CN101353715A

CN101353715A - 高效复合脱硫剂

Info

Publication number: CN101353715A
Application number: CNA2007103069846A
Authority: CN
Inventors: 贾长付
Original assignee: NANYANG HAICHENG METALLURGY REFRACTORY MATERIAL CO Ltd
Current assignee: Xixia Fuying Metallurgical Materials Co. Ltd.
Priority date: 2007-12-29
Filing date: 2007-12-29
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2027-12-29
Also published as: CN101353715B

Abstract

本发明为高效复合脱硫剂，涉及钢包脱硫辅料领域，目前在钢包脱硫中都采用单系列的脱硫剂，功能比较狭窄，脱硫效果不如人意，针对中小型钢厂没有铁水预处理系统或脱硫站，又无喷粉脱硫装置的情况。本发明采用了多组份的配方：石灰石、纯碱、萤石、电石、镁粉、轻烧镁砂组成的复合脱硫剂，其重量配比依次分别为40－50、10－20、5－15、10－20、4－6、5－15，本发明具有以下有益效果，1.整体脱硫能力强，硫含量可降低到20ppm，2.能包容硫物质，不会产生回硫现象，3.可直接投入，不需增加设备和投资，4.脱硫速度快。

Description

高效复合脱硫剂

技术领域

本发明涉及冶金辅料领域，尤其是钢仓脱硫辅料。

背景技术

硫是钢铁中的有害元素，它能引起钢铁的脆性，不同型号的钢对硫含量均有一定的要求，超过标准含量必须进行脱硫，否则，硫含量超标的钢制品是次品、废品，因此，炼钢工艺脱硫是一步重要的工艺过程。在炼钢过程中脱硫分为铁水预处理脱硫、钢包脱硫和精炼深脱硫等。作为脱硫剂的应用有石灰系列、电石系列、镁粉系列等。根据不同的原始含量，终脱硫的期望值含量，确定使用哪一种脱硫剂和用什么工艺脱硫。一般来说当含硫量较高时应在铁水预处理中就脱硫，一般采用石灰系列脱硫，也可采用电石系列；在钢包脱硫时一般采用电石系列；在深脱硫时采用镁粉系列。从使用效果上看，单系列的脱硫剂功能比较狭窄，尤其在钢包、精炼炉中脱硫效果差；在深脱硫、冶炼特种钢时，由于冶金辅料和渣中含有一定的硫导致渣液与钢水中的硫平衡向钢水中移动，造成不脱硫反增硫的现象，这样在脱硫时使用一般的脱硫剂不能满足脱硫的需要，使用镁粉系列工艺成本又较高，还需要较多辅助设备。需要我们研制一种新型的脱硫剂，主要应用于中小型钢厂，即没有铁水预处理系统或脱硫站的情况，硫含量相对较高，炼钢节奏快，而成品硫又必须降低到一定含量又没有喷粉脱硫装置的企业。

发明内容

本发明目的为提供一种不需要喷粉装置和其它设备只需直接投入钢包的，脱硫效果明显的高效复合脱硫剂。

实现上述目的的技术方案如下：

高效复合脱硫剂，由下列物质组成：石灰石、纯碱、萤石、电石、镁粉和轻烧镁砂。

各组分的重量组成如下：石灰石 CaCO₃ 含量≥95％重量配比 40-50

纯碱 Na₂CO₃ ≥98％ 10-20

萤石 CaF₂ ≥90％ 5-15

电石发气量 θ≥280升/公斤 10-20

镁粉 Mg 含量≥95％ 4-6

轻烧镁砂 MgO ≥98％ 5-15。

各组分优选的重量组成如下：石灰石 CaCO₃ 含量≥95％重量配比 45

纯碱 Na₂CO₃ ≥98％ 15

萤石 CaF₂ ≥90％ 10

电石发气量 θ≥280升/公斤 15

镁粉 Mg 含量≥95％ 5

轻烧镁砂 MgO ≥98％ 10。

上述技术方案中各原料组分的作用为：

1、配方中的石灰石、白碱在高温下分解为氧化钙和氧化钠，这两种物质均能与硫结合。它们溶入渣中，成为渣液中吸收硫份的主要物质。新生成的氧化钙脱硫能力比存放的氧化钙强。在它们分解时放出二氧化碳气体，从各个方向无序放出，搅动钢液与渣液亲密接触而发生化学反应，改善了传质速度，加快了反应。产生气体的量，以30t钢包，加入量为5kg/t钢水计，放出二氧化碳在1600℃，0.1MPa条件下为：

A、钢包内共加脱硫剂30×5kg/t＝150kg

B、内含碳酸钙共150kg×60％＝90kg

C、标准状况下可放CO₂约20m³在1600℃和0.1MPa条件下气体体积为约137m³，这些气体的流动可极其有利于脱硫。

D、如果钢包本身有底吹氩装置，可适当减少碳酸钙和碳酸钠改用生石灰(适当加大氧化钙含量)。

2、配方中的萤石为降低熔点的作用，使脱硫剂的熔点降低快速熔化成渣液，有利于渣液与钢液之间的化学反应，增大传质速度，加快脱硫反应。

3、电石电石在高温下分解，分解后的钙和碳具有较高的脱硫和脱氧能力，它是电石系列脱硫剂的主料，脱硫能力强且速度快，加入一定量的电石可具有电石系列脱硫剂的优点而改良本脱硫剂的脱硫能力。

4、镁粉镁(纯化镁粉)是还原性极强的活泼金属，本身可进行脱氧，增加脱硫能力，为体系降低还原电位，使脱硫反应在还原气氛中进行，有利于脱硫反应的进行。

5、氧化镁从化学反应原理上说，氧化镁本身不具有脱硫功能，但是氧化镁具有对含硫物质进行包容的性质，在煤炭测硫检验中加入的埃什卡试剂就采用了氧化镁的这种性质，由于氧化镁对含硫物质的包容使硫脱离平衡体系，而使化学反应平衡向渣中的硫方向移动，有效降低了钢水中硫含量，因此，加入这种脱硫剂可有效地保证无回硫现象，保证成品中硫含量低于终点硫含量。

由上述各组分组成的高效复合脱硫剂工作原理为：

1、本产品综合石灰系列、电石系列、镁粉系列三大系列的优点综合设计配方。

2、脱硫反应在渣、钢液界面上进行，接触面越大反应速度越快。本产品在使用时除吹氩搅拌外，本身具有能分解出气体的物质，在高温下分解释放出一定量的气体，搅动钢水，扩大了渣与钢水接触界面，提高了反应速度，有利于脱硫反应的进行，即使不吹氩也可较快进行反应。

3、本产品加入了能将脱硫产物包容的物质，即本脱硫剂与钢液中的硫反应后生成了脱硫产物，脱硫产物立即被此物质包容，脱硫反应体系。从化学平衡的角度上说，降低硫化物的浓度使反应平衡向生成硫化物的方向移动，使脱硫反应进行更加彻底。钢液中硫降低更多，脱硫率升高。同样由于这个原因终脱硫后在产品中硫含量会继续降低不会升高。一般的脱硫剂则在成品中硫含量比终脱硫含量升高了2-3个ppm。

4、本成品中加入了使脱硫剂熔点降低的物质，降低了熔点后，脱硫剂能迅速在钢水中熔化，在气流的搅动下加大了传质界面，加速了反应。

本发明具有以下有益效果：

1、改氧化钙为碳酸钙、碳酸钠可放出大量气体搅动钢液，加快脱硫反应速度，适应于无底部吹氩装置的中小企业，提高脱硫能力，也可提高夹杂物的上浮能力，对净化钢水起一定的作用。

2、整体脱硫能力强，适合于无铁水预脱硫的中小企业，脱硫能力强，不需要增加脱硫，喷粉装置等设备，不需增加投资而获得同样的效果。

3、增加了氧化镁，能包容含硫物质，使化学平衡向脱硫方向移动，不会产生回硫现象。

4、综合了三大脱硫剂系列(石灰、电石、镁粉)的特点、优点降低脱硫成本达到较佳效果。

本发明使用要点为：

1、原材料中含硫量≤0.04％，越低越好。

2、原材料以粉状为主，允许有0～3mm颗粒。

3、产品包装为双层防水防潮包装，外层为塑料编织袋，内层为致密防水塑料薄膜。

4、保质期(保存得当)三个月以上。

5、用量一般在4-6公斤/吨，硫含量可降低到20ppm。

具体实施方式

上述配方根据原始硫量和终点含硫量，成品含硫量的期望值可进行适当的调整，以下为几个实施例：

实施例1

1、各组分重量配比为：石灰石45公斤、纯碱15公斤、萤石10公斤、电石15公斤、镁粉5公斤、轻烧镁砂10公斤。

2、将上述组分研磨，粒度＜3mm。

3、搅拌混匀。

4、装入防水双层塑料编织袋中。

实施例2

1、各组分重量配比为：石灰石50公斤、纯碱20公斤、萤石5公斤、电石10公斤、镁粉4公斤、轻烧镁砂15公斤。

2、以下步骤与实施例1相同。

实施例3

1、各组分重量配比为：石灰石40公斤、纯碱10公斤、萤石15公斤、电石20公斤、镁粉6公斤、轻烧镁砂15公斤。

2、以下步骤与实施例1相同。

Claims

1、高效复合脱硫剂，其特征为由下列物质组成：石灰石、纯碱、萤石、电石、镁粉和轻烧镁砂。

2、根据权利要求1所述的高效复合脱硫剂，其特征为重量组成如下：

石灰石 CaCO₃ 含量≥95％重量配比 40-50

纯碱 Na₂CO₃ ≥98％ 10-20

萤石 CaF₂ ≥90％ 5-15

电石发气量 θ≥280升/公斤 10-20

镁粉 Mg 含量≥95％ 4-6

轻烧镁砂MgO ≥98％ 5-15。

3、根据权利要求1或2所述的高效复合脱硫剂，其特征为重量组成如下：

石灰石 CaCO₃ 含量≥95％重量配比 45

纯碱 Na₂CO₃ ≥98％ 15

萤石 CaF₂ ≥90％ 10

电石发气量 θ≥280升/公斤 15

镁粉 Mg 含量≥95％ 5

轻烧镁砂MgO ≥98％ 10。