專利名稱：一種鐵水包內(nèi)鐵水預(yù)脫硫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵水包內(nèi)鐵水預(yù)脫硫的方法。
背景技術(shù)：
鐵水預(yù)處理工藝興起于20世紀(jì)70年代，開(kāi)發(fā)初期，僅作為避免出現(xiàn)鐵水成分出格的補(bǔ)救措施而用于生產(chǎn)；鐵水預(yù)處理是提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大鋼材品種，降低成本的重要工藝手段，近些年在國(guó)內(nèi)外得到迅速發(fā)展，其中鐵水脫硫是最常見(jiàn)而又最重要的鐵水預(yù)處
理工藝。鐵水脫硫是指鐵水進(jìn)入煉鋼爐前的脫硫處理，它是鐵水預(yù)處理中最先發(fā)展成熟的工藝，要生產(chǎn)出低硫鋼([S] <0. 01%)和超低硫鋼([S] <0. 005%),必須采用鐵水預(yù)脫硫工藝。目前鐵水脫硫按脫硫工藝主要可分為機(jī)械攪拌法脫硫(KR)和頂噴粉法脫硫兩種方法。KR攪拌法是日本新日鐵于1965年用于工業(yè)生產(chǎn)的鐵水爐外脫硫技術(shù)，這種脫硫方法是以一種外襯耐火材料的攪拌器浸入鐵水罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)鐵水，使鐵水產(chǎn)生漩渦，同時(shí)加入脫硫劑使其卷入鐵水內(nèi)部進(jìn)行充分反應(yīng)，從而達(dá)到鐵水脫硫的目的；該方法具有脫硫效率高、脫硫劑耗量少和金屬損耗低等特點(diǎn)；但該方法的最大缺點(diǎn)是鐵水溫降大、投資高、 脫硫前須扒干凈渣。噴吹法是將脫硫劑用載氣經(jīng)噴槍吹入鐵水深部，使粉劑與鐵水充分接觸，在上浮過(guò)程中將硫去除；噴吹法主要有魚(yú)雷罐車頂噴吹法鐵水脫硫和鐵水罐頂噴吹脫硫，該方法具有脫硫效率高、脫硫劑耗量少和鐵水溫降較低等特點(diǎn)；但存在噴濺現(xiàn)象嚴(yán)重、金屬損耗大、噴槍污染金屬液、處理周期長(zhǎng)、溫降大、投資高、二次氧化和吸氮嚴(yán)重等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有鐵水預(yù)脫硫技術(shù)上存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種鐵水包內(nèi)鐵水預(yù)脫硫的方法。本發(fā)明的方法為
1、將電石粉與堿金屬化合物的混合物碎粉至粒徑<0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與堿金屬化合物的混合物的混合比例按重量比為電石粉堿金屬化合物=1: ((Γ4)；所述的堿金屬化合物選用生石灰、石灰石、菱鎂石、生白云石、消石灰、水鎂石和消化白云石中的一種或兩種以上的混合物；
2、對(duì)鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為l、kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹 0. 06 0. INm3Aiin。上述方法中鐵水包底部的噴粉裝置包括噴粉罐、噴粉透氣磚和連接管道，其中噴粉透氣磚的狹縫寬度為0. 15^0. 22mm。上述的鐵水的成分按重量百分比含C3. 5 4. 5%, SiO. 13 0. 6%, MnO. 2 0. 85%,P 彡 0. 08%, SO. 03 0. 05%，余量為 Fe。上述方法中的鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的成分按重量百分比含C3. 5^4. 5%，SiO. 13^0. 6%， MnO. 2 0. 85%, P 彡 0. 08%, SO. 005 0. 04%，余量為 Fe。本發(fā)明方法的原理是采用較小粒徑的電石粉或電石粉與堿金屬化合物的混合物噴吹到鐵水包溶池中進(jìn)行預(yù)脫硫，由于顆粒細(xì)，比表面積大，增大了反應(yīng)界面，脫硫率高；堿金屬化合物還能夠促進(jìn)電石粉的擴(kuò)散，避免了采用上部加入脫硫劑方法的易上浮進(jìn)入渣中，從而降低脫硫率的缺點(diǎn)；采用噴粉透氣磚進(jìn)行噴吹，能夠避免堵塞或金屬液滲透現(xiàn)象， 也便于鐵水包的安全生產(chǎn)和吊運(yùn)，具有良好的安全性和可靠性。本發(fā)明的方法成本低，操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，且運(yùn)行穩(wěn)定，脫硫率高，具有良好的工業(yè)實(shí)用前景。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例中選用的電石粉為普通工業(yè)產(chǎn)品，要求電石粉在溫度20°C和氣壓 101. 3kPa條件下的發(fā)氣量至少為^OL/kg。本發(fā)明實(shí)施例中采用的生石灰、石灰石、菱鎂石、生白云石、消石灰、水鎂石和消化白云石均為普通工業(yè)產(chǎn)品。本發(fā)明實(shí)施例中的透氣磚選用申請(qǐng)?zhí)枮閆L2005201458206的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)的一種用于底噴粉工藝的透氣磚。本發(fā)明實(shí)施例中鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為20、5%。實(shí)施例1
鐵水的成分按重量百分比含C3. 7%, SiO. 13%, MnO. 25%, P0. 06%, SO. 05%，余量為Fe ； 鐵水包底部的噴粉裝置包括噴粉罐、噴粉透氣磚和連接管道，其中噴粉透氣磚的狹縫寬度為0. 15mm ；
將電石粉粉碎至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；
采用15t轉(zhuǎn)爐，對(duì)鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為lkg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. 06Nm3/min ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的成分按重量百分比含C3. 7%，SiO. 13%，MnO. 25%，P0. 06%, SO. 04%，余
量為Fe ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為20wt%。實(shí)施例2
鐵水的成分按重量百分比含C3. 9%, SiO. 25%, MnO. 45%, P0. 06%, S0. 04%，余量為Fe ； 鐵水包底部的噴粉裝置包括噴粉罐、噴粉透氣磚和連接管道，其中噴粉透氣磚的狹縫寬度為0. 18mm ；
將電石粉粉碎至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；
采用30t轉(zhuǎn)爐，對(duì)鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為^g/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. 07Nm3/min ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的成分按重量百分比含C3. 9%，SiO. 25%，MnO. 45%，P0. 06%, S0. 03%，余量為Fe ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為25wt%。實(shí)施例3
鐵水的成分按重量百分比含C4. 2%, SiO. 55%, MnO. 75%, P0. 05%, SO. 04%，余量為Fe ； 鐵水包底部的噴粉裝置包括噴粉罐、噴粉透氣磚和連接管道，其中噴粉透氣磚的狹縫寬度為0. 18mm ；
將電石粉粉碎至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；
采用45t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為3kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. 08Nm3/min ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的成分按重量百分比含C4. 2%，SiO. 55%，MnO. 75%，P0. 05%, SO. 01%，余
量為Fe ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為75wt%。實(shí)施例4
鐵水的成分按重量百分比含C4. 4%, SiO. 6%, MnO. 83%, P0. 05%, SO. 03%，余量為Fe ； 采用的堿金屬化合物為石灰石；
鐵水包底部的噴粉裝置包括噴粉罐、噴粉透氣磚和連接管道，其中噴粉透氣磚的狹縫寬度為0. 22mm ；
將電石粉與石灰石的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與石灰石的混合物的混合比例按重量比為電石粉石灰石=1:0. 1 ；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的成分按重量百分比含C4. 4%，SiO. 6%，MnO. 85%，P0. 05%, SO. 005%，余量為Fe ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為83. 3wt%。實(shí)施例5
鐵水的成分同實(shí)施例1 ； 噴粉透氣磚的狹縫寬度同實(shí)施例1 ； 采用的堿金屬化合物為菱鎂石；
將電石粉與菱鎂石的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與菱鎂石的混合物的混合比例按重量比為電石粉菱鎂石=1:0. 4 ；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為60wt%。實(shí)施例6
鐵水的成分同實(shí)施例2 ； 噴粉透氣磚的狹縫寬度同實(shí)施例1 ；采用的堿金屬化合物為生白云石；
將電石粉與生白云石的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與生白云石的混合物的混合比例按重量比為電石粉生白云石=1:0.8 ；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為50wt%。實(shí)施例7
鐵水的成分同實(shí)施例3 ； 噴粉透氣磚的狹縫寬度同實(shí)施例3 ； 采用的堿金屬化合物為消石灰；
將電石粉與消石灰的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與消石灰的混合物的混合比例按重量比為電石粉消石灰=1:1 ；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為75wt%。實(shí)施例8
鐵水的成分同實(shí)施例4 ； 噴粉透氣磚的狹縫寬度同實(shí)施例4 ； 采用的堿金屬化合物為水鎂石；
將電石粉與水鎂石的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與水鎂石的混合物的混合比例按重量比為電石粉水鎂石=1:2 ；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為80wt%。實(shí)施例9
鐵水的成分同實(shí)施例1 ； 噴粉透氣磚的狹縫寬度同實(shí)施例3 ； 采用的堿金屬化合物為消化白云石；
將電石粉與消化白云石的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與消化白云石的混合物的混合比例按重量比為電石粉消化白云石=1:3 ；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為60wt%。實(shí)施例10 鐵水的成分同實(shí)施例2 ；
6噴粉透氣磚的狹縫寬度同實(shí)施例2 ；
將電石粉與堿金屬化合物的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與堿金屬化合物的混合物的混合比例按重量比為電石粉堿金屬化合物=1: 4 ；所述的堿金屬化合物為石灰石、菱鎂石、生白云石、消石灰、水鎂石和生石灰的等質(zhì)量混合物；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為75wt%。實(shí)施例11 鐵水的成分同實(shí)施例3 ；
噴粉透氣磚的狹縫寬度同實(shí)施例3 ；
將電石粉與堿金屬化合物的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與堿金屬化合物的混合物的混合比例按重量比為電石粉堿金屬化合物=1:2 ；所述的堿金屬化合物為石灰石、生白云石和消石灰的等質(zhì)量混合物；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為75wt%。實(shí)施例12 鐵水的成分同實(shí)施例4 ；
噴粉透氣磚的狹縫寬度同實(shí)施例4 ；
將電石粉與堿金屬化合物的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與堿金屬化合物的混合物的混合比例按重量比為電石粉堿金屬化合物=1:1 ；所述的堿金屬化合物為菱鎂石、水鎂石和消化白云石中的等質(zhì)量混合物；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為80wt%。實(shí)施例13 鐵水的成分同實(shí)施例1 ；
噴粉透氣磚的狹縫寬度同實(shí)施例1 ； 采用的堿金屬化合物為生石灰；
將電石粉與生石灰的混合物碎粉至粒徑< 0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與生石灰的混合物的混合比例按重量比為電石粉生石灰=1:2 ；
采用60t轉(zhuǎn)爐，在鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0. INmVmin ；
鐵水經(jīng)預(yù)脫硫后的脫硫率為60wt%。
權(quán)利要求
1.一種鐵水包內(nèi)鐵水預(yù)脫硫的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行(1)將電石粉與堿金屬化合物的混合物碎粉至粒徑<0. 04mm制成脫硫劑；其中電石粉與堿金屬化合物的混合物的混合比例按重量比為電石粉堿金屬化合物=1: ((Γ4)；所述的堿金屬化合物選用生石灰、石灰石、菱鎂石、生白云石、消石灰、水鎂石和消化白云石中的一種或兩種以上的混合物；(2)對(duì)鐵水包內(nèi)的鐵水進(jìn)行冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為l、kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹 0. 06 0. INm3Aiin。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵水包內(nèi)鐵水預(yù)脫硫的方法，其特征在于鐵水包底部的噴粉裝置的噴粉透氣磚的狹縫寬度為0. 15^0. 22mm。
全文摘要
一種鐵水包內(nèi)鐵水預(yù)脫硫的方法，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，按以下步驟進(jìn)行將電石粉與堿金屬材料的混合物碎粉制成脫硫劑；鐵水冶煉時(shí)，以氮?dú)鉃檩d氣，通過(guò)鐵水包底部的噴粉裝置將脫硫劑噴吹到鐵水包內(nèi)的溶池中，脫硫劑的噴吹量為1~4kg/t鐵水，氮?dú)獾膰姶祻?qiáng)度按每噸鐵水噴吹0.06～0.1Nm3/min。本發(fā)明的方法成本低，操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，且運(yùn)行穩(wěn)定，脫硫率高，具有良好的工業(yè)實(shí)用前景。
文檔編號(hào)C21C1/02GK102268505SQ201110222088
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者吳樹(shù)全, 周建安, 孫中強(qiáng), 張小舟, 芮樹(shù)森 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)東北大學(xué)冶金技術(shù)研究所有限公司