一种复合喷吹铁水脱硫材料及其调节装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铁水脱硫中石灰与镁粉最优配比技术及调节装置，具体涉及一种复合 喷吹铁水脱硫材料及其调节装置。
【背景技术】
[0002] 复合喷吹是石灰加镁粉进行铁水脱硫的有效方法之一，金属镁的熔点为：651°C， 沸点为lll〇°C，由于高温下溶解镁及气态镁和铁水中硫有很强的亲和力，其脱硫反应的热 力学条件和动力学条件很好，是强脱硫剂；流态化石灰作为载体主要起到镁粉放散剂的作 用，避免大量镁瞬间汽化造成喷溅，同时适当降低了镁粉在熔池中的反应速度，石灰还可以 成为大量气泡形成核心，从而减少镁气泡直径，降低镁气泡上浮速度，加快镁向铁水中的扩 散，提高镁的利用率。
[0003] 复合喷吹中石灰与镁粉如何合理配比是决定脱硫率、喷吹时间、喷溅大小、铁损与 温降等效果最关键因素；若石灰与镁粉配比过小将会产生单位时间喷入镁粉量多，大量镁 瞬间汽化体积急剧膨张以及局部镁和硫发生激烈反应双重叠加导致产生铁水翻腾而造成 大量喷溅，不仅会造成铁水和温度损失而且会烧坏设备甚至产生人身伤害事故，同时一部 份镁气泡会缺少石灰依托形成核心而直接汽化上浮进入大气降低镁使用效率；石灰与镁粉 配比过大将会产生单位时间喷入镁粉量少，脱硫速度慢喷吹时间长，脱硫效率低不能满足 生产节奏需要，同时喷入石灰量大和喷吹时间长也会降低铁水温度和增加铁水渣中铁损， 造成铁水粘罐严重、转炉装入量不足、冶炼困难等问题；
[0004] 马钢第一钢乳总厂原对复合喷吹铁水脱硫中石灰与镁粉配比重要性认识不足研 究不深，最初采用人工手动阀门操作，由于手动阀门磨损快、损坏率高，加之调节精度差和 不稳定，难以有效准确寻找稳定控制石灰与镁粉合理配比，导致复合喷吹脱硫过程存在脱 硫效果不稳定、铁损大、成本居高不下等以下问题：
[0005] 1)脱硫命中率低，效果不稳定，波动大83%~95%。
[0006] 2)石灰与镁粉配比过小易引起铁水喷溅严重温度损失大，可达20kg/吨铁以上， 镁粉消耗量也高；配比过大，也造成脱硫时间长不能满足生产节奏需要，喷吹后铁水渣量大 造成渣中铁损大和温度损失25°C以上。
[0007] 3)事故多影响正常脱硫生产，每年因脱硫原因造成生产中断7~10次。
[0008] 4)阀门损坏率高，使用寿命低，更换频繁，增加劳动强度。
[0009] 5)喷溅严重易烧怀设备每年有3~4次和存在一定的安全隐患。
[0010] 针对上述问题我厂在应用复合喷吹铁水脱硫中开发二项关键技术：
[0011] 1.研究石灰与镁粉如何合理配比技术，实现镁粉脱硫效率高且稳定、喷溅小、时间 短温度损失小、铁损低等效果。
[0012] 2.在试验石灰与镁粉合理配比过程中，发明使用带孔板气动控制阀门技术。
【发明内容】
[0013] 本发明的目的在于提供一种复合喷吹铁水脱硫材料及其调节装置，实现复合喷吹 脱硫过程中，镁粉脱硫效率高、时间短、喷溅小、铁损和温度损失少、成本低的良好效果，经 过大量实践研究总结出在现有条件下石灰与镁粉合理配比技术参数，同时发明了一种操作 简单实用调节石灰与镁粉配比装置。具体技术方案如下：
[0014] -种复合喷吹铁水脱硫材料，按重量配比包括3. 7-4. 5份的石灰，以及1份的镁 粉。
[0015] 进一步地，所述石灰为流态化石灰。
[0016] 进一步地，所述流态化石灰中按照重量百分比CaO彡90，Mg0 < 1. 0，Si02 < 1. 0， 全硫彡 0· 025,C02 < 0· 5,IL彡 3· 0。
[0017] 进一步地，所述流态化石灰粒度指标为100 % <0· 9mm，99 % <0· 45mm，98 % < 0. 18mm，95 % < 0. 09mm，88 % < 0. 045mm。
[0018] 进一步地，所述镁粉为复喷钝化镁粉。
[0019] 进一步地，复喷钝化镁粉理化指标为按照重量百分比钝化后Mg含量彡90. 0%，全 硫量< 〇. 〇〇2%，1000 °C阻燃时间> 24秒。
[0020] 进一步地，镁粉粒度100%<0· 85mm，0· 3~0· 6mm的镁粉彡80. 0%。
[0021] 上述的复合喷吹铁水脱硫材料的调节装置，包括石灰管道和镁粉管道，其中，石灰 管道下端孔板直径为9~10_，镁粉管道孔板下端直径为12~13_。
[0022] 进一步地，所述石灰管道下端孔板安装在石灰管道中自动气动控制阀门内，所述 镁粉管道孔板安装在镁粉管道中自动气动控制阀门内。
[0023] 每年我厂要满足硅钢等低硫钢种需要，要复合喷吹脱硫铁水量43万吨左右，每 罐铁水130吨，大部分铁水原始硫在0. 030~0. 040%之间脱至铁水终点[S] < 0. 002%， 三种不同石灰与镁粉配比脱硫工艺成本比较（元/t铁）如表：
[0024]
[0025] 石灰与镁粉配比按过小、过大、适中时分别为3.2:1、6. 8:1、4. 3:1 ;
[0026] 铁损值分别为 2. 9 吨 /130 吨=22. 31kg/t铁，2. 7 吨 /130 吨=20. 76kg/t, 2. 2 吨 /130 吨=16. 92kg/t,
[0027] 现镁粉价格16000元/t;流态化石灰1200元/t，铁水2400元/t;温降按0. 2元 /°C计算；
[0028] 1 :按2014年复合喷吹铁水脱硫量实为427856吨，石灰与镁粉适中时比过小、过大 产生效益可达652万元和600多万元。
[0029] 428726 吨铁水量X(71. 41 - 56. 19) = 6525209. 7 元
[0030] 428726 吨铁水量X(70. 20 - 56. 19) = 6006451. 2 元
[0031] 2)事故少，全年控制小于2次以下，保证正常脱硫生产，自实施次项技术后，没发 生烧坏设备及安全事故，孔板使用寿命长可达数年以上，耐用可靠，降低劳动强度。
【附图说明】
[0032] 图1为改造前手动阀门调节
[0033] 图2为改造后带孔板气动阀门调节
【具体实施方式】
[0034] 下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实 施例。
[0035] 在一个优选实施例中，对流态化石灰和镁粉成分要求如下，
[0036] 流态化石灰指标：
[0038] 流态化石灰粒度指标：
[0039]
[0040] 复喷钝化镁粉理化指标：
[0041 ]
[0042] 镁粉粒度
[0043]
[0044] 经多次试验研究，发明一种特制耐磨孔板装置结构如附图，孔板上端孔直径固定 为30_，主要考虑开口接近管壁以减少气流阻力，下端孔有不同直径起到调节限流作用，下 端孔直径分别有7、8、9、10、11、12、13、14_等不同大小，实际使用时将其安装在气动控制 球型阀门内实现石灰和镁粉配比调节；在筛选不同组合实验可行性基础上，确定使用石灰 管道中孔板下端直径要小于镁粉管道中孔板下端直径时，喷吹过程基本顺行，再进一步优 化试验，具体选用石灰和镁粉管道不同下端孔板直径分别组合配对进行上千罐次脱硫试验 数据对比，总结发现石灰与镁粉配比在3. 7~4. 5:1，喷吹脱硫过程中镁粉消耗低，时间短 喷溅低铁损少温度损失小等脱硫效果好，其时对应石灰孔板下端采用的直径9~10_和镁 粉孔板下端采用的直径12~13_组合，达到石灰与镁粉合理配比，实现良好脱硫效果。
[0045] 1)镁粉脱硫效率高且稳定，
[0046] 2)喷吹脱硫过程时间铁水喷溅小，铁损和温度损失少，时间短小12min满足生产 需要，成本低良好效果，
[0047] 3)事故少，每年控制小于2次以下，保证正常脱硫生产，只要外界条件变化不大， 选用孔板直径组合就不需要改变。
[0048] 4)使用寿命长可达数年以上，耐用可靠，操作简单.
[0049] 在一个优选实施例中，首先在石灰和镁粉管道采用不同的孔板下端直径分别配对 进行上千罐次脱硫试验数据，从脱硫命中率、石灰镁粉消耗、喷溅铁损、温降等方面对比，得 出了石灰与镁粉配比在3. 7-4. 5:1之间，可以实现复合喷吹脱硫过程中镁粉脱硫效率高， 时间短，喷派小，铁损和温度损失少成本最低良好效果。
[0050] 其次根据上述石灰与镁粉合理配比试验结果，最终确定了石灰管道下端孔板直径 采用9~10mm和镁粉管道孔板下端直径采用12~13mm配比最为合理，可达到最佳脱硫效 果。
[0051] 最后将上述确定的一组合理的不同下孔板直径分别安装在石灰和镁粉管道中自 动气动控制阀门内，喷吹前将手动阀门全开，喷吹时按设定的控制程序自动打开气动控制 阀门，由不同孔板下端直径分别控制石灰与镁粉喷吹量，以实现石灰与镁粉最佳配比达到 最佳脱硫效果.
[0052] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用 于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种复合喷吹铁水脱硫材料，其特征在于，按重量配比包括3. 7-4. 5份的石灰，以及 1份的镁粉。2. 如权利要求1所述的复合喷吹铁水脱硫材料，其特征在于，所述石灰为流态化石灰。3. 如权利要求2所述的复合喷吹铁水脱硫材料，其特征在于，所述流态化石灰中按照 重量百分比CaO彡 90,MgO< 1. 0,Si02 < 1. 0,全硫彡 0· 025,C02 < 0· 5,IL彡 3. 0。4. 如权利要求2或3所述的复合喷吹铁水脱硫材料，其特征在于，所述流态化石灰粒度 指标为 100 % 彡 〇· 9mm，99 % 彡 0· 45mm，98 % 彡 0· 18mm，95 % 彡 0· 09mm，88 % 彡 0· 045mm。5. 如权利要求1-4所述的复合喷吹铁水脱硫材料，其特征在于，所述镁粉为复喷钝化 镁粉。6. 如权利要求5所述的复合喷吹铁水脱硫材料，其特征在于，复喷钝化镁粉理化指标 为按照重量百分比钝化后Mg含量彡90. 0%，全硫量彡0. 002%，1000°C阻燃时间> 24秒。7. 如权利要求5或6所述的复合喷吹铁水脱硫材料，其特征在于，镁粉粒度100 % < 0· 85mm，0. 3 ~0· 6mm的镁粉彡 80. 0%。8. 如权利要求1-7所述的复合喷吹铁水脱硫材料的调节装置，其特征在于，包括石灰 管道和镁粉管道，其中，石灰管道下端孔板直径为9~10mm，镁粉管道孔板下端直径为12~ 13mm〇9. 如权利要求8所述的复合喷吹铁水脱硫材料的调节装置，其特征在于，所述石灰管 道下端孔板安装在石灰管道中自动气动控制阀门内，所述镁粉管道孔板安装在镁粉管道中 自动气动控制阀门内。
【专利摘要】本发明涉及一种复合喷吹铁水脱硫材料及其调节装置，该复合喷吹铁水脱硫材料，按重量配比包括3.7-4.5份的石灰，以及1份的镁粉。复合喷吹铁水脱硫材料的调节装置，包括石灰管道和镁粉管道，其中，石灰管道下端孔板直径为9～10mm，镁粉管道孔板下端直径为12～13mm。取得了实现复合喷吹脱硫过程中，镁粉脱硫效率高、时间短、喷溅小、铁损和温度损失少、成本低的良好效果。
【IPC分类】C21C1/02, C21C7/064
【公开号】CN105274272
【申请号】CN201510868957
【发明人】吴明, 龙胜平, 王军
【申请人】马鞍山钢铁股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月27日