一、定义
高[S]铁水是指炼铁高炉在非正常情况下生产的超标铁水，铁水[S]含量大于0.070%。
二.硫对钢性能的影响
硫在钢中以[FeS]的形式存在，钢中含锰高时也有[MnS]存在。
1、使钢的热加工性能变坏。
硫在液态铁中，硫能无限溶解，而在固态铁中溶解的很少（溶解度仅为0.015-0.020%）钢液在凝故时，随着钢液的温度下降，硫在尚未凝固的钢液逐渐浓聚。这种被隔离于枝晶间的钢液最后冷却时就会析出FeS,FeS溶点仅1190℃。当钢在热加工加热过程中，只要超过1100℃时,富集于晶界处的低熔点硫化物夹杂会使晶粒边界处呈脆性或熔融状态，钢坯在轧制或锻造过程中出现裂纹甚至开裂，这种现象称为“热脆”。严重影响钢的热加工性能。
如果当钢液含氧量高时，在钢液凝故过程中，以FeO形式析出的氧会与FeS形成溶点更低的FeS-FeO共晶体（940℃）在加工时也容易引起“热脆”现象，从而加剧了硫的有害作用。
2、对钢的机械性能产生不良影响。
钢中含硫量高时，塑性硫化物（MnS、FeS、MgS等）的夹杂物增加，热加工时，这种夹杂物沿受力方向延伸，因而使钢材的横向机械性能降低，即横向延伸率和断面收缩率下降。
3、钢的焊接性能变坏。
含硫高的钢材，焊接时往往会出现高温龟裂。影响程度随钢中的碳、磷的存在而加大。同时焊接过程中硫易于氧化，生成SO2气体而逸出，导致在焊缝金属中产生很多气孔和疏松，降低了焊接部位的机械强度。
4、当钢中含硫量超过0.06%时，钢的耐腐蚀性能显著恶化。
5、在纯铁和硅钢中随着含硫量含量的提高，磁滞损失增加。
总之，硫对钢材的性能有很多不良影响，在一定条件下，这种不良影响也能得到抑制，锰能抑制硫的有害作用，因为锰能与硫形成较稳定的MnS，溶点（1620℃）远高于热加工温度，因而可以消除“热脆”现象。
三.脱硫的过程及基本反应
1、脱硫的基本反应
硫在钢液中主要以[FeS]形式存在，在炉渣中可以以（FeS）形式存在。渣中硫化铁还可以转化为硫化钙和硫化锰。硫在渣中存在的三种状态以（CaS）最稳定，所以将[FeS]转变为既能在渣中稳定存在，又不溶于钢中的（CaS）就能达到炉渣去硫的目的。所以炉渣去硫是按以下反应进行的：
脱硫的方程式可写成[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)吸热
CaS不溶于钢液，随着脱硫反应的进行，渣中（FeS）不断与（CaO）反应生成（CaS），这样渣中的(FeS)浓度就会不断降低。钢液中的[FeS]不断向渣中转移，使得钢液中的硫含量不断降低。从而达到脱硫的目的。
2、影响脱硫的因素
影响脱硫反映的因素有：炉渣的成分、温度、渣量、脱氧元素及钢渣界面等
3、炉渣成分的影响
脱硫反应是通过炉渣进行的，炉渣的化学成分对反应有着重要的影响。对脱硫反应起决定性作用的是炉渣的碱度及渣中(FeO)含量。
碱度根据脱硫方程式可知，提高(CaO)的浓度，即增加炉渣的碱度和渣中自由氧化钙的浓度，可以使脱硫反应向右进行，有利于去硫。，但并不是碱度越高越好。在炼钢温度范围内，碱度过高时，炉渣的流动性将会显著下降，增加了反应物[FeS]通过钢渣界面的阻力，降低脱硫产物（CaS）离开反应区的扩散速度。
渣中（FeO）含量：渣中（FeO）对脱硫反应的影响是以其在渣中的浓度高低而变化的。渣中（FeO）含量高时，能加快石灰成渣，从脱硫的动力学角度看，是创造了去硫的有利条件。从脱硫的反应方程式可知，降低渣中（FeO）的含量有利脱硫反应的进行。在碱性还原气氛中，渣中(FeO)的含量随着脱氧不断进行，在逐渐降低的，当渣中(FeO)含量降到0.5%以下时，脱硫能力显著提高。因此在还原气氛下，只要炉渣保持合适的碱度，脱硫效果极为显著，因此在还原气氛下冶炼，钢液脱氧越完全，对脱硫反应越有利。
MgO在渣中的含量：MgO也是一种碱性氧化物，它具有和氧化钙相当的脱硫能力，。但渣中MgO含量高时，使炉渣的流动性变坏，影响硫的扩散能力，不利于去硫反应。当MgO含量很高时，不仅脱硫能力显著下降，还会给脱氧操作带来困难，因此操作中应尽量避免渣中MgO的增高。
4、温度的影响
脱硫反应是吸热反应，所以在高温下有利于脱硫。温度低限制了硫的扩散速度，提高温度有利于改善钢液和炉渣的流动性，可以促使[FeS]向钢渣界面转移，提高了硫的扩散能力。从而加速了脱硫过程。
5、渣量的影响：
随着脱硫反应的进行，渣中（CaS）浓度逐渐增高，脱硫反应阻力加大，适当加大渣量，可以稀释渣中（CaS）及(FeS)的浓度，促使钢中的[FeS]向钢渣界面转移，有利于脱硫反应的进行。
6、脱氧元素的影响：
脱氧元素不论在钢液中还是在渣中，都能促进脱硫反应的进行。因为碳、硅、锰等元素能降低硫在钢中的溶解度，增加硫的活度系数，所以有利于去硫反应。脱氧元素与氧的亲和力越强，对脱硫的有利影响越大。
脱氧元素对脱硫有力的影响可归纳为三个方面
（1） 脱氧元素可以降低脱硫反应生成物(FeO)的浓度，能使反应向着
降硫的方向进行；
（2） 碳、硅、锰、铝等脱氧元素可以提高[FeS]向钢、渣界面转移的
速度，有利于脱硫反应。其中铝、锰、硅的影响较大；
（3） 锰、铝可以与硫形成不溶于钢液的硫化物，并转入渣中，使钢
液中的硫降低；
7、钢渣界面的影响：
去硫反应是在钢渣界面上进行的，加强钢渣搅拌，扩大反应界面，有利于去硫反应的进行。在电炉炼钢中，采用钢渣混冲，出钢过程中，钢液和炉渣强烈混合搅动，扩大了钢渣反应界面。一般脱硫效率在40-50%，最高可达到60-70%。合成渣洗和LF炉底吹氩都扩大了钢渣之间的反应界面，提高了脱硫效率。
所以要完成钢液的脱硫任务，要掌握好几个环节：
钢液脱氧必须良好，也就是说炉渣中(FeO)的含量要尽量低； 炉渣必须具有高的(CaO)含量，即炉渣碱度要高，尤其是炉渣中的自由(CaO)含量要高；
炉渣的流动性要好，并且要有足够的渣量； 要保证一定高的温度下进行脱硫操作； 要加强搅拌以加速脱硫反应的进行；
四、处理方案
处理高[S]铁水的方法要从S元素在冶炼过程中的反应规律入手，一般[S]小于0.080%采用单渣法,大于0.080%采用双渣操作：
1、温度控制 应减少废钢和冷却剂用量或不加,确保吹炼过程有较高的温度
2、造渣 石灰加入量按R=3.5-4.5配加；
3、枪位可用低-高-低枪位，即：低喷枪点火，同时加入石灰，为总量的1/2,尽快形成高碱度炉渣,待初渣形成后（2—3min）时，提高枪位 ,防止过程返干,确保炉渣有一定流动性；
4、当前期炉渣化好后加入低二批渣料,采用多批次加入,每一批量不小于400Kg在不喷溅的情况下用高枪位操作,提高炉渣的泡沫化,扩大反应界面；
5、采用双渣法时,不要在吹炼前期倒渣,因为前期碱度低,熔池温度也没上来,铁水中的[S]几乎没开始氧化,反而影响中期去S效果;应该离终点4分钟倒渣,要多倒渣,并取样分析；
6、当钢样[S]大于0.070%时,应向炉内加入一定量的Mn-Fe或Si-Mn合金吹炼,再加入一定量的石灰,拉后吹操作； 7、等成分出钢,确保终点S符合工艺要求。
总之,转炉冶炼高[S]铁水, 恶化了转炉冶炼条件,延长了冶炼时间,加剧炉渣对炉衬的侵蚀,增加了各种原辅材料消耗及耐材消耗,增加了炼钢成本,使后吹钢大幅增加,高温钢大量出现, 钢水夹杂物增多,伴随连铸拉漏事故增加,也影响钢坯质量,使生产组织难以进行,极大地影响了炼钢生产。
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