CN102719619A - 一种铁水脱硅工艺方法 - Google Patents

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栗红
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Abstract

本发明公开一种铁水脱硅工艺方法，向铁水中喷入一定量的CO2气体或CaCO3微粉。利用CO2气体或CaCO3微粉所产生的细小、弥散的CO2气泡作为铁水脱硅主剂进行铁水预脱硅处理。既不需要复杂大型的设备，也不会消耗大量的固态脱硅剂，节能环保；同时不消耗铁液中的其它主要元素，对后续转炉炼钢的平稳进行提供了保障，又能创造良好的脱磷条件。此方法可以减少固态脱硅剂耗量大、温降大、引入杂质元素等不利影响，既节约了生产成本，又节能环保，同时可实现铁水快速、高效脱硅。

Description

一种铁水脱硅工艺方法
技术领域
本发明涉及一种铁水脱硅技术，特别涉及应用CO2气体脱除铁水中的硅，属于钢铁冶金技术领域。
背景技术
铁水预脱硅技术是基于铁水预脱磷技术而发展起来的，铁水中硅优先于磷与氧结合，故脱磷必先脱硅。
现在的脱硅技术以氧化性固体材料为脱硅剂，采用直接投入使用或者气体载粉喷吹入铁水的方式进行脱硅，两种方式所需要消耗的脱硅剂量较大，除正常加入脱硅剂外，还需加入辅助剂化渣，例如专利文献CN101096719中通过喷枪，用氧气作载气，将固态脱硅剂吹入铁水进行脱硅处理，该脱硅剂的成分质量百分比为：烧结矿粉50％～65％，石灰粉20％～35％，萤石粉5％～10％；含氧气体也作为气体氧化剂；另外，气体载粉方式喷入铁水的方式需要辅助设备，并且对粉剂规格要求较高。例如文献：穆艳春.陈树国.曾静.济钢三炼钢铁水脱硅工艺设计[J]，山东冶金，2008，(30)：139-140，文献中提到济钢第三炼钢厂把脱硅剂用气体输送到铁水罐中，利用倒铁水过程中铁水搅拌势能，实现铁水和脱硅剂的充分接触，脱硅效果很好，但是脱硅剂精矿粉要求粒度0～5mm占92.68％，0.5mm～1mm占7.32％，石灰粉要求粉粒较细，全部小于2mm，这无疑增加了脱硅成本；同时用氧化性固体材料进行脱硅，还会氧化碳、锰等元素并带入其他杂质，造成元素损失并使铁水的纯净度下降。例如文献：付博.张婕.丛玉伟.张永茂.固体脱硅剂的应用效果研究[J]，炼钢，2002，18(4)：36-39.文献中分析了氧化铁皮、污泥粉、烧结矿粉作为脱硅剂的使用效果，脱硅剂的加入会造成铁水的温降，碳、锰的部分氧化，也存在着回硫、磷、增碳的问题。
综上所述，固态脱硅剂脱硅方法存在着不足之处，耗量大、加入后有温降和部分杂质元素的回升，不利于少渣纯净冶炼；为提高脱硅剂的利用效率，需要外加辅助喷吹和搅拌设备，喷吹时对脱硅剂规格要求很高，增加了成本；脱硅过程中不可避免造成锰、碳等一些希望保留元素的损失。如何实现铁水快速脱硅，并且减少固态脱硅剂所带来的不利影响，是一项急待解决的技术难题。
发明内容
本发明提供一种利用CO2气体进行铁水脱硅方法。此方法可以减少固态脱硅剂耗量大、温降大、引入杂质元素等不利影响，既节约了生产成本，又节能环保，同时可实现铁水快速、高效脱硅。
为了解决上述技术问题，本发明主要是利用CO2气体进行铁水脱硅处理，CO2气体具有一定的氧化性，经热力学计算可用来作为铁水脱硅主剂，其优点在于用它进行铁水预脱硅处理，既不需要复杂大型的设备，也不会消耗大量的固态脱硅剂，节能环保；同时不消耗铁液中的其它主要元素，对后续转炉炼钢的平稳进行提供了保障，又能创造良好的脱磷条件。
本发明是这样实现的：
根据铁水含硅量要求，以一定压力、流量向铁水中喷入一定量CO2气体。
所述的CO2气体喷入方式有两种方式：
(1)喷吹单一的CO2气体。
采用此种方式，CO2气体在铁水脱硫站、混铁车、铁水包、转炉位置采用顶吹或底吹方式喷入，喷吹时间为5～15min。
(2)喷吹CaCO3微粉分解产生CO2气体。
采用此种方式，CO2气体的喷入是利用气体中作为载体将CaCO3微粉喷入铁水中，利用CaCO3微粉所产生的细小、弥散的CO2气泡与铁液中的硅充分反应，进行脱硅处理。喷吹时间为5～15min。
所述的喷吹气体(包括载体)压力为0.5～1.5Mpa，流量为300～1000m3/min。
所述的CaCO3微粉粒度要小于0.5mm。
1、操作简单易行；
2、脱硅剂成本低、设备简单；
3、脱硅有选择性，可以保留其他发热元素，不造成铁损失；
4、脱硅效果明显，可以进行深脱硅，为脱磷提供有利热力学条件。
具体实施方式
向铁水中喷吹单一CO2气体，通过改变喷吹参数，做了6组对比试验，铁水质量为200吨，试验结果如下：
方案1：流量为600m3/min，喷吹压力为0.8MPa，喷吹5分钟。
表1铁水CO2脱硅元素含量变化
硅含量明显降低，其他元素含量变化很小，铁水脱硫前喷吹脱硅率达到34％，铁水脱硫后喷吹脱硅率达到37％。
方案2：流量为650m3/min，喷吹压力为1.1MPa，喷吹10分钟；
表2铁水CO2脱硅元素含量变化
硅含量明显降低，其他元素含量变化很小，铁水脱硫前喷吹脱硅率达到48％，铁水脱硫后喷吹脱硅率达到48％。
方案3：流量为700m3/min，喷吹压力为1.2MPa，喷吹15分钟。
表3铁水CO2脱硅元素含量变化
Figure BSA00000462589800041
硅含量明显降低，其他元素含量变化很小，铁水脱硫前喷吹脱硅率达到49％，铁水脱硫后喷吹脱硅率达到49％。
向铁水中喷吹CaCO3微粉产生CO2气体，通过改变喷吹参数，做了6组对比试验，铁水质量为200吨，试验结果如下：
方案4：CaCO3微粉粒度0.05mm～0.5mm，载气种类为CO2，气体流量为600m3/min，喷吹压力为0.5MPa，喷吹时间5分钟，喷入量为4吨。
表4铁水CaCO3脱硅元素含量变化
Figure BSA00000462589800042
硅含量明显降低，其他元素含量变化很小，铁水脱硫前喷吹脱硅率达到40％，铁水脱硫后喷吹脱硅率达到47％。
方案5：CaCO3微粉粒度0.01mm～0.05mm，载气种类为CO2，气体流量为650m3/min，喷吹压力为1.0MPa，喷吹时间10分钟，喷入量为6吨。
表5铁水CaCO3脱硅元素含量变化
Figure BSA00000462589800043
硅含量明显降低，其他元素含量变化很小，铁水脱硫前喷吹前脱硅率达到52％，铁水脱硫后喷吹脱硅率达到54％。
方案6：CaCO3微粉粒度小于0.01mm，载气种类为CO2，气体流量为700m3/min，喷吹压力为1.5MPa，喷吹时间15分钟，喷入量为8吨。
表6铁水CaCO3脱硅元素含量变化
Figure BSA00000462589800051
硅含量明显降低，其他元素含量变化很小，铁水脱硫前喷吹脱硅率达到59％，铁水脱硫后喷吹脱硅率达到59％。

Claims (4)

1.一种铁水脱硅工艺方法，其特征在于：向铁水中喷入CO2气体。
2.根据权利要求1所述的铁水脱硅工艺方法，其特征在于：CO2气体在铁水脱硫站、混铁车、铁水包、转炉位置采用顶吹或底吹方式喷入，喷吹时间为5～15min。
3.根据权利要求1或2所述的铁水脱硅工艺方法，其特征在于：CO2气体的喷入是以气体为载体将CaCO3微粉喷入铁水中，利用CaCO3微粉所产生的细小、弥散的CO2气泡与铁液中的硅充分反应，进行脱硅处理，喷吹时间为5～15min。
4.根据权利要求3所述的铁水脱硅工艺方法，其特征在于，所述的CaCO3喷入量为4～8吨。
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