CN102199685B - 铁水脱硅剂及铁水脱硅的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁水脱硅剂及铁水脱硅的方法。所述的铁水脱硅剂由下述组分按重量份数组成：混酸氧化铁粉10～20份；抛丸除尘粉15～25份；不锈钢炼钢除尘灰10～20份；热轧氧化铁鳞40～60份。本发明的铁水脱硅剂可应用于所有铁水预处理工序，具有很强的脱硅功能；同时配方中使用含铬镍固体氧化物，可使脱硅终点铁水含镍量在原有镍含量的基础上小幅增加5％～8％，对于冶炼不锈钢，可相应减少后工序冶炼过程中的镍配入量，降低生产成本；且该配方所有原料均为使用钢铁企业各不锈钢生产环节生产带出的含铬镍固体废弃物，通过对废弃物进行了回收再加工利用进行铁水脱硅，既节约成本又减少废弃物的排放量。

Description

铁水脱硅剂及铁水脱硅的方法

技术领域

本发明涉及一种铁水脱硅剂及铁水脱硅的方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，不锈钢制品的使用量越来越大，促使钢铁工业中铁水预处理脱硅、脱磷工序成为炼钢生产不可或缺的环节。

由于不锈钢成品所要求的含磷量都在0.020％以下，且在电炉以后所有工序都不具备脱磷功能，这就要求铁水预处理中脱磷后的铁水含磷量小于0.008％(低磷钢品种要求含磷量≤0.006％)。相对而言，高炉或铁矿石熔融还原炼铁炉(以下简称COREX炉)含硅量一般在0.2％～0.6％且波动较大，而含磷量基本稳定在0.080％～0.120％，给铁水预处理脱硅和脱磷带来较大的压力。

在当今的经济环境下，既保证不锈钢生产所要求的成分，又降低工序生产成本并尽可能少的产生废弃物是不锈钢生产的关键课题。

铁水脱磷是氧化过程，在向铁液中吹氧或供氧过程中，硅和锰先于磷氧化，因此，脱磷之前要先脱硅，只有铁水中硅降到一定水平之下以后，磷才能大幅度地氧化。碳和磷的氧化顺序取决于温度、活度及添加剂等条件。由于铁做为溶剂元素是大量的，它同时进行着氧化和还原两个相反方向的反应，扮演传输氧的角色。

一般的脱硅剂和脱磷剂中只有FeO、Fe₂O₃及Fe₃O₄存在，而不锈钢各工序废弃的氧化物中含有FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄、Cr₂O₃、NiO、NiO·Cr₂O₃及FeO·Cr₂O₃，必然对脱硅/脱磷反应产生影响。从动力学分析，Cr₂O₃及其盐类化合物CaCr₂O₄的熔点都很高，前者高达2266℃，后者也达2090℃，这些高熔点物质会使炉渣粘性增加，对铁水脱磷过程有严重的不利影响。

发明专利申请公开说明书CN85101003A，公开了一种低磷高铬不锈钢及超低磷高铬不锈钢的脱磷工艺，该方法为低磷高铬不锈钢的脱磷工艺，以碱或碱土金属及其合金的粉剂作脱磷剂喷入钢包或钢包精炼炉内的高铬不锈钢液中进行脱磷。然而，该方法并不能不适用于铁水脱磷预处理。

发明专利申请公开说明书CN1876857A，公开了一种以铁水为主原料冶炼不锈钢的方法，该方法包括(1)铁水预处理a铁水脱硅：用以氧化铁为主的铁鳞粉剂喷吹法，用氮气为载气喷粉枪喷入铁水中；b铁水脱磷脱硫：用粉剂吹喷法，将主要成分为石灰和萤石的脱磷剂用氮气为载气喷粉枪喷入铁水中，进行化学反应脱磷和脱硫；(2)用顶底复吹转炉进行初步脱碳保铬和合金化。

发明专利申请公开说明书CN1664127A，公开了一种铁水脱磷、脱硫的方法”涉及的主要是将熔剂以钠盐熔合物的形态加到铁水中。所述含钠盐熔剂为碳酸钠、硫酸钠，熔剂中还含有氯化钠、苛性碱等物质。

发明专利申请公开说明书CN1372009A公开了一种铁水、钢水脱磷剂，涉及一种炼铁、炼钢生产中用于降低钢铁中磷含量的铁水、钢水脱磷剂。脱磷剂由氧化铁、活性石灰、氟任钙组成。

以上公开的现有技术所涉及的脱硅剂、脱磷剂及其制备、使用方法均存在一个共同的缺点，脱硅剂、脱磷剂的制备均需要额外购置原材料，例如，碱或碱土金属及其合金、石灰、萤石、碳酸钠、硫酸钠、氧化铁、氟任钙等。因此必然导致铁水脱硅、脱磷生产成本上升。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明旨在摸索出回收利用钢铁企业各不锈钢生产环节生产带出的含铬镍固体废弃物，通过再加工与合理配比形成的一项铁水脱硅剂及相应的脱硅方法。

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种铁水脱硅剂。本发明的铁水脱硅剂含一定量铬镍固体氧化物，回收利用了钢铁企业内各工序的含铬镍氧化物固体废弃物。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种铁水脱硅的方法。该方法可适应铁水预处理前高炉或COREX炉铁水含硅量为0.2～0.8％的波动范围，而传统的铁水脱硅、脱磷要求含硅量初始小于0.3％；在进行抛撒法脱硅或混冲脱硅预处理后，脱硅率达到50％左右，在进行喷吹法脱硅及脱磷预处理后，脱硅率达到70％以上；从而达到冶炼低硅不锈钢的目的。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：

一种铁水脱硅剂，由下述组分按重量份数组成：

混酸氧化铁粉            10～20份；

抛丸除尘粉              15～25份；

不锈钢炼钢除尘灰        10～20份；

热轧氧化铁鳞            40～60份。

优选的，上述的铁水脱硅剂，由下述组分按重量份数组成：

混酸氧化铁粉        14～16份；

抛丸除尘粉          18～22份；

不锈钢炼钢除尘灰    14～16份；

热轧氧化铁鳞        48～52份。

所述的混酸氧化铁粉，按重量百分比，含有下述组分：FeO 28～32％；Fe₂O₃15～20％；Cr₂O₃2.0～2.5％；NiO 0.1～0.6％；SiO₂≤0.05％；S≤0.060％。上述的混酸氧化铁粉除了含有所列举的组分外，余量为杂质。通常余量为CaO、MgO、MnO、H₂O、Fe₃O₄等各化学元素的氧化物质及其复合氧化物。

所述的抛丸除尘粉，按重量百分比，含有下述组分：FeO 10～20％；Fe₂O₃35～40％；Cr₂O₃10～15％；NiO 2.0～3.5％；SiO₂≤0.05％；S≤0.060％。上述的抛丸除尘粉除了含有所列举的组分外，余量为杂质。通常余量为CaO、MgO、MnO、H₂O、Fe₃O₄等各化学元素的氧化物质及其复合氧化物。

所述的不锈钢炼钢除尘灰，按重量百分比，含有下述组分：FeO6～12％；Fe₂O₃18～27％；Cr₂O₃8～12％；NiO1.0～1.5％；SiO₂≤0.04％；S≤0.060％。上述的不锈钢炼钢除尘灰除了含有所列举的组分外，余量为杂质。通常余量为CaO、MgO、MnO、H₂O、Fe₃O₄等各化学元素的氧化物质及其复合氧化物。

所述的热轧氧化铁鳞，按重量百分比，含有下述组分：FeO 38～45％；Fe₂O₃7～12％；Cr₂O₃2.0～5.％；NiO 1.2～1.8％；SiO₂1.0～1.5％；S≤0.060％。上述的热轧氧化铁鳞，除了含有所列举的组分外，余量为杂质。通常余量为CaO、MgO、MnO、H₂O、Fe₃O₄等各化学元素的氧化物质及其复合氧化物。

本发明还公开了一种铁水脱硅的方法，采用铁水脱硅剂进行脱硅，其中所述的脱硅剂采用前述的铁水脱硅剂。

本发明的铁水脱硅方法，可以采用本行业通用的工艺进行，例如高炉炉外抛撒法脱硅法、COREX炉炉外喷吹法脱硅法、鱼雷型铁水运输罐喷吹脱硅法、铁水倒罐混冲脱硅法、铁水罐喷吹脱硅法和铁水罐气体搅拌脱硅法等，其改进之处在于，所采用的铁水脱硅剂，采用前述的铁水脱硅剂。

优选的，所述的铁水脱硅方法为铁水倒罐混冲脱硅法或脱磷站喷吹脱硅法。

具体的，在上述技术方案中：

所述的混酸氧化铁粉，为冷轧厂钢卷在酸洗过程中在板卷表面酸洗下的表面铁氧化物与酸洗后的废酸混合着进入混酸再生站处理，其中废酸经处理后成为再生酸用于钢卷预酸洗，而沉淀出的固体氧化物就形成混酸氧化铁粉。其常规的产出流程具体参见图1。

简而言之，即冷轧厂钢卷生产过程中，从混酸再生站中收集到的固体废弃物，即为本发明所需要使用的原料之一混酸氧化铁粉。

所述的抛丸除尘粉，为冷轧厂钢卷在完成轧制并经退火后，在进行钢卷表面破鳞及抛丸处理过程中产生的钢卷表面处理下的表面氧化铁粉尘和表面氧化铁粒尘；其中氧化铁粉尘是破鳞工序在破鳞处理过程中除尘系统收集的粉尘、氧化铁粒尘是抛丸工序在抛丸处理过程中除尘系统收集的较大颗粒的粒尘，此二种除尘产物经一个回收系统回收，所回收的固体氧化物统称抛丸除尘粉。其常规的产出流程具体参见图1。

简而言之，即冷轧厂钢卷生产过程中，从抛丸工序、破鳞工序中分别收集到的固体废弃物氧化铁粉尘，即为本发明所需要使用的原料之一抛丸除尘粉。

所述的不锈钢炼钢除尘灰，为不锈钢炼钢厂各冶炼工序的除尘产物。不锈钢冶炼工序主要包括超高功率交流电弧炉(以下简称EAF)不锈钢母液熔炼电炉、顶侧吹氩氧脱碳炉(以下简称AOD)、真空吹氧脱碳精炼装置(以下简称VOD)等工序；也适用于顶底吹氩氧脱碳炉(以下简称KOBMS)、钢包精炼炉(以下简称LF)、真空脱碳精炼装置(以下简称VD)等不锈钢冶炼工序。其除尘产物∑Fe达30％～35％，且除尘灰中氧化性物质多以Fe₂O₃的形式存在(含Fe₂O₃≥20％)；且这些不锈钢工序的除尘产物含有0.8％～1.4％的镍，制备成本发明的铁水脱硅剂后可在铁水中微量增镍，对于不锈钢用脱磷铁水有一定的回收利用价值。其常规的产出流程具体参见图2。

所述的热轧氧化铁鳞，为热轧厂在板坯粗轧前除鳞处理工序和精轧前除鳞处理工序在对钢坯进行轧前表面处理过程中产出的固体废弃氧化物，由粗轧前的热轧粗轧机组表面除鳞装置(以下简称HSB)除鳞站和精轧前的热轧精轧机组表面除鳞装置(以下简称FSB)除鳞站产出并经沉淀池沉淀后回收；本发明中所述的热轧氧化铁鳞原料可采用不锈钢钢卷热轧氧化铁鳞、碳钢钢卷热轧氧化铁鳞、碳钢与不锈钢混轧的热轧氧化铁鳞，也适用于采用连铸沉淀池回收的不锈钢连铸板坯表面产生的氧化铁皮、碳钢连铸板坯表面产生的氧化铁皮。其常规的产出流程具体参见图3。

由于热轧氧化铁鳞产生于沉淀池，水份很高，一般在5％～20％、颗粒度分布范围很广且夹带有一定杂物，故应用氧化铁鳞时，最好先前进干燥或烘烤处理和颗粒筛选。

本发明采用混酸氧化铁粉、抛丸除尘粉、不锈钢炼钢厂炼钢除尘灰、热轧厂氧化铁鳞这4项不锈钢各工序废弃的含铬、镍固体氧化物作为脱硅剂的原材料，其理论依据如下：

表1所示为不锈钢各工序废弃的含铬、镍固体氧化物主要成分，其主要由∑Fe(含FeO、Fe₂O₃)、SiO₂、Cr₂O₃、NiO组成；从图4的曲线中，可清楚的判断，NiO、FeO及Cr₂O₃可先后氧化铁水中的Si，因此从热力学的观点分析，含铬镍的固体氧化物可用于铁水脱硅，并可回收镍及少量的铬。

表1：不锈钢各工序废弃物成分(单位：质量百分含量)

品名

FeO

Fe2O3

Cr2O3

NiO

SiO2

S

混酸氧化铁粉

28～32

15～20

2.0～2.5

0.1～0.6

≤0.05

≤0.060

抛丸除尘粉

10～20

35～40

10～15

2.0～3.5

≤0.05

≤0.060

不锈钢炼钢除尘灰

6～12

18～27

8.0～12

1.0～1.5

≤0.04

≤0.060

热轧氧化铁鳞

38～45

7～12

2.0～5.0

1.2～1.8

1.0～1.5

≤0.060

表1中的混酸氧化铁粉、抛丸除尘粉、不锈钢炼钢除尘灰和热轧氧化铁鳞，除含有上述FeO、Fe₂O₃、Cr₂O₃、NiO、SiO₂和S等组分外，还含有CaO、MgO、MnO、H₂O、Fe₃O₄等各化学元素的氧化物质及其复合氧化物。

实际铁水脱磷要复杂许多。如仅从图4的Ellingham图即氧化物的标准生成自由焓增量的正负程度分析，只有NiO可与氧化铁水中的磷反应，而FeO不能，Cr₂O₃更不能。但从炼钢工艺知道，在有添加剂或固定剂(如CaO)的情况下，FeO可以脱磷。这是因为CaO与P₂O₅反应生成稳定的3CaO·P₂O₅或4CaO·P₂O₅，从而大大减小了渣中P₂O₅的活度。在有石灰的条件下，P₂O₅脱磷需用下述反应及相应的自由焓增量的表达式判断：

3(CaO)+2[P]+5/3(Cr₂O₃)＝(3CaO·P₂O₅)+10/3[Cr]

4(CaO)+2[P]+5/3(Cr₂O₃)＝(4CaO·P₂O₅)+10/3[Cr]

ΔG⁰ ₃₁＝419763-153.63T＝-RTlnK₃₁

其中：K₃₁＝a_(3CaO·P2O5)·a_[Cr] ^10/3/{a_(CaO) ³·a_(Cr2O3) ^5/3·a_[P] ²}

在1300℃(1573K)，K₃₁＝1.21×10^-6

K₃₁很小，说明Cr₂O₃的脱磷反应很难进行。

另外，含铬/镍固体氧化物中的Cr₂O₃还可能和石灰中的CaO发生反应，消耗石灰，其反应方程式如下：

(Cr₂O₃)+(CaO)＝(CaCr₂O₄)

ΔG^θ ₃₂＝-2399730+467.145T

而：CaCr₂O₄很稳定，也不能进行氧化脱磷，可从下式看出：

5/3(CaCr₂O₄)+4/3(CaO)+2[P]＝(3CaO·P₂O₅)+10/3[Cr]

及：

5/3(CaCr₂O₄)+7/3(CaO)+2[P]＝(4CaO·P₂O₅)+10/3[Cr]

ΔG^θ ₃₄＝4419313-624.945T＝-RTlnK₃₄

同样：计算在1300℃的K₃₄＝5.1×10^-11

K₃₄更小，说明CaO与Cr₂O₃反应后生成CaCr₂O₄完全失去了脱磷活性。

因此，从热力学观点分析，含铬镍的固体氧化物中的Cr₂O₃在铁水脱磷中无正面作用。

从动力学分析，Cr₂O₃及其盐类化合物CaCr₂O₄的熔点都很高，前者高达2266℃，后者也达2090℃，这些高熔点物质会使炉渣变粘，对铁水脱磷过程有一定的不利影响。

由铁水脱硅、脱磷的动力学分析知道，脱硅、脱磷剂的熔化性直接影响反应的速率。即，熔点低，化渣条件好，脱硅、脱磷反应的速度快。而含铬镍的固体氧化物(下面简称为CNFe)的加入，必然会对原有脱硅、脱磷剂的熔化性产生影响，故对含镍铬脱硅、脱磷剂的熔化性进行研究。研究结果如图5、图6、图7所示。

由图8、图9及图10的曲线显示，含石灰的脱硅剂的软化温度、半球点温度及全熔温度均随着CNFe替代率的增大而逐渐升高。其软化温度、半球点温度与CNFe替代率近似成线性关系；而其全熔温度在CNFe替代率75％处出现转折点，超过75％替代率后脱硅剂的全熔温度急剧升高。当替代率超过75％以后，出现分熔现象，这是由脱硅剂中Cr₂O₃、CaCr₂O₄及NiO等高熔点物质造成。

随着CNFe替代率的增加，高氧化铁含量的脱磷剂的软化温度、半球点温度及全熔温度变化异常显著，其全熔温度升高了300多度。当含铬镍的固体氧化物的替代率超过40％以后，同一种脱磷剂的熔化区间(即从初熔至全熔的温度范围)也长达250℃以上。图8、图9和图10曲线，显示了两种脱磷剂的各种熔化温度随CNFe替代率增加的变化情况及不同的变化趋势。

高氧化铁含量的脱磷剂的软化温度、半球点温度及全熔温度均随CNFe替代率的增加而升高，当CNFe替代率达20～25％时，脱磷剂的全熔温度急剧升高，熔化区间变长并出现分熔现象。对于中氧化铁含量的脱磷剂，其软化温度、半球点温度及全熔温度随CNFe替代率的增加，总体上升降不明显。在前阶段三种温度均呈现缓慢下降趋势，当CNFe替代率达40％以后，随着替换率的增加，温度回升且未出现分熔现象。从脱磷剂的熔化性变化趋势可以看出，铁氧化物在脱磷剂原料中所占配比越大，则含铬镍的固体氧化物对烧结矿粉的替代率对脱磷剂熔化性的影响越大。

根据上述实验室试验结果及相关理论研究结论，我们以“中氧化铁含量”为脱磷剂配比原则进行脱磷剂配比：采用CaO：40～50％；CaF₂：4～8％；Fe₂O₃：45～50％(其中：含铬镍固体氧化物CNFe：20～25％)的配比进行铁水罐喷吹脱磷，在实验室试验和工业性试验中全部达到了脱磷目标值([P]_终点≤0.010％)。而含铬镍固体氧化物CNFe替代Fe₂O₃的替代率达47～51％。故用含铬镍的固体氧化物替代50％不含铬镍的固体氧化物是可行的。

根据上述研究结果，本发明开发了一种氧化铁含量适中的含铬/镍固体氧化物的铁水脱硅剂，回收利用钢铁企业内各工序废弃的含铬、镍固体氧化物进行铁水脱硅剂制备和使用的方法。该脱硅剂的特点在于可适应铁水预处理前高炉或COREX炉铁水含硅量在[Si]＝0.2～0.8％的波动(传统脱硅/脱磷剂要求[Si]初始最大≤0.3％)，在进行脱硅预处理时；脱硅率达到70％以上。从而达到冶炼低硅不锈钢的目的。

本发明脱硅剂的制备方法为：

(1)混酸氧化铁粉收集；

(2)抛丸除尘粉收集；

(3)不锈钢炼钢除尘灰收集；

(4)热轧氧化铁鳞收集；

(5)铁水脱硅剂的制备：

如图11所示，上述4种材料经原料准备后进入脱硅剂的制备阶段，首先按脱硅剂配料比例称重混合，然后进行烘烤，最好控制要求水份含量≤3％，再进行充分的混匀搅拌，混匀后形成成品脱硅剂，用气力运输槽罐车吸入罐车运输至铁水脱硅场所，如铁水倒罐站，用气力输送方式上料至脱硅料仓，进行铁水脱硅使用。

最好的，对该成品脱硅剂质量进行如下控制：

1)加工后成品铁水脱硅剂入仓时水份含量≤3％；

2)混匀搅拌充分，铁水脱硅剂入仓无堆积分层现象；

3)每批次脱硅剂生产量按铁水脱硅产能实际需求进行生产，脱硅剂入仓后存仓时间≤36小时；

4)用于脱硅剂运输的气力运输槽罐车须保持清洁，严禁使用曾装载过镁粉、电石粉等易爆物质的车辆装载、运输及上料。

显然，简单的，也可以，将收集到的混酸氧化铁粉、抛丸除尘粉、不锈钢炼钢除尘灰和热轧氧化铁鳞这四项固体废弃物，烘干水分，按重量份数比例称取上述四项固体废弃物，机械粉碎，搅拌混合均匀，烘干水分，即可制得本发明的铁水脱硅剂。

本发明还公开了一种铁水脱硅方法，可以采用本行业通用的工艺进行，例如高炉炉外抛撒法脱硅法、COREX炉炉外喷吹法脱硅法、鱼雷型铁水运输罐喷吹脱硅法、铁水倒罐混冲脱硅法、铁水罐喷吹脱硅法和铁水罐气体搅拌脱硅法等。其改进之处在于，所采用的铁水脱硅剂，由下述组分按重量份数组成：

混酸氧化铁粉        10～20份；

抛丸除尘粉          15～25份；

不锈钢炼钢除尘灰    10～20份；

热轧氧化铁鳞        40～60份。

在本发明中，未具体加以描述的工艺及设备等均是本行业常规使用的。

本发明技术方案的优点主要体现在以下几方面：

本发明应用于所有铁水预处理工序，除了具有很强的脱硅功能外，还具有改善铁水反应氧化性气氛的功能，可提供铁水脱硅工艺所要求的氧化性条件、均匀化渣条件和热力学反应条件，达到降低铁水中硅的目的；且该配方所有原料均为使用钢铁企业各不锈钢生产环节生产带出的含铬镍固体废弃物，是一种资源易得、制作与使用方便、成本低廉且有利于镍资源再回收与促进环保的铁水脱硅。同时对废弃物进行了回收再加工利用，节约成本且减少了废弃物的排放量。

在本发明中，使用含铬镍固体氧化物，可使脱硅终点铁水含镍量在原有镍含量的基础上小幅增加5％～8％，增镍量为0.001～0.003％；对于冶炼不锈钢，可相应减少后工序冶炼过程中的镍配入量，降低生产成本。

附图说明

图1是不锈钢炼钢除尘灰产出的生产流程图；

图2是热轧氧化铁鳞产出的生产流程图；

图3是混酸氧化铁粉、抛丸除尘粉产出的生产流程图；

图4是氧化物的标准生成自由焓增量随温度变化Ellingham图；

图5是CNFe的替代率对脱硅剂软化温度的影响图；

图6是CNFe的替代率对脱硅剂半球点温度的影响图；

图7是CNFe的替代率对脱硅剂全熔温度的影响图；

图8是CNFe的替代率对脱磷剂软化温度的影响图；

图9是CNFe的替代率对两种脱磷剂半球点温度的影响图；

图10是CNFe的替代率对两种脱磷剂全熔温度的影响图；

图11是本发明脱硅剂的制备流程图。

具体实施方式

原料收集

(1)混酸氧化铁粉收集：

冷轧厂混酸再生站废酸处理后沉淀出的混酸氧化铁粉干燥后回收入仓，由气力运输槽罐车吸入罐车运输至脱硅剂加工场；按脱硅剂配料比例与抛丸除尘粉预混合，混合后入储料仓备用。

预混合要求混合充分，两个料种无堆积分层现象；因混酸氧化铁粉颗粒度小且堆积密度低，制备过程中须考虑混酸氧化铁粉制备过程中的扬尘损失量约3％。

(2)抛丸除尘粉收集：

冷轧厂破鳞工序和抛丸工序除尘过程中产出的抛丸除尘粉，由除尘布袋回收进入粉尘仓，由卡车运输至脱硅剂加工场；按脱硅剂配料比例与混酸氧化铁粉预混合，混合后入储料仓备用。

预混合要求混合充分，两个料种无堆积分层现象。

(3)不锈钢炼钢除尘灰收集：

不锈钢炼钢除尘灰来源于不锈钢炼钢EAF、AOD、VOD等工序，分别由EAF静电除尘器、AOD干式除尘器和VOD布袋除尘机在除尘过程中产出并分储于不同的粉尘集灰仓，由气力运输槽罐车吸入罐车运输至脱硅剂加工场；先使用40目网筛进行混杂料的筛除，然后进行不锈钢炼钢除尘灰的预混合，如一个批次仅为某一种工序产出的炼钢除尘灰则不需预混合，混匀后进行干燥处理，干躁后入仓备用。

混合要求两种以上不同类型的不锈钢炼钢除尘灰混合后无堆积明显分层现象。而由于VOD真空处理过程中其除尘灰中镍含量较低的特性，原则上1个批次中VOD除尘灰使用比例控制在低于炼钢除尘灰总量的30％以内。

(4)热轧氧化铁鳞收集：

热轧厂在板坯粗轧前和精轧前除鳞处理工序产出的热轧氧化铁鳞，经氧化铁鳞沉淀池沉淀后，由卡车运输至脱硅剂加工场；先使用40目网筛进行混杂物筛除，然后进行干燥和烘烤处理，使其水份小于5％；再进行分级颗粒筛选，第1道为≤5mm粗颗粒筛选、第2道为≤3mm颗粒筛选、第3道为40目颗粒筛选，符合配料使用要求的小颗粒进仓备用，大颗粒物进行研磨处理至符合配料使用要求，筛选后的颗粒要求见表2。

表2

颗粒度	＞5mm	＞4mm	1mm≤颗粒≤3mm	＜100μm
					比例，％	0	≤0.5	≤10	≤10

实施例1

铁水脱硅剂的制备

工艺流程如图11所示，将上述4种材料经原料准备后进入脱硅剂的制备阶段，首先按表3中实施例1对应栏中脱硅剂各原料配料比例称重混合，然后进行烘烤，最好控制要求水份含量≤3％，再进行充分的混匀搅拌，混匀后形成成品脱硅剂，用气力运输槽罐车吸入罐车运输至铁水脱硅场所，如铁水倒罐站，用气力输送方式上料至脱硅料仓，进行铁水脱硅使用。

对该成品脱硅剂质量进行如下控制：

1)加工后成品铁水脱硅剂入仓时水份含量≤3％。

2)混匀搅拌充分，铁水脱硅剂入仓无堆积分层现象。

3)每批次脱硅剂生产量按铁水脱硅产能实际需求进行生产，脱硅剂入仓后存仓时间≤36小时。

4)用于脱硅剂运输的气力运输槽罐车须保持清洁，严禁使用曾装载过镁粉、电石粉等易爆物质的车辆装载、运输及上料。即可得到本发明的铁水脱硅剂。

进一步的，对本发明实施例1铁水脱硅剂的理化指标进行检测，具体数据详见表4。

实施例2

铁水脱硅剂的制备

工艺流程如图11所示，按表3中实施例2对应栏中脱硅剂各原料配料比例称重，采用实施例1相同的方法，即可制备得到本发明的铁水脱硅剂。

进一步的，对本发明实施例2铁水脱硅剂的理化指标进行检测，具体数据详见表4。

实施例3

铁水脱硅剂的制备

将收集到的混酸氧化铁粉、抛丸除尘粉、不锈钢炼钢除尘灰和热轧氧化铁鳞这四项固体废弃物，烘干水分，按表3中实施例3对应栏中对应比例称取上述四项固体废弃物，机械粉碎，搅拌混合均匀，烘干水分，即可制得本发明的铁水脱硅剂。

进一步的，对本发明实施例3铁水脱硅剂的理化指标进行检测，具体数据详见表4。

表3：铁水脱硅剂成品配比表

	混酸氧化铁粉	抛丸除尘粉	不锈钢炼钢除尘灰	热轧氧化铁鳞
					实施例1	15重量份	20重量份	15重量份	50重量份
实施例2	10重量份	20重量份	10重量份	60重量份
					实施例3	20重量份	20重量份	20重量份	40重量份

表4：铁水脱硅剂具体理化指标数据表

	∑Fe	FeO	Fe2O3	SiO2	S	P	Cr2O3	NiO
									实施例1	55.1	53.2	1.8	0.81	0.043	0.085	6.52	1.63
实施例2	59.6	58.4	1.0	0.89	0.055	0.101	7.68	1.78
									实施例3	50.9	49.3	1.4	0.63	0.038	0.074	4.01	1.45

实施例4

铁水脱硅

采用铁水倒罐混冲脱硅法对铁水进行脱硅，其中所用的脱硅剂为本发明实施例1所制备的铁水脱硅剂。

铁水倒罐混冲脱硅法为在鱼雷罐向铁水罐兑铁水时，将脱硅剂投入铁水流注，利用高温铁水的热力学条件和铁水流注的动力学条件熔化固体脱硅剂并使之与铁水发生化学反应，脱除铁水中的硅。该方法为本行业通用的一种铁水脱硅法。

铁水脱硅剂加入量按以下静态参数，如表5所示。

表5：铁水倒罐混冲脱硅法使用铁水脱硅剂加入量静态参数表

工艺要点：

A、要求均匀投料于铁水，使其与铁水充分反应，避免喷溅；

B、倒罐作业中，当铁水罐翻腾激烈时，应同时降低倒罐速度及脱硅料的加入速度；当渣子将溢出罐口时，立即停止倒罐和投加料。

C、铁水温度T≤1300℃时，禁用此铁水脱硅剂。

本实施例所用的脱硅剂为本发明实施例1所制备的铁水脱硅剂，共进行了5罐铁水的运用；铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率详见下表6。

表6：实施例4中铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率一览表

实施例5

铁水脱硅

采用脱磷站喷吹脱硅法对铁水进行脱硅，其中所用的脱硅剂为本发明实施例1所制备的铁水脱硅剂。

脱磷站喷吹脱硅法是一种在同一工位分阶段进行喷吹脱硅和喷吹脱磷的铁水预处理方法。在脱硅阶段，主要是利用喷枪向铁水深部喷入固体脱硅剂，用高压载气(常规方法使用氮气)的动能在铁水罐内产生强搅拌，用氧枪吹氧控制铁水脱硅处理的过程温度。利用高温铁水的热能和氧枪吹氧产生的化学反应热带来的热力学条件，利用N2气搅拌产生的动力学条件熔化固体脱硅剂并使之与铁水发生化学反应，脱除铁水中的[Si]。完成脱硅后，在扒除脱硅渣后再进行铁水脱磷。该方法为本行业通用的一种铁水脱硅法。

铁水脱硅剂加入量按以下静态参数，如表7所示。

表7：脱磷站喷吹脱硅法使用铁水脱硅剂加入量静态参数表

工艺要点：

A、喷吹/搅拌脱硅过程中，当铁水液面翻腾激烈时，应降低喷吹速度并暂停加料；当渣子将溢出罐口时，立即停止处理。

B、最大投入量规定：脱硅最大投入量≤30kg/t铁；

C、在铁水温度T≤1200℃时，禁用脱硅料。

D、氧气使用规定：站脱硅最大氧量限制为常规FeO吹氧量的75％。

本实施例所用的铁水脱硅剂为本发明实施例1所制备的铁水脱硅剂，共进行了5罐铁水的运用；铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率详见下表8。

表8：实施例5中铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率一览表

实施例6

铁水脱硅

采用铁水倒罐混冲脱硅法对铁水进行脱硅，其中所用的脱硅剂为本发明实施例2所制备的铁水脱硅剂。

铁水倒罐混冲脱硅法及其工艺要点、采用本发明的铁水脱硅剂之加入量静态参数表同实施例4，具体数据见表5。

本实施例所用的脱硅剂为本发明实施例2所制备的铁水脱硅剂，共进行了8罐铁水的运用；铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率详见下表9。

表9：实施例6中铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率一览表

实施例7

铁水脱硅

采用脱磷站喷吹脱硅法对铁水进行脱硅，其中所用的脱硅剂为本发明实施例2所制备的铁水脱硅剂。

脱磷站喷吹脱硅法及其工艺要点、采用本发明的铁水脱硅剂之加入量静态参数表同实施例5，具体数据见表7。

本实施例所用的脱硅剂为本发明实施例2所制备的铁水脱硅剂，共进行了8罐铁水的运用；铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率详见下表10。

表10：实施例7中铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率一览表

实施例8

铁水脱硅

采用铁水倒罐混冲脱硅法对铁水进行脱硅，其中所用的脱硅剂为本发明实施例3所制备的铁水脱硅剂。

铁水倒罐混冲脱硅法及其工艺要点、采用本发明的铁水脱硅剂之加入量静态参数表同实施例4。具体数据见表5。

本实施例所用的脱硅剂为本发明实施例3所制备的铁水脱硅剂，共进行了4罐铁水的运用；铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率详见下表11。

表11：实施例8中铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率一览表

实施例9

铁水脱硅：采用脱磷站喷吹脱硅法对铁水进行脱硅，其中所用的脱硅剂为本发明实施例3所制备的铁水脱硅剂。

脱磷站喷吹脱硅法及其工艺要点、采用本发明的铁水脱硅剂之加入量静态参数表同实施例5。具体数据见表7。

本实施例所用的脱硅剂为本发明实施例3所制备的铁水脱硅剂，共进行了5罐铁水的运用；铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率详见下表12。

表12：实施例9中铁水条件、处理量及脱硅剂的加入量、消耗值、终点[Si]、脱硅率一览表

不锈钢炼钢厂进行了实际应用，使用效果良好。

从实际使用情况汇总数据得到，采用本发明的铁水脱硅剂，在原材料设计配比所列的标准偏差范围内(分别按主要氧化物成分的最大值、最小值、平均值)进行实际配比使用、在设计的工艺参数和技术标准下、在含铬/镍固体氧化物脱硅剂加入量设定范围内，在铁水倒罐站混冲脱硅、铁水脱磷站喷吹站脱硅工艺条件下的铁水脱硅率达到了预设标准要求，也达到了使用常规脱硅剂时的各项辅材的消耗水平，详见表13。

表13：使用本发明铁水脱硅剂时的各项辅材的消耗水平

在实际使用中证明，采用本设计的铁水脱硅剂对安全生产和环境保护无不利影响。

毫无疑问，本发明，还可以具有多种变换及改型，并不限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (4)

1.一种铁水脱硅剂，其特征在于，由下述组分按重量份数组成：

混酸氧化铁粉        10～20份;

抛丸除尘粉          15～25份;

不锈钢炼钢除尘灰    10～20份;

热轧氧化铁鳞        40～60份；

其中，

所述的混酸氧化铁粉,按重量百分比，含有下述组分：

FeO       28～32%;

Fe₂O₃     15～20%;

Cr₂O₃     2.0～2.5%;

NiO       0.1～0.6%;

SiO₂      ≤0.05%;

S         ≤0.060%；

所述的抛丸除尘粉,按重量百分比，含有下述组分：

FeO       10～20%；

Fe₂O₃    35～40%；

Cr₂O₃     10～15%；

NiO       2.0～3.5%；

SiO₂      ≤0.05%；

S         ≤0.060%；

所述的不锈钢炼钢除尘灰,按重量百分比，含有下述组分：

FeO       6～12%；

Fe₂O₃     18～27%；

Cr₂O₃     8～12%；

NiO     1.0～1.5%；

SiO₂    ≤0.04%；

S       ≤0.060%；

所述的热轧氧化铁鳞,按重量百分比，含有下述组分：

FeO     38～45%;

Fe₂O₃   7～12%;

Cr₂O₃   2.0～5.%;

NiO     1.2～1.8%；

SiO₂    1.0～1.5%；

S       ≤0.060%。

2.如权利要求1所述的铁水脱硅剂，其特征在于，由下述组分按重量份数组成：

混酸氧化铁粉        14～16份;

抛丸除尘粉          18～22份;

不锈钢炼钢除尘灰    14～16份;

热轧氧化铁鳞        48～52份。

3.一种铁水脱硅的方法,采用铁水脱硅剂进行脱硅，其特征在于，所述的脱硅剂为权利要求1或2所述的铁水脱硅剂。

4.如权利要求3所述的铁水脱硅的方法，其特征在于，所述的铁水脱硅方法选自高炉炉外抛撒法脱硅法、高炉炉外喷吹法脱硅法、鱼雷型铁水运输罐喷吹脱硅法、铁水倒罐混冲脱硅法、铁矿石熔融还原炼铁炉炉外喷吹法脱硅法、铁水罐喷吹脱硅法、脱磷站喷吹脱硅法和铁水罐气体搅拌脱硅法中的一种。

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