專利名稱：：一種噴吹法脫硫劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種噴吹法脫硫劑及其制備方法屬于煉鋼脫硫
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：鐵水爐外噴吹脫硫從20世紀(jì)70年代末開始研究發(fā)展至今經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。第l階段為l號混鐵爐旁的簡易試驗(yàn)脫硫裝置，第2階段為3號高爐旁的脫硫站，第3階段為1992年6月建成的現(xiàn)脫硫系統(tǒng)。脫硫噴槍槍型經(jīng)歷了單孔直筒型噴槍、2孔倒Y型噴槍、3孔倒Y型噴槍3個(gè)階段。目前大多采用噴吹法脫硫。噴吹法，是利用惰性氣體(N2或Ar)作載體將脫硫粉劑由噴槍噴入鐵水中，載氣同時(shí)起到攪拌鐵水的作用，使噴吹氣體、脫硫劑和鐵水三者之間充分混合進(jìn)行脫硫。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)用低，操作靈活，噴吹時(shí)間短，鐵水溫降小。噴吹法使用的脫硫劑類型經(jīng)歷了活性石灰、純堿、電石單一種類脫硫劑和以電石或活性石灰為主，配Mg、AD(AD是Al203簡稱，只是AD中Al203含量較少，一般為1520%)、CaF2、CaC03、石墨等制成的復(fù)合脫硫劑兩個(gè)階段。比如AD型復(fù)合脫硫劑電石25%、石灰51%、AD粉15。/。、石墨4%、螢石5%。目前，隨著鋼產(chǎn)量的不斷攀升，脫硫劑的用量不斷增加，以及原材料大幅漲價(jià)，如何降低脫硫成本，提高效率，減少溫降、控制噴濺、減少脫硫單耗等成了必須解決的問題，因此研發(fā)一種低成本高效脫硫劑迫在眉睫。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本噴吹法脫硫劑。該脫硫劑能有效降低脫硫扒渣鐵損。本發(fā)明技術(shù)方案本發(fā)明噴吹法脫硫劑的成分為活性石灰(55-65%)、電石(25-30%)、石墨(3-8%)、螢石(6-10%)。優(yōu)選的方案是活性石灰60%、電石26%、石墨5%、螢石9%?；钚允遗c普通石灰相比，活性石灰晶粒細(xì)小、氣孔率大、體積密度小、比表面積大，反應(yīng)能力強(qiáng)，結(jié)合螢石能在活性石灰的晶粒界處生成液相，改善硫的傳輸過程，脫硫速度增加23倍，并在脫硫劑使用中能大大降低噴濺。該脫硫劑中電石具有脫硫能力強(qiáng)，脫硫速度快等優(yōu)點(diǎn)。電石分解出的Ca離子與鐵水中的硫有極強(qiáng)的親和力，因此電石有很強(qiáng)的脫硫能力，在一定的鐵水條件下，用電石脫硫，脫硫反應(yīng)的平衡常數(shù)可達(dá)6.9X10反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，鐵水中硫含量可達(dá)4.9X10—7。用電石脫硫，其脫硫反應(yīng)是放熱反應(yīng)，有利于減少鐵水的溫降。脫硫產(chǎn)物CaS，其熔點(diǎn)2450。C，因此脫硫后，在鐵水面上形成疏松的固體渣，有利于防止回硫，且對混鐵車內(nèi)襯浸蝕較輕，扒渣作業(yè)方便。石墨可增加鐵水中碳的含量，且由于層間的分子間作用力弱，因此石墨晶體的層與層之間容易滑動(dòng)，可提高脫硫劑的流動(dòng)性，使其在使用時(shí)能配合載流氣體比較容易噴入鐵水中。添加一定量的螢石，提高精煉鋼水頂渣的堿度，降低熔渣的熔點(diǎn)，改善熔渣的流動(dòng)性，消除鋼包內(nèi)襯結(jié)渣掛渣、頂渣結(jié)殼的現(xiàn)象。脫硫劑的反應(yīng)原理1、CaC2的反應(yīng)CaC2+S—CaS+2C放熱反應(yīng)CaC2+FeS—CaS+Fe+2C2、CaO的反應(yīng)CaO+S+C—CaS+CO4CaO+2S+Si—2CaS+2CaO+Si02因?yàn)樯鲜龇磻?yīng)均屬固相一液相反應(yīng)，所以使鐵水和脫硫劑的接觸界面增大，有利于提高脫硫效率。本發(fā)明采用活性石灰代替普通石灰，并提高了活性石灰的配比，增加了電石、螢石的配入量。取消AD粉的使用(AD粉價(jià)格貴且在脫硫劑中的用途不明顯)。本發(fā)明脫硫劑(以下簡稱TS)的主要理化指標(biāo)見表l。本發(fā)明低成本脫硫劑在試用過程中，取得較好冶金效果，在脫硫前S相當(dāng)?shù)那闆r下，脫硫劑單耗8.45kg/t.Fe，以脫后硫計(jì)算的脫硫效率為85.5%。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明脫硫劑(TS)的制備方法見附圖l。a、電石、活性石灰、螢石分別經(jīng)過初破至粒徑510cm，再經(jīng)過細(xì)破至粒徑23cm，由除鐵器去除鐵雜質(zhì)置于各儲料倉備用；除鐵的目的是保護(hù)設(shè)備，因?yàn)殍F的硬度大。b、將除去鐵雜質(zhì)的電石、活性石灰、螢石與石墨送入球磨機(jī)進(jìn)行球磨混合至粒度《100目的》90%，送至成品倉后裝袋。脫硫劑水份小于O.1%。本發(fā)明的有益效果1、在脫硫前硫含量相當(dāng)?shù)那闆r下，采用本發(fā)明脫硫劑的試驗(yàn)罐脫硫時(shí)間較使用鎂基脫硫劑的對比罐降低l.0min/罐，和使用AD型脫硫劑的對比罐相當(dāng)；單耗較使用鎂基脫硫劑和AD型脫硫劑的對比罐分別降低O.63kg/tFe和0.80kg/tFe。2、采用本發(fā)明脫硫劑的試驗(yàn)罐的脫硫效率優(yōu)于對比罐次，以脫后硫含量計(jì)算的脫硫效率為85.5%，較使用鎂基脫硫劑和AD型脫硫劑的對比罐分別提高l.6個(gè)百分點(diǎn)和3.2個(gè)百分點(diǎn);以半鋼硫含量計(jì)算的脫硫效率為83.1%，較使用鎂基脫硫劑和AD型脫硫劑的對比罐分別提高2.2個(gè)百分點(diǎn)和1.4個(gè)百分點(diǎn)。3、采用本發(fā)明脫硫劑的脫硫過程溫降和釩損失與使用鎂基脫硫劑或AD型脫硫劑相比沒有明顯變化。4、采用本發(fā)明脫硫劑的試驗(yàn)罐脫硫扒渣鐵損平均5.20%，較使用鎂基脫硫劑和AD型脫硫劑的對比罐次別降低O.ll個(gè)百分點(diǎn)和O.25個(gè)百分點(diǎn)。采用本發(fā)明脫硫劑的渣中MFe含量平均33.27X，較鎂基、AD脫硫罐次分別低7.Ol和13.87個(gè)百分點(diǎn)，說明低成本脫硫劑有利于降低脫硫扒渣鐵損。圖l為本發(fā)明脫硫劑的制備工藝。具體實(shí)施例方式實(shí)施例l本發(fā)明脫硫劑TS-1的制備原料電石26%，石灰60%，螢石9%，石墨5%。具體制備過程如下將活性石灰、電石、螢石分別經(jīng)過初破至510cm粒度，后由皮帶運(yùn)輸機(jī)送至細(xì)破至23cm粒度，然后由皮帶運(yùn)輸機(jī)送至l號提升機(jī)，在送至l號提升機(jī)的過程中，由除鐵器去除原料的鐵雜質(zhì)，l號提升機(jī)再將各種原材料送到各自的半成品倉(此過程由操作人員控制)，各種原料與石墨按一定比例由園盤給料機(jī)加入球磨機(jī)內(nèi)，球磨機(jī)(球磨機(jī)里主要是鋼球和鋼鍛)進(jìn)行粉磨，粉磨后的脫硫劑的粒度《100目的》90%(即脫硫劑的粒度全部小于lmm以下，其中小于O.154mm的大于90。/。)，水份小于O.1%。脫硫劑粉磨后由兩個(gè)螺旋運(yùn)輸機(jī)送至成品倉，其理化指標(biāo)見表2。實(shí)施例2本發(fā)明脫硫劑TS-2的制備原料電石25%，石灰61%，螢石9%，石墨5%。具體制備方法同實(shí)施例l，其理化指標(biāo)見表2。實(shí)施例3本發(fā)明脫硫劑TS-3的制備原料電石28%，石灰58%，螢石9%，石墨5%。具體制備方法同實(shí)施例l，其理化指標(biāo)見表2。實(shí)施例4本發(fā)明脫硫劑TS-4的制備原料電石30%，石灰56%，螢石9%，石墨5%。具體制備方法同實(shí)施例l，其理化指標(biāo)見表2。試驗(yàn)例l采用本發(fā)明脫硫劑進(jìn)行脫硫以下試驗(yàn)例采用實(shí)施例l制備的脫硫劑，作為對比的鎂基、AD脫硫劑為市售產(chǎn)品，其理化指標(biāo)見表2。脫硫前次鐵水成分見表3，各罐次鐵水條件基本相當(dāng)，S平均含量0.057X。表2化學(xué)指標(biāo)物ij討旨標(biāo)S%F發(fā)氣量粒度(<100目)TS-179.86-82.320.117-0.1390.008-0.01548.8-57.4>90%TS-2800.120.0150〉90%TS-3750.120.0160〉90%TS-4700.140.0165>90%鎂基〉65<0.1<0.1〉10—12〉90%〉50<0.16/〉50〉90%表3項(xiàng)目重量ASi/%TS-199躍平均144.24.520.l犯0.1940.0690.0570.294波動(dòng)139.5-145.94.0_5.10.079-0.460.14-0.270.055-0.0850.033-0.0900.242-0.342鎂基平均143.64.510.1940.2000.0680.0570.2%罐波動(dòng)130.6-147.53.9_4.970.09-0.410.13-0.260.059-0.0790.036-0.100.238-0.338AD平均143.54.580.1670.1940.0660.05740.300126罐波動(dòng)133-150.64.00.08-0.320.13-0.300.057-0.0790.035-0.1040.24-0.346試驗(yàn)方法試驗(yàn)在l、2號脫硫裝置上進(jìn)行，高爐鐵水組罐后進(jìn)行鐵水高效脫硫，共取得有效數(shù)據(jù)99罐，以同期鎂基脫硫劑(135罐)和AD脫硫劑(145罐)生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為對比數(shù)據(jù)。在鐵水[S]0.06%，脫后目標(biāo)[S]0.015X的情況下，脫硫劑單耗按6.5-7.5kg/t鐵控制。當(dāng)鐵水[S]增加O.Ol個(gè)百分點(diǎn)或脫后目標(biāo)[S]降低O.Ol個(gè)百分點(diǎn)，脫硫劑單耗增加O.5lkg/t鐵，其他參數(shù)參照現(xiàn)行鎂基脫硫劑控制。試驗(yàn)過程中，可根據(jù)試驗(yàn)情況對噴吹參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。試驗(yàn)結(jié)果及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4中，脫后[S]為提釩入爐鐵水[S]，半鋼[S]為提釩終點(diǎn)樣[S];脫硫效率1=(脫硫前[S]-脫后[S])/脫前[S]X100%;脫硫效率2=(脫硫前[S]-半鋼[S])/脫前[S]X100%。(1)噴吹時(shí)間由表4可知，試驗(yàn)罐次噴吹速度控制達(dá)到試驗(yàn)計(jì)劃要求，在脫硫前S基本相當(dāng)?shù)那闆r下，試驗(yàn)罐次(TS-1)平均噴吹時(shí)間為20.7min/罐，與鎂基脫硫罐次相比降低lmin/罐，與AD脫硫罐次相當(dāng)；有利于提高脫硫工序的處理能力。(2)脫硫劑單耗由表4可知，在脫硫前S基本相當(dāng)?shù)那闆r下，試驗(yàn)罐次(TS-1)平均單耗為8.45kg/t.Fe，與鎂基脫硫罐次相比降低O.63kg/t.Fe，與AD脫硫罐次相比降低O.80kg/t.Fe。(3)脫硫效率由表4可知，試驗(yàn)罐次(TS-1)脫硫效率優(yōu)于對比罐次，以脫后硫計(jì)算的脫硫效率為85.5%，較鎂基、AD脫硫罐次分別提高1.6個(gè)和3.2個(gè)百分點(diǎn)；以半鋼S計(jì)算的脫硫效率為83.1%，較鎂基、AD脫硫罐次分別提高2.2和1.4個(gè)百分點(diǎn)。(4)脫后[S]、半鋼[S]由表4可知，試驗(yàn)罐次(TS-1)的脫后硫平均0.0066%，較鎂基、AD脫硫罐次分別低0.002和0.003個(gè)百分點(diǎn)；半鋼硫平均O.0092%，較鎂基、AD脫硫罐次分別低O.0014和0.0008個(gè)百分點(diǎn)。(5)脫后[S]、半鋼[S]分布試驗(yàn)(TS脫硫劑)及對比罐脫后[S]分布見表5，半鋼[S]分布見表6。表5脫后[s]分布<0.0050.005-0.0100.011-0.0150.016-0.020>0.020TS-144.M37.2%11.6%4.7%2.3%35.8%35.8%5.7%13.2%9.5%鎂基32.7%9.6%5.8%9.6%表6半鋼[S]分布《0.0050.005-0.0100.011-0.010.016-0.020>0.020TS-115.2%56.2%21.2%4.0%3.0%AD12.7%57.1%16.7%9.5%4.0%鎂基10.9%50.4%23.10.2%5.1%由表5和表6可知，試驗(yàn)罐(TS-1)脫后硫《0.02X比例為97.7%，較鎂基、AD脫硫罐分別提高7.3和7.2個(gè)百分點(diǎn)，《0.010%比例為81.4%，較鎂基、AD脫硫罐分別提高6.4和9.8個(gè)百分點(diǎn)；試驗(yàn)罐(TS-1)半鋼S《0.02X比例為97X，較鎂基、AD脫硫罐分別提高2.l個(gè)百分點(diǎn)和0.9個(gè)百分點(diǎn)；《0.010%比例為71.8%，較鎂基和AD脫硫罐分別提高IO.5個(gè)百分點(diǎn)和2個(gè)百分點(diǎn)。(6)脫硫鐵損鐵損調(diào)査數(shù)據(jù)為脫硫提釩工序總鐵損，脫硫前鐵水重量以2#鐵水磅房稱量數(shù)據(jù)，脫硫提釩后半鋼重量數(shù)據(jù)為脫硫原料跨吊車稱量數(shù)據(jù)。試驗(yàn)及對比罐脫硫鐵損對比見表7。表7項(xiàng)目TS-1鎂基AD脫硫扒渣鐵損/%5.205.315.犯8由表7可知，試驗(yàn)罐脫硫扒渣鐵損平均5.20%，較鎂基、AD脫硫罐次分別降低O.ll個(gè)百分點(diǎn)和O.25個(gè)百分點(diǎn)。證明了低成本脫硫劑消耗較低，在降低扒渣過程鐵損上具有明顯的效果。(7)脫硫溫降脫硫過程溫度變化對比見表8。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表9可知，試驗(yàn)罐次渣中MFe含量平均33.27X，較鎂基、AD脫硫罐次分別低7.Ol和13.87個(gè)百分點(diǎn)，說明低成本脫硫劑有利于降低脫硫扒渣鐵損；另外，低成本脫硫劑中(V205)含量平均0.97%，與對比罐次相當(dāng)。成本分析以本次擴(kuò)試數(shù)據(jù)樣本99爐測算。本發(fā)明脫硫劑單價(jià)1780元/t，鎂基脫硫劑2300元/t，AD脫硫劑1410元/t，生鐵單價(jià)1800元/t。本發(fā)明脫硫劑、鎂基、AD脫硫劑成本對比見表IO表10<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>成本分析結(jié)果令噸鐵脫硫劑成本本發(fā)明脫硫劑噸鐵脫硫劑成本15.0元/噸鐵，較鎂基脫硫劑低5.9元/噸鐵，但較AD脫硫罐次高2.0元/噸鐵；令鐵損成本本發(fā)明脫硫劑鐵損成本93.6元/噸鐵，分別較鎂基、AD脫硫劑低1.98元/噸鐵和4.5元/噸鐵；令綜合成本本發(fā)明脫硫劑綜合成本108.64元/噸鐵，分別較鎂基、AD脫硫劑低7.8元/噸鐵和2.5元/噸鐵。結(jié)論(1)本發(fā)明高效脫硫劑擴(kuò)大試驗(yàn)取得較好冶金效果。①在脫硫前S相當(dāng)?shù)那闆r下，試驗(yàn)罐次(TS-1)脫硫時(shí)間較鎂基脫硫罐次低lmin/罐，與AD脫硫罐次相當(dāng)；②脫后硫計(jì)算的脫硫效率1為85.5%，較鎂基、AD脫硫罐次分別提高1.6個(gè)和3.2個(gè)百分點(diǎn)；以半鋼S計(jì)算的脫硫效率2為83.1%，較鎂基、AD脫硫罐次分別提高2.2和1.4個(gè)百分點(diǎn)。③試驗(yàn)罐次的脫后硫平均O.0066%，較鎂基、AD脫硫罐次分別低O.002和0.003個(gè)百分點(diǎn)；半鋼硫平均O.0092%，較鎂基、AD脫硫罐次分別低O.0014和0.0008個(gè)百分點(diǎn)。④試驗(yàn)罐次脫后硫《0.02%比例為97.7%，較鎂基、AD脫硫罐次分別提高7.3和7.2個(gè)百分點(diǎn)，《0.010%比例為81.4%，較鎂基、AD脫硫罐次分別提高6.4和9.8個(gè)百分點(diǎn)；試驗(yàn)罐次半鋼S《0.02X比例為97X，較鎂基、AD脫硫罐次分別提高2.l和0.9個(gè)百分點(diǎn)；《0.010%比例為71.7%，較鎂基和AD脫硫罐次分別提高IO.5和2個(gè)百分點(diǎn)。(2)試驗(yàn)罐次(TS-1)脫硫扒渣鐵損平均5.20%，較鎂基、AD脫硫罐次分別降低O.11個(gè)百分點(diǎn)和O.25個(gè)百分點(diǎn)。(3)本發(fā)明脫硫劑噸鐵脫硫劑成本15.0元/噸鐵，較鎂基脫硫劑低5.9元/噸鐵，但較AD脫硫罐次高2.0元/噸鐵；加上鐵損成本，本發(fā)明脫硫劑綜合成本108.64元/噸鐵，分別較鎂基、AD脫硫劑低7.8元/噸鐵和2.5元/噸鐵。權(quán)利要求權(quán)利要求1一種噴吹法脫硫劑，其特征在于它是由下列重量配比的組分組成活性石灰55-65％、電石25-30％、石墨3-8％、螢石6-10％。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴吹法脫硫劑，其特征在于它是由下列重量配比的組分組成活性石灰60%、電石26%、石墨5%、螢石9%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴吹法脫硫劑，其特征在于其理化指標(biāo)如下Ca0%2;70%，S%《0.18%，P%《0.15%，水份小于O.1%，發(fā)氣量S50。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴吹法脫硫劑，其特征在于在鐵水[S]0.06%，脫后目標(biāo)[S]0.015X的情況下，脫硫劑單耗按6.5-7.5kg/t鐵控制。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴吹法脫硫劑，其特征在于當(dāng)鐵水[S]增加O.Ol個(gè)百分點(diǎn)或脫后目標(biāo)[S]降低O.Ol個(gè)百分點(diǎn)，脫硫劑單耗增加O.5lkg/t鐵。6.權(quán)利要求l所述的噴吹法脫硫劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟a、電石、活性石灰、螢石分別經(jīng)過初破至粒徑510cm，再經(jīng)過細(xì)破至粒徑23cm，由除鐵器去除鐵雜質(zhì)置于各儲料倉備用；b、將除去鐵雜質(zhì)的電石、活性石灰、螢石與石墨送入球磨機(jī)進(jìn)行球磨混合至過100目的》90%。全文摘要本發(fā)明涉及一種噴吹法脫硫劑及其制備方法，屬于煉鋼脫硫
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明低成本高效脫硫劑的成分為活性石灰(55-65％)、電石(25-30％)、石墨(3-8％)、螢石(6-10％)。其理化指標(biāo)CaO％≥70％，S％≤0.18％，P％≤0.15％，水份小于0.1％，發(fā)氣量≥50。采用本發(fā)明脫硫劑單耗低，脫硫效率優(yōu)，平均鐵損低，是一種低成本高效噴吹法脫硫劑。文檔編號C21C1/02GK101532074SQ20091030155公開日2009年9月16日申請日期2009年4月14日優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日發(fā)明者勇邱申請人:中冶實(shí)久建設(shè)有限公司