CN103525978B - 半钢预处理粉剂及其制备方法和含钒铁水冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一方面提供了一种半钢预处理粉剂及其制备方法和含钒铁水冶炼方法。所述制备方法将石灰、碳粉、电石、氧化铁、氧化钠和镁粉研磨成粒度不大于2mm的粉末，并将45～70份石灰粉末、1～5份碳粉、2～10份电石粉、5～15份氧化铁粉、10～15份氧化钠粉和5～15份镁粉混合均匀，得到半钢预处理粉剂。所述冶炼方法包括：将半钢预处理粉剂装入料仓中并用干燥惰性气体密封；将半钢预处理粉剂加入到提钒后的半钢中进行预处理。本发明的优点包括：能够对提钒后的半钢进行同时预处理脱硫和脱磷；操作简单，不需另建相关设施和设备，不延长工序时间；能够降低转炉炼钢辅料消耗；能够避免炉衬的过快侵蚀，同时能够减少钒渣中钠含量。

Description

半钢预处理粉剂及其制备方法和含钒铁水冶炼方法

技术领域

本发明属于含钒铁水冶炼技术领域，具体来讲，涉及一种半钢预处理粉剂及其制备方法以及一种使用该半钢预处理粉剂的来对含钒铁水所得半钢进行预处理的方法。

背景技术

通常，磷、硫是绝大多数钢种中的有害元素。近年来，随着科学技术的迅速发展，低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚板用钢，既要求极低的硫含量，也要求钢中磷含量<0.01%或0.005%。众所周知，硫含量直接影响着钢的使用性能，钢中硫含量过高会导致钢的热加工性能变坏，造成钢的“热脆”；此外，还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂；钢的塑性也随着硫含量的增加显著变差；纯铁或硅钢片中，含硫量高，磁滞损失增加。所以脱硫成为钢铁冶炼中的主要目标之一。

而铁水脱硫被认为是减轻高炉、转炉的冶金负荷，提高技术经济指标的主要方法，也成为了冶炼低硫洁净钢必不可少的技术手段。20世纪80年代以来，针对铁水预脱磷问题，也开发了各种处理方法，最具代表性的有两种：一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷罐中进行脱磷，另一种是在转炉内进行铁水脱磷预处理，这两种方法均得到了工业应用。铁水包或鱼雷罐脱磷主要有温降较大、吹氧补偿温降时喷溅又特别严重，铁水处理时间长影响生产顺行等问题，应用情况不理想。而转炉预脱磷已在日本和韩国的钢铁企业实现工业化规模生产，中国宝钢、武钢等在生产低磷钢时，采用双炉双联脱磷工艺冶炼，钢水[P]能从0.08%降至0.003%～0.008%，效果优良。

公开号为CN102796840A的专利文献公开了一种转炉脱磷提钒用冷却剂及生产方法、转炉脱磷提钒方法，所述转炉脱磷提钒用冷却剂的生产方法包括以下步骤：将钠盐颗粒、氧化铁皮颗粒、铝矾土细粉及水混合，形成混合料；经过压球机将混合料压制成小球；烘烤小球以去除水分，得到冷固球团成品。本发明的优点包括：能够在转炉提钒过程中同时实现提钒和脱磷；操作简单；对现有提钒工艺及半钢质量的影响较小；脱磷效率高，能保证提钒转炉的生产效率。此外，本发明能够将炼钢转炉的部分脱磷任务前移至提钒转炉，实现半钢低成本转炉炼钢，便于得到成分、温度合格的钢水。

公开号为CN101215619A的专利文献公开了一种从含钒铁水中提钒脱磷的方法及利用该方法的炼钢工艺，所述从含钒铁水中提钒脱磷的方法包括：在对含钒铁水进行供氧吹炼的过程中，向所述铁水内添加提钒脱磷剂和冷却剂，所述提钒脱磷剂为Na₂CO₃，吹炼后获得钒渣和低磷半钢。该方法能够在提取钒的同时脱磷，从而不仅能保证钒的有效提取，而且能够有效去除铁水中的磷。

然而，上述两件专利文献中的方法均是以钠的化合物为脱磷剂，并在提钒转炉内进行脱磷，这虽然能够起到一定的脱磷效果，但是钠的化合物加入到转炉内对炉衬侵蚀较大，影响转炉寿命。此外，上述两件专利文献中的方法并未进行脱硫处理。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术问题中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种能够用于对提钒后半钢进行同时脱硫和脱硫的半钢预处理粉剂及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种对含钒铁水进行冶炼的方法。

本发明的一方面提供了一种制备半钢预处理粉剂的方法。所述方法将石灰、碳粉、电石、氧化铁、氧化钠和镁粉研磨成粒度不大于2mm的粉末，并将按重量计45～70份的石灰粉末、1～5份的碳粉、2～10份的电石粉、5～15份的氧化铁粉、10～15份的氧化钠粉和5～15份的镁粉混合均匀，得到半钢预处理粉剂，其中，所述半钢为含钒铁水经提钒冶炼后的铁水。

本发明的另一方面提供了一种半钢预处理粉剂。所述半钢预处理粉剂采用如上所述的制备半钢预处理粉剂的方法制得。

本发明的又一方面提供了一种含钒铁水冶炼方法。所述含钒铁水冶炼方法包括以下步骤：对含钒铁水进行提钒冶炼，分离钒渣并得到半钢；将如上所述的半钢预处理粉剂装入料仓中并用干燥惰性气体密封所述半钢预处理粉剂；将所述半钢预处理粉剂加入到半钢中进行预处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够对提钒后的半钢进行同时预处理脱硫和脱磷；操作简单，不需另外建设相关设施和设备，不延长工序时间；能够降低转炉炼钢辅料消耗；能够避免炉衬的过快侵蚀，同时能够减少钒渣中钠含量。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的半钢预处理粉剂及其制备方法和含钒铁水冶炼方法。

含钒铁矿（例如，钒钛磁铁矿）经高炉冶炼后所得的含钒铁水需要进行提钒冶炼和铁水预处理。发明人发现：含钒铁水经提钒处理后，硅锰钒等元素含量较少，而磷硫含量基本不变；另外，提钒后的半钢温度在1350～1400℃之间，正好处于脱磷最佳温度范围。因此，发明人提出了本发明的半钢预处理粉剂，以对提钒后的半钢同时进行脱硫和脱磷处理。

本发明一方面的制备半钢预处理粉剂的方法包括以下步骤：将石灰（也可以为纯CaO粉）、碳粉（也可以为纯C粉）、电石（也可以为纯碳化钙粉）、氧化铁、氧化钠和镁粉研磨成粒度不大于2mm的粉末，将按重量计45～70份的石灰粉末、1～5份的碳粉、2～10份的电石粉、5～15份的氧化铁粉、10～15份的氧化钠粉和5～15份的镁粉混合均匀，得到半钢预处理粉剂，其中，所述半钢为含钒铁水经提钒冶炼后的铁水。优选地，形成半钢预处理粉剂的原料配比按重量计为50～65份的石灰粉末、2～4份的碳粉、4～8份的电石粉、7～12份的氧化铁粉、12～14份的氧化钠粉和7～12份的镁粉。本发明的半钢预处理粉剂能够对提钒后的半钢同时进行脱硫和脱磷处理。

在本发明中，石灰中CaO的质量百分含量可以为80%以上，优选为85%～90%，以达到更好的脱硫效果，石灰中的CaO能与铁水中的S反应生成CaS。镁粉的品位可以为>90%，密度通常为0.88～0.98g/cm³。氧化铁粉的品位可以为>90%。氧化钠粉的品位可以为>95%。当然，石灰可以用纯CaO粉代替，碳粉也可以为纯C粉，电石也可以用纯碳化钙粉代替，氧化铁、氧化钠和镁粉均可为纯物质，不过这样会增加成本。

另外，为了确保制得的半钢预处理粉剂不受水分和空气等影响而劣化，所述制备半钢预处理粉剂的方法还可包括用防水密封容器（例如，带有防水内衬的编织袋）来包装所得到半钢预处理粉剂。

另外，在本发明制备半钢预处理粉剂的方法的一个示例性实施例中，优选地，所述镁粉的粒径分布为：粒径大于1.2mm的镁粉颗粒的重量百分含量不大于2%；并且粒径小于0.15mm的镁粉颗粒的重量百分含量不大于10%；所述氧化铁粉的粒径小于0.5mm，并且其粒度分布为：粒径小于0.075mm的氧化铁粉颗粒的重量百分含量不小于80%；且粒径小于0.25mm的氧化铁粉颗粒的重量百分含量不小于98%；所述氧化钠粉的粒径小于0.5mm，并且其粒度分布为：粒径小于0.075mm的氧化钠粉颗粒的重量百分含量不小于80%；且粒径小于0.25mm的氧化钠粉颗粒的重量百分含量不小于98%。这样能够进一步提高脱磷和脱硫效果。然而，本发明不限于此，只要石灰、碳粉、电石、氧化铁粉、氧化钠和镁粉研磨成粒度不大于2mm，均可作为本发明的粉料。

本发明另一方面的半钢预处理粉剂采用如上所述的制备半钢预处理粉剂的方法制得。

本发明又一方面的含钒铁水冶炼方法包括以下步骤：对含钒铁水进行提钒冶炼，分离钒渣并得到半钢；将如上所述的半钢预处理粉剂装入料仓中并用干燥惰性气体密封所述半钢预处理粉剂；将所述半钢预处理粉剂加入到半钢中进行预处理。例如，可以采用喷吹法或KR机械搅拌法来进行所述预处理步骤。本发明的含钒铁水冶炼方法的预处理步骤可以直接在提钒转炉中进行，也可以在铁水包或鱼雷罐中进行。因此，本发明的含钒铁水冶炼方法能够在不增加预处理设备的情况下，对提钒后的半钢同时进行脱硫和脱磷处理，从而能够为后续工艺中的炼钢转炉工序提供低磷和低硫半钢，这样也降低了炼钢转炉工序中的炼钢辅料消耗。

在本发明的另一个具体的示例性实施例中，制备半钢预处理粉剂的方法可采用如下的方式来实现：采用石灰、碳粉、电石、氧化铁粉、氧化钠、镁粉为原料，并将石灰、电石等组分研磨制成0～2mm粉末，然后按一定的比例混合。各原料的质量比例为：石灰45%～70%，碳粉1%～5%，电石2%～10%，氧化铁粉5%～15%，氧化钠10%～15%，镁粉5%～15%。由于本粉剂的成分中含有电石，电石遇水或空气易潮解，所以当各组分原料按比例混合均匀后，装入带有防水内衬的编织袋中密封包装，使用时开封装入氮气密封的料仓中。在使用时，将脱硫剂开封之后装入到高位料仓中，并用干燥氮气隔绝空气，可采用喷吹法也可采用KR机械搅拌法（简称为KR法），具体用量按脱硫要求进行计算。

为了更好地理解本发明，下面结合具体示例对其进行进一步说明。

示例1

采用石灰、碳粉、电石、氧化铁粉、氧化钠、镁粉为原料，各原料的质量比例为：石灰70%，碳粉3%，电石5%，氧化铁粉5%，氧化钠12%，镁粉5%。其制备方法是将上述组分研磨制成0～2mm粉末，按比例混合以制得半钢预处理粉剂。随后将制得半钢预处理粉剂装入带有防水内衬的编织袋中密封包装。在使用时，将半钢预处理粉剂开封之后装入到干燥氮气密封的高位料仓中，采用喷吹法进行预处理。

提钒后半钢中磷含量为0.063%，硫含量为0.054%，预处理所使用的半钢预处理粉剂的量为6.5kg/t半钢。预处理结束后，经检测，半钢磷含量为0.038%，脱磷率达到39.68%，硫含量为0.009%，脱硫率达到92.59%。

示例2

采用石灰、碳粉、电石、氧化铁粉、氧化钠、镁粉为原料，各原料的质量比例为：石灰45%，碳粉5%，电石10%，氧化铁粉15%，氧化钠15%，镁粉10%。其制备方法是将上述组分研磨制成0～2mm粉末，按比例混合以制得半钢预处理粉剂。随后将制得半钢预处理粉剂装入带有防水内衬的编织袋中密封包装。在使用时，将半钢预处理粉剂开封之后装入到干燥氮气密封的高位料仓中，采用喷吹法进行预处理。

提钒后半钢中磷含量为0.070%，硫含量为0.081%，预处理所使用的半钢预处理粉剂的量为5.8kg/t半钢。预处理结束后，经检测，半钢磷含量为0.041%，脱磷率达到41.43%，硫含量为0.015%，脱硫率达到81.48%。

本发明能够对半钢进行同时预处理脱硫和脱磷（例如，脱磷率可达38%以上，甚至于45%以上，脱硫率可达80%以上），从而能够为炼钢转炉提供低磷硫半钢，减轻了炼钢转炉冶炼钢水时的脱磷任务，为冶炼低磷钢和实现少渣炼钢创造条件。另外，本发明还具有操作简单，不需另外建设相关设施和设备，不延长工序时间，对降低转炉炼钢辅料消耗起到了良好的作用等优点。另外，本发明还能够避免炉衬的过快侵蚀，同时能够减少钒渣中钠含量。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (9)

1.一种制备半钢预处理粉剂的方法，其特征在于，所述方法将石灰、碳粉、电石、氧化铁、氧化钠和镁粉研磨成粒度不大于2mm的粉末，并将按质量计45％～70％的石灰粉末、1％～5％的碳粉、2％～10％的电石粉、5％～15％的氧化铁粉、10％～15％的氧化钠粉和5％～15％的镁粉混合均匀，得到半钢预处理粉剂，其中，所述半钢为含钒铁水经提钒冶炼后的铁水。

2.根据权利要求1所述的制备半钢预处理粉剂的方法，其特征在于，所述方法将按重量计50～65份的石灰粉末、2～4份的碳粉、4～8份的电石粉、7～12份的氧化铁粉、12～14份的氧化钠粉和7～12份的镁粉混合。

3.根据权利要求1所述的制备半钢预处理粉剂的方法，其特征在于，所述方法还包括用防水密封容器来包装所得到半钢预处理粉剂。

4.根据权利要求1所述的制备半钢预处理粉剂的方法，其特征在于，所述镁粉的粒径分布为：粒径大于1.2mm的镁粉颗粒的重量百分含量不大于2％；并且粒径小于0.15mm的镁粉颗粒的重量百分含量不大于10％。

5.根据权利要求1所述的制备半钢预处理粉剂的方法，其特征在于，所述氧化铁粉的粒径小于0.5mm，并且其粒度分布为：粒径小于0.075mm的氧化铁粉颗粒的重量百分含量不小于80％；且粒径小于0.25mm的氧化铁粉颗粒的重量百分含量不小于98％。

6.根据权利要求1所述的制备半钢预处理粉剂的方法，其特征在于，所述氧化钠粉的粒径小于0.5mm，并且其粒度分布为：粒径小于0.075mm的氧化钠粉颗粒的重量百分含量不小于80％；且粒径小于0.25mm的氧化钠粉颗粒的重量百分含量不小于98％。

7.一种半钢预处理粉剂，其特征在于，所述半钢预处理粉剂采用如权利要求1至6中任意一项所述的制备半钢预处理粉剂的方法制得。

8.一种含钒铁水冶炼方法，其特征在于，所述含钒铁水冶炼方法包括以下步骤：

对含钒铁水进行提钒冶炼，分离钒渣并得到半钢；

将如权利要求7所述的半钢预处理粉剂装入料仓中并用干燥惰性气体密封所述半钢预处理粉剂；

将所述半钢预处理粉剂加入到半钢中进行预处理。

9.根据权利要求8所述的含钒铁水冶炼方法，其特征在于，所述含钒铁水冶炼方法采用喷吹法或KR机械搅拌法来进行所述预处理步骤。