专利名称：一种半钢脱硫增碳的方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶金技术领域，更具体地讲，涉及一种在半钢脱硫增碳的方法。
背景技术：
钢铁材料中，硫含量直接影响着其使用性能，钢中硫含量过高会导致钢的热加工性能变坏；此外还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂；钢的塑性也随着硫含量的增加显著变差；纯铁或硅钢片中，含硫量高，磁滞损失增加。所以脱硫成为钢铁冶炼中的主要目标之一，而铁水/半钢脱硫被认为是减轻闻炉、转炉的冶金负荷，提闻技术经济指标的主要方法，也成为了冶炼低硫洁净钢必不可少的技术手段。我国是钒钛磁铁矿大国，攀钢、成钢、昆钢、威钢等企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼，钒钛磁铁矿高炉冶炼出的铁水与普通铁水存在一些差异炉温水平低，高炉脱硫能力差，生产的铁水含硫量比国内其它未使用钒钛磁铁矿的钢厂平均高出O. 030 O. 040个百分点，温度低40 50°C。目前，攀钢等企业为了解决钒钛铁水温度低不利于脱硫、脱硫温降大、脱硫渣态差等问题多采用提钒后的半钢进行脱硫，但是半钢脱硫后兑入转炉时的温度会比半钢直接入转炉的温度低，不利于后续半钢炼钢。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。本发明为了解决半钢碳含量低、热源不足而不利于炼钢的问题，提供了一种在半钢脱硫增碳的方法。为了实现上述目的，本发明提供了一种半钢脱硫增碳的方法，将第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂同时喷入半钢中进行脱硫和增碳，其中，第一脱硫增碳剂为碳质粉料与钝化石灰的混合物，碳质粉料与钝化石灰的质量比为O. 2 O. 3 ;第二脱硫增碳剂为碳质粉料与钝化镁粉的混合物，碳质粉料与钝化镁粉的质量比为O. I O. 3。根据本发明的半钢脱硫增碳的方法的一个实施例，所述方法具体包括以下步骤先向半钢喷吹第一脱硫增碳剂；再向半钢同时喷吹第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂，当喷吹的第二脱硫增碳剂达预定量后，停止喷吹第二脱硫增碳剂；继续向半钢喷吹第一脱硫增碳剂；结束喷吹，其中，控制喷入的所述第一脱硫增碳剂中的钝化石灰与第二脱硫增碳剂中的钝化镁粉的质量比为4 : I 5 : I。根据本发明的半钢脱硫增碳的方法的一个实施例，控制第一脱硫增碳剂的首次喷吹量为第一脱硫增碳剂总喷吹量的5 20%，待第一脱硫增碳剂与第二脱硫增碳剂的同时喷吹阶段结束后，控制第一脱硫增碳剂的再次喷吹量为第一脱硫增碳剂总喷吹量的10 20%。根据本发明的半钢脱硫增碳的方法的一个实施例，以重量百分比计，所述钝化石灰中含有80 90%的CaO。
根据本发明的半钢脱硫增碳的方法的一个实施例，以重量百分比计，所述钝化石灰中含有85 90%的CaO。根据本发明的半钢脱硫增碳的方法的一个实施例，所述钝化镁粉的品位在90%以上且平均粒度< 2mm。根据本发明的半钢脱硫增碳的方法的一个实施例，所述钝化镁粉中粒度大于
I.2mm的颗粒不多于总重量的2%且小于O. 15mm的颗粒不多于总重量的10%。根据本发明的半钢脱硫增碳的方法的一个实施例，以重量百分比计，所述碳质粉料的含碳量在80%以上，所述碳质粉料为碳质材料的粉料，所述碳质材料为浙青焦、石墨中 的至少一种。根据本发明的半钢脱硫增碳的方法的一个实施例，所述第一脱硫增碳剂中的碳质粉料的平均粒度< 1mm，其中，粒度小于O. 075mm的颗粒不少于总重量的80%且小于O. 25mm的颗粒不少于总重量的98%。根据本发明的半钢脱硫增碳的方法的一个实施例，所述第二脱硫增碳剂中的碳质粉料的平均粒度< 2mm，其中，粒度大于I. 2mm的颗粒不多于总重量的2%且小于O. 15mm的颗粒不多于总重量的10%。本发明通过在脱硫过程的同时进行半钢增碳，既使脱硫效率得到了稳定，能够满足低硫钢冶炼对半钢硫含量的要求；同时能够有效增加半钢脱硫后的碳含量，并使半钢脱硫后的温降减小。
具体实施例方式在下文中，将结合具体实施例来详细说明本发明的半钢脱硫增碳的方法。根据本发明的半钢脱硫增碳的方法是将第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂同时喷入半钢中进行脱硫和增碳，其中，第一脱硫增碳剂为碳质粉料与钝化石灰的混合物，碳质粉料与钝化石灰的质量比为O. 2 O. 3 ;第二脱硫增碳剂为碳质粉料与钝化镁粉的混合物，碳质粉料与钝化镁粉的质量比为O. I O. 3。其中，钝化石灰、钝化镁粉均作为脱硫剂使用，碳质粉料作为增碳剂使用。选择碳质粉料与钝化石灰、钝化镁粉分别混合作为脱硫剂，是在镁复合脱硫技术上的再改进，即在进行镁复合脱硫处理的过程中对半钢进行增碳处理。由于碳质材料的物理润滑性较好，碳质材料的比例过高会造成喷吹过程速度不易控制，而碳质材料的比例过低则达不到明显的增碳效果，因此控制碳质粉料与钝化石灰的质量比为O. 2 O. 3、碳质粉料与钝化镁粉的质量比为O. I O. 3为宜。而喷吹两种脱硫增碳剂不仅能够将半钢中的硫脱除并达到目标值，同时可以部分增加半钢中的碳含量，为后续半钢炼钢提供较好的条件。在本发明的一个示例性实施例中，半钢脱硫增碳的方法具体包括以下步骤首先，向半钢喷吹第一脱硫增碳剂。然后，继续向半钢同时喷吹第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂，当喷吹的第二脱硫增碳剂达预定量后，停止喷吹第二脱硫增碳剂。最后，继续向半钢喷吹第一脱硫增碳剂并停止喷吹。在脱硫前期，半钢中硫含量较高，此时采用CaO进行脱硫具有成本的优势，同时脱硫效果也较好，故先行喷吹第一脱硫增碳剂；而随着半钢硫含量的降低，Mg的脱硫效果更好，因此中期采用钝化石灰和钝化镁粉同时进行脱硫，即同时喷吹第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂的方式，其中的钝化石灰与钝化镁粉可以达到对半钢高效脱硫的目的，其中的增碳剂同时可以起到有效的增碳效果，其中的钝化石灰还可以作为钝化镁粉的载体；而在脱硫后期，可以只喷吹第一脱硫增碳剂以调整脱硫渣态及节约成本。由于其中的钝化镁粉、钝化石灰脱硫剂的喷吹量是和半钢重量、半钢硫含量、半钢脱后目标硫含量等因素密切相关的，因此针对不同的半钢对应有不同的第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂喷吹量。具体地，应根据半钢条件及半钢的硫含量要求计算所需的钝化镁粉、钝化石灰脱硫剂的喷吹量，主要是进行钝化镁粉喷吹量的确定，待钝化镁粉的喷吹量确定后就可以根据钝化石灰与钝化镁粉的比例确定钝化石灰的喷吹量，继而分别确定第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂的总喷吹量。当喷吹过程中第二脱硫增碳剂的喷吹量达到所需的钝化镁粉的计算喷吹量也即预定量之后，就停止喷吹第二脱硫增碳剂。在本发明中，控制喷入的第一脱硫增碳剂中的钝化石灰与第二脱硫增碳剂中的钝化镁粉的质量比为4I 5 I。这主要是从脱硫渣的渣态考虑，如果该比例过小，则渣态将会变稀，不利于脱硫渣的扒除和铁损的降低；如果该比例过高则钝化石灰的用量会增加，使得半钢温降加大。
优选地，在本发明的一个示例性实施例中，第一脱硫增碳剂的首次喷吹量为第一脱硫增碳剂总喷吹量的5 20%，待第一脱硫增碳剂与第二脱硫增碳剂的同时喷吹阶段结束后，第一脱硫增碳剂的再次喷吹量为第一脱硫增碳剂总喷吹量的10 20%。根据本发明，可以使用脱硫喷枪并以氮气为载体进行脱硫增碳剂的喷吹。具体地，开始嗔吹时，将脱硫嗔枪降至半钢液面50 IOOcm处时开始嗔吹，结束嗔吹如，待脱硫嗔枪离开半钢液面后停止喷吹。在本发明的一个示例性实施例中，以重量百分比计，钝化石灰中含有80 90%的CaO,优选地含有85 90%的CaO以达到最佳的脱硫效果，其中的CaO能与铁水中的S反应生成CaS。在本发明的一个示例性实施例中，钝化镁粉的品位在90%以上且平均粒度< 2mm,密度为O. 88 O. 98g/cm3。优选地,所述钝化镁粉中粒度大于I. 2mm的颗粒不多于总重量的2%且小于O. 15mm的颗粒不多于总重量的10%。钝化镁粉采用上述粒度要求不仅可以增大钝化镁粉与半钢的反应接触面积，缩短反应时间，同时还可以避免喷吹过程中粉料对管道的堵塞。在本发明的一个示例性实施例中，以重量百分比计，碳质粉料的含碳量在80%以上。具体地，碳质粉料为碳质材料的粉料，可以由碳质材料研磨而成。碳质材料可以为浙青焦、石墨等高含碳量材料。优选地，第一脱硫增碳剂中的碳质粉料的平均粒度< Imm,其中，粒度小于O. 075mm的颗粒不少于总重量的80%且小于O. 25mm的颗粒不少于总重量的98% ο优选地,第二脱硫增碳剂中的碳质粉料的平均粒度< 2mm,其中,粒度大于I. 2mm的颗粒不多于总重量的2%且小于O. 15mm的颗粒不多于总重量的10%。钝化镁粉采用上述粒度要求同样是可以增大钝化石灰与半钢的反应接触面积，缩短反应时间，同时还可以避免喷吹过程中粉料对管道的堵塞。 下面结合具体示例进一步描述本发明。示例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。示例 I :
首先将碳质粉料分别与钝化石灰、钝化镁粉按一定的比例混合配制得到第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂，然后在脱硫前分别将第一脱硫增碳剂、第二脱硫增碳剂装入到料罐中，料罐采用干燥氮气密封，待脱硫喷枪降至半钢液面50 IOOcm时开始以氮气为载体喷吹第一脱硫增碳剂，以35 45kg/min的喷吹流量喷吹O. 5 2min后采用第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂同时喷吹的方式脱硫，当第二脱硫增碳剂的喷吹量达到要求后关闭第二脱硫增碳剂的料罐阀门，继续以35 45kg/min的喷吹流量喷吹第一脱硫增碳剂O. 5 2min后提升喷枪，待喷枪离开半钢液面后停止喷吹，其中，喷入的第一脱硫增碳剂的钝化石灰与第二脱硫增碳剂中的钝化镁粉的质量比控制为4 : I 5 : I。其中，第一脱硫增碳剂中的碳质粉料与钝化石灰的质量比为O. 2，第二脱硫增碳剂中的碳质粉料与钝化镁粉的质量比为O. 3，所喷入的第一脱硫增碳剂的钝化石灰与第二脱硫增碳剂的钝化镁粉的质量比控制为4 I。待半钢进入脱硫站后，检测半钢中的硫含量为O. 075%，其中钝化镁粉的使用量为154kg。脱硫结束后检测铁水中的硫含量为O. 005%，脱硫效率为93. 3%，半钢增碳量为O. 065%，碳收得率为85. 1%，铁水温降为21 °C。示例2 方法步骤与示例I相同。其中，第一脱硫增碳剂中的碳质粉料与钝化石灰的质量比为O. 3，第一脱硫增碳剂中的碳质粉料与钝化石灰的质量比为O. 1，所喷入的第一脱硫增碳剂的钝化石灰与第二脱硫增碳剂的钝化镁粉的质量比控制为5 I。待半钢进入脱硫站后，检测半钢中的硫含量为O. 061%，其中钝化镁粉的使用量为140kg。脱硫结束后检测铁水中的硫含量为O. 004%，脱硫效率为93. 4%，半钢增碳量为O. 11%，碳收得率为85. 0%，铁水温降为18°C。示例 3 方法步骤与示例I相同。其中，第一脱硫增碳剂中的碳质粉料与钝化石灰的质量比为O. 25，第一脱硫增碳剂中的碳质粉料与钝化石灰的质量比为O. 2，所喷入的第一脱硫增碳剂的钝化石灰与第二脱硫增碳剂的钝化镁粉的质量比控制为4. 5 I。待半钢进入脱硫站后，检测半钢中的硫含量为O. 055%，其中钝化镁粉的使用量为120kg。脱硫结束后检测铁水中的硫含量为O. 005 %，脱硫效率为90. 9 %，半钢增碳量为O. 06 %，碳收得率为85.5%，铁水温降为19°C。综上所述，本发明的在半钢镁脱硫过程中进行增碳的方法能够在脱硫的同时进行半钢增碳，脱硫效率能够稳定在90%以上，同时增碳剂的碳收得率能够达到85%，脱硫温降能够减少2 5°C。不仅满足了钢厂对低硫半钢的要求，而且能够有效提高半钢中碳含量，为炼钢工序提供良好的原料。尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
权利要求
1.一种半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，将第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂同时喷入半钢中进行脱硫和增碳， 其中，第一脱硫增碳剂为碳质粉料与钝化石灰的混合物，碳质粉料与钝化石灰的质量比为O. 2 O. 3 ; 第二脱硫增碳剂为碳质粉料与钝化镁粉的混合物，碳质粉料与钝化镁粉的质量比为O.I O. 3。
2.根据权利要求I所述的半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤 先向半钢喷吹第一脱硫增碳剂； 再向半钢同时喷吹第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂，当喷吹的第二脱硫增碳剂达预定量后，停止喷吹第二脱硫增碳剂； 继续向半钢喷吹第一脱硫增碳剂； 结束喷吹， 其中，控制喷入的所述第一脱硫增碳剂中的钝化石灰与第二脱硫增碳剂中的钝化镁粉的质量比为4 I 5 : I。
3.根据权利要求2所述的半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，控制第一脱硫增碳剂的首次喷吹量为第一脱硫增碳剂总喷吹量的5 20%，待第一脱硫增碳剂与第二脱硫增碳剂的同时喷吹阶段结束后，控制第一脱硫增碳剂的再次喷吹量为第一脱硫增碳剂总喷吹量的10 20%。
4.根据权利要求I所述的半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，以重量百分比计，所述钝化石灰中含有80 90%的CaO。
5.根据权利要求4所述的半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，以重量百分比计，所述钝化石灰中含有85 90%的CaO。
6.根据权利要求I所述的半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，所述钝化镁粉的品位在90%以上且平均粒度< 2mm。
7.根据权利要求6所述的半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，所述钝化镁粉中粒度大于I. 2mm的颗粒不多于总重量的2%且小于O. 15mm的颗粒不多于总重量的10%。
8.根据权利要求I所述的半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，以重量百分比计，所述碳质粉料的含碳量在80%以上，所述碳质粉料为碳质材料的粉料，所述碳质材料为浙青焦、石墨中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，所述第一脱硫增碳剂中的碳质粉料的平均粒度< Imm,其中，粒度小于O. 075mm的颗粒不少于总重量的80%且小于O.25mm的颗粒不少于总重量的98%。
10.根据权利要求8所述的半钢脱硫增碳的方法，其特征在于，所述第二脱硫增碳剂中的碳质粉料的平均粒度< 2_，其中，粒度大于I. 2mm的颗粒不多于总重量的2%且小于O.15mm的颗粒不多于总重量的10%。
全文摘要
本发明提供了一种在半钢镁脱硫过程中进行增碳的方法，该方法是将第一脱硫增碳剂和第二脱硫增碳剂同时喷入半钢中进行脱硫和增碳，其中，第一脱硫增碳剂为碳质粉料与钝化石灰的混合物，碳质粉料与钝化石灰的质量比为0.2～0.3；第二脱硫增碳剂为碳质粉料与钝化镁粉的混合物，碳质粉料与钝化镁粉的质量比为0.1～0.3。本发明通过在脱硫过程的同时进行半钢增碳，既使脱硫效率得到了稳定，能够满足低硫钢冶炼对半钢硫含量的要求；同时有效增加了半钢脱硫后的碳含量，使半钢脱硫后的温降减小。
文档编号C21C7/064GK102864282SQ20121035804
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者陈炼, 陈永, 戈文荪, 曾建华, 王建, 卓钧, 董克平, 朱鹏, 何为 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司