CN102181608A - 铁水脱硫渣喷吹改性工艺 - Google Patents

铁水脱硫渣喷吹改性工艺 Download PDF

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王清方
刘凯
李具中
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朱善合
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Abstract

本发明公开了一种铁水脱硫渣喷吹改性工艺，它是通过插入到铁水罐内铁水中的喷枪，采用气体输送将改性剂喷入到铁水深处，每吨铁水中改性剂的喷入量为0.5～2.5kg；通过上浮到铁水液面的改性剂与脱硫渣的反应，实现脱硫渣的充分改性。本发明通过喷枪将脱硫渣改性剂喷入到铁水深处，在改性剂上浮过程中，由于静压力的不断减小，喷吹气泡不断膨胀，促进了改性剂的铺展分散，在改性剂到达铁水液面后，率先与铁水液面上的薄层稀渣接触反应，实现改性剂对薄层稀渣的充分改性，并通过喷吹过程中液面的剧烈波动，实现改性剂与脱硫渣的整体混合，达到对脱硫渣的整体改性目的。

Description

铁水脱硫渣喷吹改性工艺
技术领域
本发明涉及冶金行业铁水预处理领域，特别是一种铁水颗粒镁纯喷或镁基复合喷吹脱硫渣改性剂喷吹改性工艺。
背景技术
由于金属镁优良的脱硫性能，铁水金属颗粒镁纯喷或金属镁与石灰联合喷吹脱硫工艺在国内外广泛应用。虽然不同脱硫剂的铁水脱硫渣性能与数量差异较大，但在脱硫渣与铁水液面接触面上均存在一层粘度小、硫含量极高的液体薄层；虽然铁水脱硫后进行了细致的扒渣操作，但因铁水液面高硫含量液体稀渣的高流动性，导致薄层稀渣难以扒除，引起转炉出钢回硫高，影响了低硫钢的正常生产。基于上述原因，国内相关企业先后开发了多种不同材质的聚渣剂和脱硫渣聚渣改性工艺，并在实际生产中取得了良好的应用效果，但普遍存在聚渣剂反应不充分、铁水回硫波动的实际问题，影响了低硫钢的生产操作与生产节奏。如：针对纯镁铁水脱硫改造后渣少而稀、渣扒困难、扒渣铁损大、转炉出钢回硫高的问题，文献“吴飞鹏、孙晓娟、刘曙光等，单吹颗粒镁铁水深脱硫工艺实践，金属世界，2009(4)，7-9&11”，采用SiO2-Al2O3-Fe2O3系的聚渣剂增加稀渣粘度与提高铁水渣吸附MgS的能力，达到降低了镁粉消耗、稳定铁水终点硫含量的目的。具体的聚渣剂加入工艺根据铁水终点硫含量要求的不同而不同；在非深脱硫情况下，聚渣剂主要在脱硫结束后投加到铁水罐，通过聚渣剂与脱硫渣的反应，提高脱硫渣粘度，保证铁水渣扒除干净；在深脱硫时，为了提高铁水渣吸附MgS的能力分两批加入铁水聚渣剂，第一批在开始喷吹时投加，通过增加渣量，降低铁水渣中硫含量；第二批在喷吹结束前3～5分钟投加，保证铁水渣充分聚集，便于全部扒出，并使铁水处理后的硫含量稳定在0.003％以下，深脱硫合格率达到96％，镁粉消耗从0.70kg/t降低到0.67kg/t。文献“刘凯、庄汉宁、王清方等，纯镁铁水脱硫粘渣剂使用与改进，武钢技术，2005，43(1)，30-32.”，研制与应用CaO-SiO2-Al2O3系粘渣剂，将稀渣变粘，并在喷吹过程中根据钢种的不同确定投加粘渣剂的最佳时机和数量，使之易于扒除，降低出钢回硫量。文献“黄中英、刘明、王清方等，铁水镁脱硫采用粘渣技术减少转炉回硫的实践，钢铁研究，2008，36(5)，39-41”和中国专利“一种钝化镁铁水脱硫的方法，公开号CN101397600A”，为了解决铁水纯颗粒镁脱硫后转炉钢水回硫问题，分析了前期使用SiO2质粘渣剂进行聚渣的不足，制定了使用钝化石灰作为聚渣剂的技术措施。具体有两种聚渣剂投加工艺：(1)脱硫中期投钝化石灰粘渣法；钝化镁脱硫喷吹中期，每吨铁投入钝化石灰0.9～1.2kg或2.5-2.5Kg，直至脱硫喷吹结束，进行扒渣工序操作。(2)脱硫期末投钝化石灰粘渣法；钝化镁脱硫喷吹结束、扒除大部分脱硫渣后，每吨铁投入钝化石灰0.9～1.2kg或2.5-2.5Kg，用脱硫喷枪吹氮气进行动力搅拌，再次扒渣，直至扒渣工序结束。并在实际应用中，使超低硫钢种的转炉平均出钢ω(S)≤0.006％，钢水回硫低于0.0036％，脱硫扒渣铁损降低2.47kg/t。由此可见，对于纯颗粒镁喷吹脱硫，聚渣剂均采用向铁水罐渣面投加的方式加入，在表层脱硫渣的隔离作用下，导致聚渣剂与脱硫渣反应不充分，影响了聚渣剂的作用效果，尤其是铁水液面高硫含量液体稀渣的高流动性，导致薄层稀渣难以扒除，引起转炉出钢回硫高；虽然个别企业采取了喷枪吹气搅拌的强化聚渣反应手段，但因铁水液面高硫含量液体稀渣粘附铁水液面波动，仍难以实现聚渣剂与高硫含量液体薄层稀渣之间的充分反应，导致聚渣剂使用效果不稳定，转炉出钢回硫难以控制。此外，针对铁水金属镁与石灰联合喷吹脱硫渣流动性较差、扒渣困难、渣中含铁量高于扒渣铁损大的问题，文献“李艳萍，铁水预处理稀渣剂的生产应用效果探讨，本溪冶金高等专科学校学报，2003，5(3)，13-15”，采用投加SiO2-CaF2-Fe2O3系稀渣剂的方式降低脱硫渣粘度，促使渣铁分离，减少渣铁混出现象，从而使扒渣量减少0.36吨/炉，即每罐铁损减少0.24％。文献“张婕、丛玉伟、王淑华，铁水脱硫用聚渣剂的研制，山东冶金，2005，27(2)，31-32”，投加研制的粒度小于5mm、熔点小于1150℃、比重2.8g/cm3的SiO2-Al2O3-R2O系聚渣剂，降低炉渣碱度与熔化温度，提高脱硫后铁渣的流动性，使炉渣呈大块状，便于扒渣与扒净，并在实际生产中取得了缩短扒渣时间、降低扒渣铁损的优良效果。由此可见，对于铁水金属镁与石灰的联合喷吹脱硫的脱硫渣改性问题，目前仅局限于铁水液面高硫含量液体稀渣薄层上的粘性脱硫渣，虽然通过聚渣剂或稀渣剂投加脱硫渣表面，并通过喷吹脱硫的搅拌作用，实现对稀渣薄层上粘性脱硫渣的改性，改善扒渣效果，但对于稀渣薄层还未涉及，同时投加的方式仍将影响聚渣剂或稀渣剂的有效率，也无法实现对铁水液面上稀渣薄层的有效改性，实际生产数据表明，该稀渣薄层的扒除效果直接影响转炉出钢回硫量。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁水金属颗粒镁纯喷或金属镁与石灰联合喷吹脱硫渣的喷吹改性工艺，达到提高脱硫渣固硫能力、节省扒渣时间、降低扒渣铁损与转炉出钢回硫量的目的。
本发明的目的由以下技术方案来实现：
本发明是通过插入到铁水罐内铁水中的喷枪，采用气体输送将改性剂喷入到铁水深处，每吨铁水中改性剂的喷入量为0.5～2.5Kg；通过上浮到铁水液面的改性剂与脱硫渣的反应，实现脱硫渣的充分改性。
所述的改性剂为SiO2-Al2O3-Fe2O3系、CaO-SiO2-Al2O3系、SiO2-CaF2-Fe2O3系、SiO2-Al2O3-R2O系改性剂或钝化石灰中的一种。
所述的改性剂优选钝化石灰。
所述的改性剂粒度小于2mm。
所述的输送气体为氮气，压力为0.3MPa～0.8MPa。
所述的喷枪为直筒单喷口喷枪或倒T形双喷口喷枪。
所述的喷枪喷口距罐底250mm～450mm。
本发明的有益效果：
本发明工艺简单，操作方便。基于铁水金属颗粒镁纯喷或金属镁与石灰联合喷吹脱硫后铁水液面上形成高硫含量液体稀渣薄层的实际状况，在铁水罐内渣面抛投改性剂的脱硫渣改性现有技术中，由于上层脱硫渣的隔离作用，致使改性剂难以与脱硫渣充分混合，尤其是铁水液面上的薄层稀渣，制约了改性的利用率与改性效果，影响了脱硫渣的扒渣操作、扒净程度与转炉出钢回硫量的控制。本发明通过喷枪将脱硫渣改性剂喷入到铁水深处，在改性剂上浮过程中，由于静压力的不断减小，喷吹气泡不断膨胀，促进了改性剂的铺展分散，在改性剂到达铁水液面后，率先与铁水液面上的薄层稀渣接触反应，实现改性剂对薄层稀渣的充分改性，并通过喷吹过程中液面的剧烈波动，实现改性剂与脱硫渣的整体混合，达到对脱硫渣的整体改性目的。可提高脱硫渣的固硫能力，改善扒渣操作与扒净程度，降低转炉出钢回硫量。优选钝化石灰为改性剂，钝化石灰不仅能够通过与薄层稀渣中MgS进行反应，生成CaS，通过CaS稳定性的提高，达到固硫与稀渣改性的目的，而且在脱硫渣喷吹改性过程中，钝化石灰进一步与铁水进行脱硫反应，提高铁水脱硫效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但实施例不应理解为对本发明的限制。
实施例1.气化室喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫渣喷吹改性工艺，在按照铁水脱硫工艺完成金属颗粒镁喷吹后，提起气化室喷枪，并在偏离铁水罐中心1/3铁水罐半径处向铁水中插入直筒单喷口喷枪或倒T形双喷口喷枪，喷枪喷口距罐底250～450mm，通过喷吹载气将脱硫渣改性剂喷入铁水，进行脱硫渣改性。其中，喷吹载气为氮气，氮气压力视铁水罐额定铁水装载量的不同控制在0.3～0.8MPa范围。脱硫渣改进剂为SiO2-Al2O3-Fe2O3系、CaO-SiO2-Al2O3系改性剂或钝化石灰中的一种，优选钝化石灰，粒度为0.5～2mm，吨铁钝化石灰喷入量为0.5～2.5Kg。
实施例2.无气化室直筒喷枪纯喷金属颗粒镁铁水脱硫渣喷吹改性工艺，在按照铁水脱硫工艺完成金属颗粒镁喷吹后，保持喷枪的载气喷吹状态，关闭金属颗粒镁喷吹罐出料阀，打开改性剂喷吹罐出料阀，完成金属颗粒镁喷吹至改性剂喷吹的切换，进行脱硫渣的喷吹改性。其中，喷吹载气、载气压力与喷吹脱硫时相同。脱硫渣改进剂为钝化石灰，粒度为0.5～2mm，吨铁钝化石灰喷入量为0.5～2.5Kg。
实施例3.金属颗粒镁与钝化石灰联合喷吹铁水脱硫渣喷吹改性工艺，在按照铁水脱硫工艺完成金属颗粒镁与钝化石灰联合喷吹后，关闭金属颗粒镁喷吹罐出料阀，保持喷枪的单一钝化石灰喷吹状态，完成金属颗粒镁与钝化石灰联合喷吹至单一钝化石灰喷吹的切换，进行脱硫渣的喷吹改性。其中，喷吹载气、载气压力、钝化石灰改性剂与喷吹脱硫时相同。
实施例4.金属颗粒镁与钝化石灰联合喷吹铁水脱硫渣喷吹改性工艺，在按照铁水脱硫工艺完成金属颗粒镁与钝化石灰联合喷吹后，保持喷枪的载气喷吹状态，关闭金属颗粒镁与钝化石灰喷吹罐出料阀，打开改性剂喷吹罐出料阀，完成脱硫剂喷吹至改性剂喷吹的切换，进行脱硫渣的喷吹改性。其中，喷吹载气、载气压力与喷吹脱硫时相同。脱硫渣改进剂为SiO2-CaF2-Fe2O3系、SiO2-Al2O3-R2O系改性剂或钝化石灰中的一种，优选钝化石灰，粒度为0.5～2mm，吨铁钝化石灰喷入量为0.5～2.5Kg。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明的基本构思或等同技术的范围，则本发明也应该包含这些改动和变型在内。
本说明书中若有未作详细描述的内容，应为本领域的技术人员公知的技术，此处不再赘述。

Claims (7)

1.一种铁水脱硫渣喷吹改性工艺，其特征在于：它通过插入到铁水罐内铁水中的喷枪，采用气体输送将改性剂喷入到铁水深处，每吨铁水中改性剂的喷入量为0.5～2.5Kg，通过上浮到铁水液面的改性剂与脱硫渣的反应，实现脱硫渣的充分改性。
2.如权利要求1所述的铁水脱硫渣喷吹改性工艺，其特征在于：上述的改性剂为SiO2-Al2O3-Fe2O3系、CaO-SiO2-Al2O3系、SiO2-CaF2-Fe2O3系、SiO2-Al2O3-R2O系改性剂或钝化石灰中的一种。
3.如权利要求1或2所述的铁水脱硫渣喷吹改性工艺，其特征在于：上述的改性剂优选钝化石灰。
4.如权利要求1所述的铁水脱硫渣喷吹改性工艺，其特征在于：上述的改性剂粒度小于2mm。
5.如权利要求1所述的铁水脱硫渣喷吹改性工艺，其特征在于：上述的输送气体为氮气，压力为0.3MPa～0.8MPa。
6.如权利要求1所述的铁水脱硫渣喷吹改性工艺，其特征在于：上述的喷枪为直筒单喷口喷枪或倒T形双喷口喷枪。
7.如权利要求1所述的铁水脱硫渣喷吹改性工艺，其特征在于：上述的喷枪喷口距罐底250mm～450mm。
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