CN103525967B - 复合喷吹方解石与钝化颗粒镁的铁水预处理脱硫工艺 - Google Patents

复合喷吹方解石与钝化颗粒镁的铁水预处理脱硫工艺 Download PDF

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Abstract

一种复合喷吹方解石与钝化颗粒镁的铁水预处理脱硫工艺，属于炼钢工业领域。本发明的目的是采用方解石替代现有铁水预处理的脱硫剂中石灰，重新配制脱硫剂的复合喷吹方解石与钝化颗粒镁的铁水预处理脱硫工艺。本发明将方解石破碎为粒度低于1毫米比例大于100%，在喷吹时方解石与颗粒镁的料比例控制在6:1至9:1，颗粒镁给料速度控制在6至8.5kg/min，方解石给料量控制在41.5至54kg/min，总供料速度控制在60kg/min；采用直筒喷枪，其头部离包罐底部设定为300mm；脱硫喷吹过程中的粉气比可达到120kg/m3。本发明提高的钝化镁的利用率，提高了脱硫效率，降低颗粒镁的消耗，降低脱硫成本。方解石为天然矿物，破碎成合格粒度后可直接使用，不需要额外加工费用，价格是石灰的四分之一。

Description

复合喷吹方解石与钝化颗粒镁的铁水预处理脱硫工艺
技术领域
本发明属于炼钢工业领域。
背景技术
目前铁水预处理脱硫技术主要有三种，KR法、单吹颗粒镁、复合喷吹镁基脱硫剂法。喷吹法是用喷枪以气体为载体将脱硫粉剂喷吹到铁水深部，以搅动铁水与脱硫剂充分混合的脱硫方法。复合喷吹是将两种或几种脱硫粉剂用各自专用的喷粉罐，经称量后再输送到同一根喷枪中进行喷吹的脱硫工艺。其特点是脱硫粉剂的配比可根据现场的需求灵活调整，粉剂消耗低、控制稳定、调节灵活、设备高效、喷溅少、渣量少、铁损少、脱硫效果好。复合喷吹常用的脱硫剂有碳化钙，颗粒镁，生石灰。
碳化钙成本较高，现在已经很少使用；颗粒镁脱硫吨钢耗料量较小，脱硫消耗低；石灰运输与储存要求较高，否则石灰容易发生潮解，变质堵塞喷枪，且石灰需要使用石灰石烧制，成本较高。方解石为天然矿物，粒度容易控制，成本低。且在喷吹过程中发生分解生成二氧化碳气泡对铁液搅拌，加强脱硫反应进行。
目前复合喷吹法主要使用石灰与颗粒镁作为脱硫剂，但石灰流动性差，在料罐易“架桥”堵料，同时石灰极易吸水潮解，潮解生成的Ca（OH）2，不但影响脱硫效果，而且污染环境。同时在石灰脱硫过程中，铁水中的Si被氧化生成SiO2，SiO2将与CaO作用生成2CaO.SiO2，相应的消耗了有效CaO量，而且在石灰粉粒表面形成致密的2CaO.SiO2阻碍了[S]向CaO粉粒的扩散，影响了脱硫速度和脱硫效率。
为了解决石灰易潮解、变质的问题，采用硅油钝化石灰以达到防止石灰变质、潮解的目的，但钝化工艺较难控制，且需要额外费用购置钝化设备，造成原料价格很高。
发明内容
本发明的目的是采用方解石替代现有铁水预处理的脱硫剂中石灰，重新配制脱硫剂的复合喷吹方解石与钝化颗粒镁的铁水预处理脱硫工艺。
本发明将方解石破碎为粒度低于1毫米比例大于100%，在喷吹时方解石与颗粒镁的料比例控制在6:1至9:1，颗粒镁给料速度控制在6至8.5kg/min，方解石给料量控制在41.5至54kg/min，总供料速度控制在60kg/min；采用直筒喷枪，其头部离包罐底部设定为300mm；脱硫喷吹过程中的粉气比可达到120kg/m3。
本发明方解石为天然矿物，不会潮解变质，不需要特殊的存放条件，无使用时限，不污染环境。方解石在653℃条件下（铁水温度一般为1320℃）受热分解为CaO与CO2，在铁水中迅速开裂为小颗粒，不会阻碍[S]向CaO粉粒的扩散，同时产生CO2气泡，对铁液进行搅拌，加强的反应的动力学条件，提高的钝化镁的利用率，提高了脱硫效率，降低颗粒镁的消耗，降低脱硫成本。方解石为天然矿物，破碎成合格粒度后可直接使用，不需要额外加工费用，价格是石灰的四分之一。
具体实施方式
本发明将方解石破碎为粒度低于1毫米比例大于100%，在喷吹时方解石与颗粒镁的料比例控制在6:1至9:1，颗粒镁给料速度控制在6至8.5kg/min，方解石给料量控制在41.5至54kg/min，总供料速度控制在60kg/min；采用直筒喷枪，其头部离包罐底部设定为300mm；脱硫喷吹过程中的粉气比可达到120kg/m3。
其中喷吹时方解石与颗粒镁的最佳料比例控制在7.2:1，颗粒镁给料速度控制在8.02kg/min，方解石给料量控制在51kg/min。
使用方解石与钝化颗粒镁作为脱硫剂，方解石流动性好，不发生潮解，不会对环境造成污染，方解石受热分解为CaO与CO2，在铁水中迅速开裂为小颗粒，不会阻碍[S]向CaO粉粒的扩散，同时产生CO2气泡，对铁液进行搅拌，加强的反应的动力学条件，提高了脱硫效率。
方解石粒度保证低于1毫米比例大于100%，在喷吹时方解石与颗粒镁的料比例控制在6:1至9:1，可根据实际脱硫效果进行调整，颗粒镁给料速度控制在6至8.5kg/min，方解石给料量控制在41.5至54kg/min，总供料速度控制在60kg/min。采用直筒喷枪，其头部离包罐底部设定为300mm。脱硫喷吹过程中的粉气比可达到120kg/m3。
现有工艺化学反应方程式：
CaO（s）＋[S]＋C＝CaS（s）＋CO                    （1）
4CaO（s）＋2[S]＋[Si]＝2CaS（s）＋2CaO.SiO2（s）     （2）
[Mg]＋[S]＝MgS（s）                                      （3）
石灰的反应（2）生成了致密的硅酸二钙壳层，降低了石灰的脱硫反应速率。
本发明化学反应方程式：
CaCO3＝CaO（s）＋CO2                                                         （1）
CaO（s）＋[S]＋C＝CaS（s）＋CO                    （2）
4CaO（s）＋2[S]＋[Si]＝2CaS（s）＋2CaO.SiO2（s）     （3）
[Mg]＋[S]＝MgS（s）                                      （4）
方解石受热分解立刻碎裂成小颗粒不会形成硅酸二钙壳层，不会降低石灰的脱硫反应速率。
与现有工艺对比，方解石可直接使用，省去烧制与钝化流程，方解石粉碎后可长期储存而不变质，其价格是钝化石灰的1/4左右。

Claims (1)

1.一种复合喷吹方解石与钝化颗粒镁的铁水预处理脱硫工艺，其特征在于：将方解石破碎为粒度低于1毫米，在喷吹时方解石与颗粒镁的料比例控制在6:1至9:1，颗粒镁给料速度控制在6至8.5kg/min，方解石给料量控制在41.5至54kg/min，总供料速度控制在60kg/min；采用直筒喷枪，其头部离包罐底部设定为300mm；脱硫喷吹过程中的粉气比达到120kg/m3。
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