专利名称：一种铁水包内铁水预脱硫的方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种铁水包内铁水预脱硫的方法。
背景技术：
铁水预处理工艺兴起于20世纪70年代，开发初期，仅作为避免出现铁水成分出格的补救措施而用于生产；铁水预处理是提高钢铁产品质量，扩大钢材品种，降低成本的重要工艺手段，近些年在国内外得到迅速发展，其中铁水脱硫是最常见而又最重要的铁水预处
理工艺。铁水脱硫是指铁水进入炼钢炉前的脱硫处理，它是铁水预处理中最先发展成熟的工艺，要生产出低硫钢([S] <0. 01%)和超低硫钢([S] <0. 005%),必须采用铁水预脱硫工艺。目前铁水脱硫按脱硫工艺主要可分为机械搅拌法脱硫(KR)和顶喷粉法脱硫两种方法。KR搅拌法是日本新日铁于1965年用于工业生产的铁水炉外脱硫技术，这种脱硫方法是以一种外衬耐火材料的搅拌器浸入铁水罐内旋转搅动铁水，使铁水产生漩涡，同时加入脱硫剂使其卷入铁水内部进行充分反应，从而达到铁水脱硫的目的；该方法具有脱硫效率高、脱硫剂耗量少和金属损耗低等特点；但该方法的最大缺点是铁水温降大、投资高、 脱硫前须扒干净渣。喷吹法是将脱硫剂用载气经喷枪吹入铁水深部，使粉剂与铁水充分接触，在上浮过程中将硫去除；喷吹法主要有鱼雷罐车顶喷吹法铁水脱硫和铁水罐顶喷吹脱硫，该方法具有脱硫效率高、脱硫剂耗量少和铁水温降较低等特点；但存在喷溅现象严重、金属损耗大、喷枪污染金属液、处理周期长、温降大、投资高、二次氧化和吸氮严重等缺点。
发明内容
针对现有铁水预脱硫技术上存在的问题，本发明提供一种铁水包内铁水预脱硫的方法。本发明的方法为
1、将电石粉与碱金属化合物的混合物碎粉至粒径<0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与碱金属化合物的混合物的混合比例按重量比为电石粉碱金属化合物=1: ((Γ4)；所述的碱金属化合物选用生石灰、石灰石、菱镁石、生白云石、消石灰、水镁石和消化白云石中的一种或两种以上的混合物；
2、对铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为l、kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹 0. 06 0. INm3Aiin。上述方法中铁水包底部的喷粉装置包括喷粉罐、喷粉透气砖和连接管道，其中喷粉透气砖的狭缝宽度为0. 15^0. 22mm。上述的铁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%，余量为 Fe。上述方法中的铁水经预脱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%，余量为 Fe。本发明方法的原理是采用较小粒径的电石粉或电石粉与碱金属化合物的混合物喷吹到铁水包溶池中进行预脱硫，由于颗粒细，比表面积大，增大了反应界面，脱硫率高；碱金属化合物还能够促进电石粉的扩散，避免了采用上部加入脱硫剂方法的易上浮进入渣中，从而降低脱硫率的缺点；采用喷粉透气砖进行喷吹，能够避免堵塞或金属液渗透现象， 也便于铁水包的安全生产和吊运，具有良好的安全性和可靠性。本发明的方法成本低，操作简单，容易实现，且运行稳定，脱硫率高，具有良好的工业实用前景。
具体实施例方式本发明实施例中选用的电石粉为普通工业产品，要求电石粉在温度20°C和气压 101. 3kPa条件下的发气量至少为^OL/kg。本发明实施例中采用的生石灰、石灰石、菱镁石、生白云石、消石灰、水镁石和消化白云石均为普通工业产品。本发明实施例中的透气砖选用申请号为ZL2005201458206的中国专利申请公开的一种用于底喷粉工艺的透气砖。本发明实施例中铁水经预脱硫后的脱硫率为20、5%。实施例1
铁水的成分按重量百分比含C3. 7%, SiO. 13%, MnO. 25%, P0. 06%, SO. 05%，余量为Fe ； 铁水包底部的喷粉装置包括喷粉罐、喷粉透气砖和连接管道，其中喷粉透气砖的狭缝宽度为0. 15mm ；
将电石粉粉碎至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；
采用15t转炉，对铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为lkg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. 06Nm3/min ；
铁水经预脱硫后的成分按重量百分比含C3. 7%，SiO. 13%，MnO. 25%，P0. 06%, SO. 04%，余
量为Fe ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为20wt%。实施例2
铁水的成分按重量百分比含C3. 9%, SiO. 25%, MnO. 45%, P0. 06%, S0. 04%，余量为Fe ； 铁水包底部的喷粉装置包括喷粉罐、喷粉透气砖和连接管道，其中喷粉透气砖的狭缝宽度为0. 18mm ；
将电石粉粉碎至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；
采用30t转炉，对铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为^g/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. 07Nm3/min ；
铁水经预脱硫后的成分按重量百分比含C3. 9%，SiO. 25%，MnO. 45%，P0. 06%, S0. 03%，余量为Fe ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为25wt%。实施例3
铁水的成分按重量百分比含C4. 2%, SiO. 55%, MnO. 75%, P0. 05%, SO. 04%，余量为Fe ； 铁水包底部的喷粉装置包括喷粉罐、喷粉透气砖和连接管道，其中喷粉透气砖的狭缝宽度为0. 18mm ；
将电石粉粉碎至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；
采用45t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为3kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. 08Nm3/min ；
铁水经预脱硫后的成分按重量百分比含C4. 2%，SiO. 55%，MnO. 75%，P0. 05%, SO. 01%，余
量为Fe ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为75wt%。实施例4
铁水的成分按重量百分比含C4. 4%, SiO. 6%, MnO. 83%, P0. 05%, SO. 03%，余量为Fe ； 采用的碱金属化合物为石灰石；
铁水包底部的喷粉装置包括喷粉罐、喷粉透气砖和连接管道，其中喷粉透气砖的狭缝宽度为0. 22mm ；
将电石粉与石灰石的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与石灰石的混合物的混合比例按重量比为电石粉石灰石=1:0. 1 ；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的成分按重量百分比含C4. 4%，SiO. 6%，MnO. 85%，P0. 05%, SO. 005%，余量为Fe ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为83. 3wt%。实施例5
铁水的成分同实施例1 ； 喷粉透气砖的狭缝宽度同实施例1 ； 采用的碱金属化合物为菱镁石；
将电石粉与菱镁石的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与菱镁石的混合物的混合比例按重量比为电石粉菱镁石=1:0. 4 ；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为60wt%。实施例6
铁水的成分同实施例2 ； 喷粉透气砖的狭缝宽度同实施例1 ；采用的碱金属化合物为生白云石；
将电石粉与生白云石的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与生白云石的混合物的混合比例按重量比为电石粉生白云石=1:0.8 ；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为50wt%。实施例7
铁水的成分同实施例3 ； 喷粉透气砖的狭缝宽度同实施例3 ； 采用的碱金属化合物为消石灰；
将电石粉与消石灰的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与消石灰的混合物的混合比例按重量比为电石粉消石灰=1:1 ；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为75wt%。实施例8
铁水的成分同实施例4 ； 喷粉透气砖的狭缝宽度同实施例4 ； 采用的碱金属化合物为水镁石；
将电石粉与水镁石的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与水镁石的混合物的混合比例按重量比为电石粉水镁石=1:2 ；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为80wt%。实施例9
铁水的成分同实施例1 ； 喷粉透气砖的狭缝宽度同实施例3 ； 采用的碱金属化合物为消化白云石；
将电石粉与消化白云石的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与消化白云石的混合物的混合比例按重量比为电石粉消化白云石=1:3 ；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为60wt%。实施例10 铁水的成分同实施例2 ；
6喷粉透气砖的狭缝宽度同实施例2 ；
将电石粉与碱金属化合物的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与碱金属化合物的混合物的混合比例按重量比为电石粉碱金属化合物=1: 4 ；所述的碱金属化合物为石灰石、菱镁石、生白云石、消石灰、水镁石和生石灰的等质量混合物；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为75wt%。实施例11 铁水的成分同实施例3 ；
喷粉透气砖的狭缝宽度同实施例3 ；
将电石粉与碱金属化合物的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与碱金属化合物的混合物的混合比例按重量比为电石粉碱金属化合物=1:2 ；所述的碱金属化合物为石灰石、生白云石和消石灰的等质量混合物；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为75wt%。实施例12 铁水的成分同实施例4 ；
喷粉透气砖的狭缝宽度同实施例4 ；
将电石粉与碱金属化合物的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与碱金属化合物的混合物的混合比例按重量比为电石粉碱金属化合物=1:1 ；所述的碱金属化合物为菱镁石、水镁石和消化白云石中的等质量混合物；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为80wt%。实施例13 铁水的成分同实施例1 ；
喷粉透气砖的狭缝宽度同实施例1 ； 采用的碱金属化合物为生石灰；
将电石粉与生石灰的混合物碎粉至粒径< 0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与生石灰的混合物的混合比例按重量比为电石粉生石灰=1:2 ；
采用60t转炉，在铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0. INmVmin ；
铁水经预脱硫后的脱硫率为60wt%。
权利要求
1.一种铁水包内铁水预脱硫的方法，其特征在于按以下步骤进行(1)将电石粉与碱金属化合物的混合物碎粉至粒径<0. 04mm制成脱硫剂；其中电石粉与碱金属化合物的混合物的混合比例按重量比为电石粉碱金属化合物=1: ((Γ4)；所述的碱金属化合物选用生石灰、石灰石、菱镁石、生白云石、消石灰、水镁石和消化白云石中的一种或两种以上的混合物；(2)对铁水包内的铁水进行冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为l、kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹 0. 06 0. INm3Aiin。
2.根据权利要求1所述的一种铁水包内铁水预脱硫的方法，其特征在于铁水包底部的喷粉装置的喷粉透气砖的狭缝宽度为0. 15^0. 22mm。
全文摘要
一种铁水包内铁水预脱硫的方法，属于冶金技术领域，按以下步骤进行将电石粉与碱金属材料的混合物碎粉制成脱硫剂；铁水冶炼时，以氮气为载气，通过铁水包底部的喷粉装置将脱硫剂喷吹到铁水包内的溶池中，脱硫剂的喷吹量为1~4kg/t铁水，氮气的喷吹强度按每吨铁水喷吹0.06～0.1Nm3/min。本发明的方法成本低，操作简单，容易实现，且运行稳定，脱硫率高，具有良好的工业实用前景。
文档编号C21C1/02GK102268505SQ201110222088
公开日2011年12月7日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者吴树全, 周建安, 孙中强, 张小舟, 芮树森 申请人:沈阳东北大学冶金技术研究所有限公司