CN103642964B - 含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂及制备方法和脱硫调渣方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂及其制备方法和脱硫调渣方法。所述制备方法包括：将按重量计60～80份的活性石灰粉、10～20份的萤石粉和10～15份的纯碱粉混合均匀，得到钙基脱硫调渣剂。所述钙基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计包括：不大于0.10%的S，不大于0.10%的P，60%～80%的CaO，8%～18%的CaF₂，10%～15%的Na₂CO₃，2%～8%的SiO₂和不大于1%的Al₂O₃。所述脱硫调渣方法包括将如上所述的钙基脱硫调渣剂加入含钒钛铁水中，对含钒钛铁水进行脱硫调渣。本发明的有益效果包括：能够提高含钒钛铁水脱硫效率；能够降低铁水脱硫后回硫量；能够降低扒渣铁损。

Description

含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂及制备方法和脱硫调渣方法

技术领域

本发明涉及铁水脱硫技术领域，更具体地讲，涉及一种含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂及其制备方法，以及一种应用该钙基脱硫调渣剂来对含钒钛铁水进行脱硫调渣的方法。

背景技术

通常，对于采用含钒钛铁矿作为原料的钢铁企业而言，含钒钛铁矿（例如，钒钛磁铁矿）经高炉炼铁后会产生含钒钛铁水。在对含钒钛铁水进行脱硫处理时，会存在以下情况：由于含钒钛铁水所带高炉渣为含钒钛高炉渣，高炉渣熔点较高，流动性较差，导致铁水脱硫过程动力学条件较差，进而导致脱硫过程的脱硫效率不能充分发挥，脱硫后脱硫渣较稠，渣铁分离困难，扒渣铁损较高。

在现有技术中，申请号为CN201210320261的专利申请文件公开了一种降低脱硫铁水渣熔点的预熔型铁水调渣剂，其成分重量百分比为：石灰5～15%、石英砂50～60%、纯碱10～20%、萤石10～20%、粘结剂，外加4～8%。本发明预熔型铁水调渣剂属Na₂O-SiO₂渣系，具有熔点比铁水低，迅速熔化、稀渣的作用，可以减缓铁水包包壁粘渣，避免由于结渣导致的包壁铁水倒不干净的问题。

申请号为CN200910311841的专利申请文件公开了一种炼钢用脱硫渣调整剂及其制备方法，该申请的脱硫渣调整剂由下述重量配比的原料制备而成的：80～85%的炼钢除尘灰、10～15%的铝质材料、5～10%的石灰粉；其中，所述铝质材料含Al₂O₃在60%以上。该脱硫渣调整剂用于冶炼钢铁在铁水脱硫预处理后，所形成的脱硫渣进行调整处理，以降低脱硫渣的熔化温度、降低渣的粘度、改善渣流动性；可彻底解决炼钢高钙除尘灰排放对环境造成的污染，实现了资源的回收再利用；同时因除尘灰成本低，因此产品成本低于目前各钢厂所使用的调整剂，具有推广意义。

然而，上述调渣剂难以适用于含钒钛铁水。

发明内容

本发明的目的之一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适合于对含钒钛铁水进行脱硫调渣处理的钙基脱硫调渣剂及其制备方法。

本发明的一方面提供了一种含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：分别将按重量计60～80份的活性石灰、10～20份的萤石和10～15份的纯碱磨制成粉末，混合均匀，得到含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂。

本发明的另一方面提供了一种含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂。所述钙基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计包括：不大于0.10%的S，不大于0.10%的P，60%～80%的CaO，8%～18%的CaF₂，10%～15%的Na₂CO₃，2%～8%的SiO₂和不大于1%的Al₂O₃。

本发明的又一方面提供了一种含钒钛铁水的脱硫调渣方法。所述脱硫调渣方法包括将如上所述的钙基脱硫调渣剂加入含钒钛铁水中，对含钒钛铁水进行脱硫调渣。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够提高含钒钛铁水脱硫效率；能够降低铁水脱硫后回硫量；能够降低扒渣铁损。

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含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂及其制备方法以及应用该钙基脱硫调渣剂对含钒钛铁水进行脱硫调渣的方法。在本发明中，含钒钛铁水为含钒钛铁矿（例如，钒钛铁精矿）经高炉冶炼后得到的铁水。在本发明中，如无相反的说明，则含量百分比均指重量百分比。

根据本发明一方面的含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂的制备方法包括以下步骤：分别将按重量计60～80份的活性石灰、10～20份的萤石和10～15份的纯碱磨制成粉末，混合均匀，得到含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂。也就是说，含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂可由按重量计60～80份的活性石灰粉、10～20份的萤石粉和10～15份的纯碱粉均匀混合而成。优选的，配比可以为71～79份的活性石灰粉、12～18份的萤石粉和11～14份的纯碱粉。并且，活性石灰粉、萤石粉和纯碱粉的粒径优选为不大于3mm，这样能够获得更好地脱硫效果。

由于含钒铁水由高炉冶炼得到，铁水罐表面通常覆盖有高炉渣（例如，覆盖有25kg/tFe～50kg/tFe的高炉渣）。对于高炉冶炼得到的含钒铁水而言，本发明的脱硫调渣剂中各成分彼此关联，并共同作用以起到良好的脱硫调渣作用。其中，活性石灰的主要作用在于对含钒铁水表面高炉渣进行钙化处理，提高脱硫前铁水罐表面渣系的碱度，同时使渣系转变为熔点更低的渣系，有利于后期脱硫效率的充分发挥以及提高渣系的固硫效果；当活性石灰配入量低于60份时，提高渣系碱度以及降低渣系熔点的效果不明显；当活性石灰配入量大于80份时，铁水表面渣系碱度过高，反而使脱硫效率有所降低。萤石的主要作用在于调节脱硫渣的粘稠度，有利于提高脱硫效率且有利于脱硫扒渣操作；当萤石配入量小于10份时，脱硫渣仍然较稠，流动性差，脱硫效果差；当萤石配入量大于20份时，脱硫渣较稀，对铁水罐耐火材料侵蚀较严重，同时不利于脱硫扒渣。纯碱的目的在于降低脱硫渣黏度，在提高脱硫效率的同时进一步降低脱硫铁损；当纯碱配入量小于10份时，调渣效果及降低脱硫渣黏度效果不明显；当纯碱配入量大于15份时，脱硫渣较稀，脱硫后扒渣较困难，扒渣铁损较高。

经过上述方法制得的钙基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计可以包括：不大于0.10%的S，不大于0.10%的P，60%～80%的CaO，8%～18%的CaF₂，10%～15%的Na₂CO₃，2%～8%的SiO₂和不大于1%的Al₂O₃。优选地，钙基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计包括：0.010%～0.050%的S、0.010%～0.050%的P、71%～79%的CaO、12%～16%的CaF₂、11%～14%的Na₂CO₃、4%～6%的SiO₂和0.2～0.8%的Al₂O₃。

根据本发明另一方面的含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计包括：不大于0.10%的S，不大于0.10%的P，60%～80%的CaO，8%～18%的CaF₂，10%～15%的Na₂CO₃，2%～8%的SiO₂和不大于1%的Al₂O₃。例如，含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计可由不大于0.10%的S、不大于0.10%的P、60%～80%的CaO、8%～18%的CaF₂、10%～15%的Na₂CO₃、2%～8%的SiO₂和不大于1%的Al₂O₃组成。优选地，钙基脱硫调渣剂的粒径不大于3mm。

根据本发明的又一方面的含钒钛铁水的脱硫调渣方法包括将如上所述的钙基脱硫调渣剂加入含钒钛铁水中，对含钒钛铁水进行脱硫调渣。钙基脱硫调渣剂的加入量可根据含钒钛铁水中的硫含量来具体确定。例如，在含钒铁水中的硫含量按重量百分比计为0.030%～0.15%的情况下，钙基脱硫调渣剂的加入量优选为2kg/tFe～2.5kg/tFe。经本发明的脱硫调渣方法处理后，可随后进行脱硫处理，从而获得良好的脱硫效果。例如，脱硫处理的方法可以采用喷入脱硫剂来实现。脱硫剂可以为常用的钝化镁、复合型钙基脱硫剂、复合型镁基脱硫剂等。例如，钝化镁脱硫剂可以为含金属镁88wt%以上的镁粉。

采用本发明的钙基脱硫调渣剂来对含钒钛铁水进行脱硫调渣处理，能够起到良好的脱硫调渣效果，其效果包括能够：提高脱硫前炉渣碱度，使含钒钛高炉渣转变为较低熔点渣系，改善脱硫动力学条件，提高脱硫效率，使脱硫效率达95%以上；有效控制控制铁水脱硫后回硫量，脱后回硫量≤0.003%；改善脱硫渣渣态，提高脱硫渣扒除率，减少脱硫扒渣铁损0.8%以上。

在本发明的一个示例性实施例中，制备含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂的方法可采用以下方式来实现：以活性石灰、萤石和纯碱为原料，将60%～80%活性石灰、10%～20%萤石、10%～15%纯碱，磨成细粉，混合均匀，粒度控制为≤3mm。所得钙基调渣剂成分为：S0.010%～0.10%，P0.010%～0.10%，CaO60%～80%，CaF₂8%～18%，Na₂CO₃8%～15%，SiO₂2%～8%，Al₂O₃0～1%。

此外，活性石灰中优选地含有含量≥85%的CaO、含量≤0.10%的S和含量≤0.10%的P。纯碱中优选地含有含量≥90%的Na₂CO₃、含量≤0.10%的S和含量≤0.10%的P。萤石中优选地含有含量≥80%的CaF₂、含量≤0.10%的S和含量≤0.10%的P。

下面给出具体示例进一步说明本发明示例性实施例的含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂的制备方法。

示例1

将按重量计73份活性石灰、15份萤石、12份纯碱，磨成细粉，混合均匀，粒度控制为≤3mm。所得钙基脱硫调渣剂成分为：S0.05%，P0.05%，CaO70%，CaF₂14%，Na₂CO₃11%，SiO₂4.4%，Al₂O₃0.5%。

在高炉中冶炼钒钛铁精矿得含钒钛铁水，其中S含量为0.085%，温度为1320℃。铁水进入脱硫站后，首先向该含钒铁水中加入2kg/tFe的上述钙基脱硫调渣剂，用扒渣耙进行搅拌20秒，然后喷吹钝化镁粉脱硫，脱硫处理时间为23min。脱硫结束后，进行扒渣操作，扒渣量为40kg/tFe。

经检测，脱硫后的含钒钛铁水中S含量为0.002%，脱硫后的回硫量为0.001%。脱硫扒渣铁损为1.0%。

示例2

将67份活性石灰、18份萤石、15份纯碱，磨成细粉，混合均匀，粒度控制为≤3mm。所得钙基脱硫调渣剂成分为：S0.04%，P0.06%，CaO65%，CaF₂17%，Na₂CO₃14%，SiO₂3%，Al₂O₃0.6%。

在高炉中冶炼钒钛铁精矿得含钒钛铁水，其中S含量为0.070%，温度为1308℃。铁水进入脱硫站后，首先向该含钒铁水中加入2.5kg/tFe的上述钙基脱硫调渣剂，用扒渣耙进行搅拌15秒，然后喷吹钝化镁粉脱硫，脱硫处理时间为19min。脱硫结束后，进行扒渣操作，扒渣量为37kg/tFe。

经检测，脱硫后的含钒钛铁水中S含量为0.001%，脱硫后的回硫量为0.0015%。脱硫扒渣铁损为1.2%。

综上所述，本发明能够在改善脱硫渣渣态的同时，提高脱硫效率和脱硫渣扒除率，脱硫效率达95%以上（例如，可将脱硫前硫含量为0.030%～0.15%的含钒钛铁水脱至硫含量为0～0.003%），脱后回硫量可控制在≤0.003%的范围，脱硫扒渣铁损可降低0.8%以上。

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 (6)

1.一种含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

将按重量计60～80份的活性石灰粉、10～20份的萤石粉和10～15份的纯碱粉混合均匀，得到含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂，并且所述钙基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计为：不大于0.10％的S，不大于0.10％的P，60％～65％的CaO，14％～18％的CaF₂，10％～15％的Na₂CO₃，2％～8％的SiO₂和不大于1％的Al₂O₃，所述含钒钛铁水为含钒钛铁矿经高炉冶炼后得到的铁水。

2.根据权利要求1所述的含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂的制备方法，其特征在于，所述方法还包括在混合步骤之前对活性石灰粉、萤石粉和纯碱粉进行研磨，以使其粒径均不大于3mm。

3.一种含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂，其特征在于，所述钙基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计为：不大于0.10％的S，不大于0.10％的P，60％～65％的CaO，14％～18％的CaF₂，10％～15％的Na₂CO₃，2％～8％的SiO₂和不大于1％的Al₂O₃，所述含钒钛铁水为含钒钛铁矿经高炉冶炼后得到的铁水。

4.根据权利要求3所述的含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂，其特征在于，所述钙基脱硫调渣剂的粒径不大于3mm。

5.一种含钒钛铁水的脱硫调渣方法，其特征在于，所述脱硫调渣方法包括将如权利要求1或2所述的制备方法得到的钙基脱硫调渣剂或如权利要求3或4所述的钙基脱硫调渣剂加入含钒钛铁水中，对含钒钛铁水进行脱硫调渣。

6.根据权利要求5所述的含钒钛铁水的脱硫调渣方法，其特征在于，在所述含钒铁水中的硫含量按重量百分比计为0.030％～0.15％的情况下，所述钙基脱硫调渣剂的加入量为1.5kg/tFe～3kg/tFe。