专利名称：铁水脱硫处理的方法
技术领域：
本发明属于铁水炉外予处理技术领域，脱硫工艺方法的改进。具体地说是利用二端开口的方形钢管内置有含硅量为5 30%余量为镁的镁硅合金配合铁水处理装置进行脱硫处理的方法。
背景技术：
用镁基脱硫剂进行钢铁深度脱硫处理的工艺，于五十年代前苏联先行，七十年代中期美国人发明了复合喷吹CaO+Mg粉剂脱硫处理的技术工艺，之后其技术与设备日趋完善，八十年代在北美、西欧及九十年代在日本等国家广为应用。前苏联在1950年用镁脱硫生产出可锻铸铁，60年代末70年代初以镁粉与石灰粉按30与70的配比混合进行工业生产，1973年后以氯盐被覆镁粒(粒度0. 5 1. 6mm)取代镁粉，1978年 1979年采用比较先进的镁粒喷吹设备进行脱硫处理。硫是钢铁中的有害杂质之一，它影响材质的热脆性、机械强度，大多数钢种中的含硫量在0.015 0. 045%，随着科学技术的不断发展，优质钢材中的含硫量实现了 < 0. 005%，有的已达到了 0. 003 0. 001%的含硫量。中国发明专利授权公告号CN100419091C发明名称为“镁棒炉外铁水脱硫方法”公开了一种将镁棒固定在脱硫枪体上，在冷却系统的冷却(冷却枪体)和惰性气体的保护下， 将镁棒插入铁水罐中，进行脱硫处理，当脱硫枪内的镁棒少于20 30mm时，更换新的镁棒， 以上步骤反复进行到脱硫过程结束。上述发明提供的炉外铁水脱硫方法，克服了传统技术镁粉脱硫工艺的缺点，新方法成本低廉，操作简便，镁棒可以快速更换，同时还可以使脱硫更加完全。在已公开的铁水脱硫方法中，作为脱硫的主要元素金属镁是以纯镁或纯镁复层的形式存在的，镁的熔点为651°C，沸点1107°C，在其熔化后能与其他元素产生化学反应，寻求一种设备投资少，操作简便，成本更加低廉，脱硫效果好的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁水脱硫剂的处理方法，配合脱硫处理装置实现铁水予脱硫处理，处理反应平稳，有效元素吸收率高，降低生产成本。由镁硅二元相图得知当含硅量为5%余量为镁的镁硅二元合金其熔点约800°C ； 当含硅量为10%余量为镁的镁硅二元合金其熔点约930°C ；当含硅量为20%余量为镁的镁硅二元合金其熔点约1020°C ；当含硅量为36. 59%余量为镁的镁硅二元合金镁与硅形成化合物M&Si其熔点约1102°C ；Mg2Si和Mg形成共晶体，含硅1. 4%，共晶温度为637. 6°C， Mg2Si和Si也可以组成共晶体，含硅58%，其共晶温度为950°C。根据镁硅二元合金的特性，选择含硅量在5 % 30 %成分的镁硅合金，其熔点可由纯镁的651°C提升到800°C 1090°C。为防止镁硅二元合金在冷却凝固时产生的成分偏析，造成部分合金的含硅量超过 36. 59%后致使合金的熔点由1102°C开始降低，并且含硅量的提高后，含镁量将随之降低，在同等镁硅合金重量时，其有效元素镁含量被降低，另外附带加入的含硅量对生产材料的技术要求也有影响并且增加了脱硫的成本，因此设定镁硅二元合金中的含硅量< 30%。本发明的具体技术方案如下利用方形钢管在其相对应的二个侧面的中部上开设有数个调压通孔或调压缝，根据被脱硫处理的铁水重量及化学成分将脱硫处理铁水所需重量的化学成分为含硅5 30%余量为镁的二元镁硅合金液浇注到方形钢管内，待其凝固冷却后，就获得了外衬方形钢管、两端开放的整体镁硅脱硫剂，为进一步控制方形钢管内镁硅合金的反应速度，采用同方形钢管壁厚相等的钢板以焊接的方式封堵方形钢管两端开口的一部分，以减少高温铁水同镁硅合金的接触面，控制脱硫反应的时间和反应状态。由试验得知，外衬方形钢管在1280°C 1350°C的铁水脱硫反应过程中，保证了其反应过程的均勻连续性，脱硫反应的时间和反应状态根据生产需要，选择镁硅合金的化学成分和方形钢管的结构尺寸来确定。外衬方形钢管内浇注的镁硅合金，也可以选择先将熔制好的块状镁硅合金破碎成 < 3mm的颗粒粉末状，再将其装入开设有调压孔、调压缝的外衬方形钢管内，用压力机压制而成。为了进一步降低镁硅合金的成本费用，采用75硅铁替换金属硅、制造含硅量5% 30%余量为镁及75硅铁所带入的含铁量的镁硅铁三元合金为外衬方形钢管内的脱硫剂。脱硫处理装置脱硫处理时，采用中国发明专利公开号为CN101(^9367名称为“球化处理装置”中支杆压头的结构特征，支杆压头外衬耐火材料部分是以螺纹钢、铁丝焊制的骨架，支杆压头在脱硫处理包内可经受高温铁水沸腾反应的反复冲击，支杆压头未进入铁水部分的上端与一个固定的悬臂支杆相联结。为减少经脱硫处理后铁水降温及防止有效元素的逃逸，在悬臂的端部、连接支杆压头的上端设置有与脱硫铁水处理包相配合的覆盖包盖，采用上述选择的镁硅二元合金的化学成分范围以液态合金浇注成外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂及将颗粒粉末状镁硅合金用压力机压实到方形钢管内的整体镁硅合金脱硫剂的方式脱硫处理步骤如下①将按要求制备的外衬方形钢管内的整体镁硅合金脱硫剂以铁丝及铁皮联结在支杆压头的底面，外衬方形钢管上开设有调压孔或调压缝相对应的两个侧面均与支杆压头的底面相垂直，支杆压头固定在悬臂支杆的端部，在支杆压头的上端设有覆盖包盖；②将容有待脱硫处理铁水的铁水包以天车的加长悬吊钩运往铁水脱硫处理处进入压入方位；③天车起吊钩头上升，将被脱硫处理的铁水包提升，支杆压头底部的外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂被压入到铁水中开始进行脱硫反应，同时向脱硫铁水包的上部内空间输入惰性气体保护；④待第一次脱硫处理反应结束后，根据需要可继续进行第二次及第二次以上的脱硫处理反应；⑤全部脱硫处理反应结束后，将被脱硫处理过的铁水离开脱硫处理工位，扒净浮渣运送到下一工序环节。采用含硅量5% 30%余量为镁的二元镁硅合金的化学成分范围，将上述成分的液态合金浇注成外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂及将上述成分的颗粒粉末状镁硅合金用压力机压实到方形钢管内的整体镁硅合金脱硫剂的方式，就获得了外衬方形钢管、两端开放的整体镁硅脱硫剂，上述外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂以铁丝及铁皮联结在支杆压头的底面，外衬方形钢管上开设有调压孔或调压缝相对应的两个侧面均与支杆压头的底面相垂直，装有待脱硫处理铁水的脱硫处理包放在地上不动，以天车钩头吊钩联结着外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂的支杆压头及支杆压头上端设有的覆盖包盖，以其重力压入铁水包中的方式进行脱硫处理。采用含硅量5% 30%余量为镁的二元镁硅合金，将其加工成粒度< 3mm的颗粒粉末状，利用镁粉喷吹设备进行脱硫处理。采用75硅铁替换金属硅、制造含硅量5% 30%余量为镁及75硅铁所带入的含铁量的镁硅铁三元合金，将其加工成粒度< 3mm的颗粒粉末状，利用镁粉喷吹设备进行脱硫处理。本发明的有益效果解决了传统工艺采用镁粉脱硫处理的缺点，反应极为平稳，无烟尘镁光，有效元素吸收率高，铁水降温少，脱硫处理成本低。
具体实施例方式为保证达到理想的脱硫处理效果，外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂应插入铁水的深度应> 3米，其底部紧贴脱硫处理包内底。对于采用将镁硅合金破碎后再进行机械混合压制的方式，混合后采用100吨或 360吨的压力机压实。上述所用的开设有调压孔或调压缝的外衬方形钢管也可以更换为矩形钢管。上述所用的开设有调压孔或调压缝的外衬方形钢管也可以选用铸铁的材质采用铸造的方法制造。
权利要求
1.一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征的第一部分是脱硫剂利用方形钢管在其相对应的二个侧面的中部上开设有数个调压通孔或调压缝，将含硅量5 30%余量为镁的二元镁硅合金液浇注到方形钢管内，凝固冷却后，就获得了外衬方形钢管、两端开放的整体镁硅脱硫剂，其特征的第二部分是脱硫处理装置支杆压头的结构特征是以螺纹钢、铁丝焊制的骨架，外衬耐火材料的支杆压头，支杆压头未进入铁水部分的上端与一个固定的悬臂支杆相联结；在悬臂的端部、连接支杆压头的上端设置有与脱硫铁水处理包相配合的覆盖包盖，采用上述方式脱硫处理步骤如下①将按要求制备的外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂以铁丝及铁皮联结在支杆压头的底面，外衬方形钢管上开设有调压孔或调压缝相对应的两个侧面均与支杆压头的底面相垂直，支杆压头固定在悬臂支杆的端部，在支杆压头的上端设有覆盖包盖；②将容有待脱硫处理铁水的铁水包以天车的加长悬吊钩运往铁水脱硫处理处进入压入方位；③天车起吊钩头上升，将被脱硫处理的铁水包提升，支杆压头底部的外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂被压入到铁水中开始进行脱硫反应，同时向脱硫铁水包的上部内空间输入惰性气体保护；④待第一次脱硫处理反应结束后，根据需要可继续进行第二次及第二次以上的脱硫处理反应；⑤全部脱硫处理反应结束后，将被脱硫处理过的铁水离开脱硫处理工位，扒净浮渣运送到下一工序环节。
2.一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征是采用含硅量5% 30%余量为镁的二元镁硅合金的化学成分范围，将上述成分的液态合金浇注成外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂及将上述成分的颗粒粉末状镁硅合金用压力机压实到方形钢管内的整体镁硅合金脱硫剂的方式，就获得了外衬方形钢管、两端开放的整体镁硅脱硫剂，上述外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂以铁丝及铁皮联结在支杆压头的底面，外衬方形钢管上开设有调压孔或调压缝相对应的两个侧面均与支杆压头的底面相垂直，装有待脱硫处理铁水的脱硫处理包放在地上不动，以天车钩头吊钩联结着外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂的支杆压头及支杆压头上端设有的覆盖包盖，以其重力压入铁水包中的方式进行脱硫处理。
3.一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征是采用含硅量5% 30%余量为镁的二元镁硅合金，将其加工成粒度< 3mm的颗粒粉末状，利用镁粉喷吹设备进行脱硫处理。
4.根据权利要求1及权利要求2所述的一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征是采用同方形钢管壁厚相等的钢板以焊接的方式封堵方形钢管两端开口的一部分。
5.根据权利要求1所述的一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征是外衬方形钢管内浇注成含硅量5 30%余量为镁的二元镁硅合金置换为颗粒粉末状镁硅合金用压力机压实到开设有调压孔或调压缝的外衬方形钢管内。
6.根据权利要求1、2及权利要求5所述的一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征是开设有调压孔或调压缝的外衬的方形钢管被矩形钢管置换。
7.根据权利要求1、2及权利要求5所述的一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征是开设有调压孔或调压缝的外衬方形钢管也可以选择铸铁的材质采用铸造的方法制造。
8.根据权利要求1、2及权利要求3所述的一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征是采用75硅铁替换金属硅、制造含硅量5% 30%余量为镁及75硅铁所带入的含铁量的镁硅铁三元合金为上述所用的脱硫剂。
9. 一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征是采用75硅铁替换金属硅、制造含硅量 5% 30%余量为镁及75硅铁所带入的含铁量的镁硅铁三元合金，将其加工成粒度< 3mm 的颗粒粉末状，利用镁粉喷吹设备进行脱硫处理。
全文摘要
一种关于铁水炉外脱硫处理的方法，其特征是采用含硅量5％～30％余量为镁的二元镁硅合金的化学成分范围，将液态合金浇注成外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂及将颗粒粉末状镁硅合金用压力机压实到方形钢管内的整体镁硅合金脱硫剂的方式，就获得了外衬方形钢管、两端开放的整体镁硅脱硫剂，装有待脱硫处理铁水的脱硫处理包放在地上不动，以天车钩头吊钩联结着外衬方形钢管的整体镁硅合金脱硫剂的支杆压头及支杆压头上端设有的覆盖包盖，以其重力压入铁水包中的方式进行脱硫处理。也可以采用含硅量5％～30％余量为镁的二元镁硅合金或三元镁硅铁合金，将其加工成粒度＜3mm的颗粒粉末状，利用镁粉喷吹设备进行脱硫处理。
文档编号C21C1/02GK102399944SQ20111044914
公开日2012年4月4日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者刘年路, 刘昌晨 申请人:刘年路, 刘昌晨, 天津市万路科技有限公司