小对喷吹管线的磨损。
4. 复合喷吹的工艺优势
4.1 脱硫剂费用
事实说明，复合喷吹的脱硫剂的消耗费用要比KR工艺高。如图4所示。
但是，由于镁的脱硫能力比石灰强许多，也就是说当处理同样数量的铁水时，所需的镁量要比石灰少。通过加入少量的脱硫剂，炼钢者可以节省大量的脱硫剂消耗，而且可以减小温降损失、处理时间，降低耐材损耗和铁损。
相关消耗如下：
●Mg 费用……20000 元/t
●复吹法 CaO 费用……1400 元/t
●KR法 CaO 费用……300 元/t
●脱硫剂比……(1CaO/8CaC2/20Mg)
●Mg 消耗……0.6 kg-Mg/THM
●喷吹比 (Mg/CaO)……1∶4
4.2 渣量和铁损
与铁水脱硫相关的一个主要操作费用是铁损。在处理过程中，铁会进入渣中并在扒渣过程中从铁水包中扒掉。
在北美的钢铁行业，复吹法的铁损是1％。通常钢铁行业公认渣中的铁含量是50%。因此，正常操作条件下，对150t铁水脱硫，产生3t的渣。由于北美没有使用KR法的实例，所以没有数据对此进行对比。
脱硫过程中产生的渣量跟加入脱硫剂的量成比例。加入的脱硫剂越多，产生的渣量越多。
KR法跟其它机械搅拌法一样，产生大量的渣。这是因为要达到跟复吹法相同的目标硫，必须加入大量的石灰。从最近来自中国的操作反馈数据表明：300t的铁水罐，采用KR法进行脱硫的铁损高达3%。根据石灰的粒度和操作的熟练程度，KR法的铁损在2％～3％。相比之下，由于镁具有很高效的脱硫能力，所需要的镁量较少，复合喷吹工艺的铁损很低。
铁损是脱硫操作的直接费用。如果假定KR的铁损为2.5％，复吹法的铁损为1％，每吨铁水的价格为1960元，铁损费用的差别很明显，如图5所示。
通过维持铁水的显热和将渣量降到最小，复吹法降低了由于扒渣带来的铁损。跟镁一起喷入铁水的石灰足以形成泡沫渣浮在铁水罐表面，操作人员可以及时、有效地把渣扒掉。
4.3 温降损失
在炼钢过程中，铁水的显热是一项主要的能量来源。铁水的温降则是脱硫过程中的另一个主要操作费用。三个主要热量损失是铁水表面的热辐射、加入冷脱硫剂和插入冷喷枪或者铁水冷搅拌头。主要的温降损失发生在喷吹过程中或者搅拌操作中，而非扒渣过程中。
作为复合喷吹系统的供应商，达涅利康力斯可以保证在喷吹过程中每分钟的温降小于等于1.2 ℃。考虑到喷吹时间为5～10min，加上其它操作比如扒渣导致的温降，喷吹操作的总温降范围是10 ～ 20℃。
KR法温降的设计数据是25～50℃。绝大多数操作情况下，由于加入碳化钙代替石灰，可以把温降控制在30℃内。KR法高温降的原因是：在搅拌过程中铁水的表面较大，加入的脱硫剂较多以及使用庞大的搅拌头导致的。
根据预测，每吨铁水10℃温降会导致转炉降低使用0.88％的废钢。为了满足产量要求，由于废钢的用量降低会增加铁水用量。铁水量的增加会导致每吨钢费用增加2.14元。其它关于温降的费用预测方法验证了这种预测。
可以采用电化学再加热模型来预测由于铁水温降而需要相应能量补偿产生的费用。每获得10 ℃温度补偿产生的费用分别为吨铁1.39元和2.74元。
以下所作的预测基于以上计算和图7：
●喷吹温降……………20℃
●KR 法温降…………30℃
●电力消耗…$0.07US/kWh
●碳化硅消耗……$938US/t
4.4. 工艺控制
在复合喷吹中，可以对喷吹的脱硫剂准确控制，具有快速、可靠和可预见的特征。达涅利康力斯所提供的这套专利系统的主要优点如下：
●根据对脱硫剂流量的密度和速度的控制，可大幅度减少喷枪堵塞现象
●通过HMI，可以在一个相当宽的范围内对脱硫剂进行流量控制
●可以实现对脱硫剂喷吹速率和喷吹比的精确控制
系统的关键设备是可调物料孔板阀，可以根据设定值对脱硫剂的流量进行控制。喷吹罐中输送气体的流速和压力取决于脱硫剂流量的设定值，通过PID控制器实施。
而机械搅拌法，工艺的优化更多地依赖于超出由于加入脱硫剂本身的其它更多因素。旋转速度、搅拌头浸入深度和搅拌头的离心率都对铁水脱硫率有重要的影响。
4.5. 耐材费用和消耗
耐材的消耗跟铁水停留在罐内的时间长短有关。复合喷吹的时间短，相对延长罐衬寿命，能够处理更多的铁水。
关于机械搅拌法，由于铁水罐在搅拌过程中产生涡流，从而导致铁水高度的增加，所需的净空也增加。为了解决这种液面高度的变化，人们或者降低铁水罐中的铁水，降低产量；或者加大铁水罐的尺寸，也就意味着耐材费用和消耗的相对提高。
复合喷吹法的脱硫剂添加在液面下，喷吹率和喷吹速度可以根据客户的需要单独设定，由此可以把脱硫剂在铁水表面的挥发降到最低，铁水罐的净空要求最小。
4.6. 安装和改造
复合喷吹脱硫设备灵活、适应性强，可以适应现有钢厂空间有限的要求。因为脱硫剂是由气体输送到设备，站的设计非常紧凑，可以适应有限的空间需要，料仓可距脱硫站100m远。
机械搅拌法由于工艺自身庞大，因此其灵活性受限。对于铁水罐的容量比较大的厂，为了保证较大的搅拌头垂直运动，就需要在钢厂结构的垂直方向上增加高度。
5. 结论
客户对钢材质量和纯净度的不断提高，迫使炼钢工作者们不断改进工艺过程。为了满足这种需要，减少钢水中的硫含量是重要的手段之一。
随着脱硫工艺的发展，正如钢铁行业中的其它领域一样，有很多方法可以达到所需的目的。当然，也受到很多条件的限制，比如：预算、消耗品的利用率、环境因素和操作费用等，也影响着最终脱硫方法的选择。
最终的目标是购买在投资和操作费用上面能获得最好回报的最先进技术。
脱硫技术使用廉价的脱硫剂，比如石灰，乍看起来能够降低操作费用。但是，经过仔细研究，人们意识到实际铁损、温降和生产过程中的潜在费用远远超过通过购买廉价脱硫剂所获得的效益。
图8和图9是复吹法和KR法就所述三种费用的直接对比。这种对比不包括其它费用参数，比如渣处理和倾向于对复吹法有利的资本费用。图10所示为达涅利康力斯脱硫设备。
尽管相比之下镁的单价比较贵，但它在铁水中的脱硫能力最强。效率的提高允许人们使用较少的脱硫剂来进行铁水处理，节省了成本，又能向工艺链的下一步传递。节省的成本，设备布置和设计的灵活性，使复合喷吹脱硫设备成为铁水脱硫的一个较好的选择。
