CN103642965A - 含钒钛铁水用硅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硅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份的石英砂粉、2～8份的萤石粉、5～10份的纯碱粉和10～20份的氧化铝粉混合均匀，得到硅基脱硫调渣剂。所述硅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SiO₂，1.5%～6%的CaF₂，5%～9%的Na₂CO₃，0%～3%的CaO和8%～18%的Al₂O₃。所述脱硫调渣方法包括将如上所述的硅基脱硫调渣剂加入含钒钛铁水中，对含钒钛铁水进行调渣脱硫。本发明的有益效果包括：能够降低铁水脱硫后回硫量；能够降低扒渣铁损。

Description

含钒钛铁水用硅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硅基脱硫调渣剂及其制备方法，以及一种应用该硅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硅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硅基脱硫调渣剂的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将按重量计60～80份的石英砂、2～8份的萤石粉、5～10份的纯碱粉和10～20份的氧化铝粉混合均匀，得到含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂。

本发明的另一方面提供了一种含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂。所述硅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SiO₂，1.5%～6%的CaF₂，5%～9%的Na₂CO₃，0%～3%的CaO和8%～18%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硅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硅基脱硫调渣剂及其制备方法以及应用该硅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硅基脱硫调渣剂的制备方法包括以下步骤：分别按重量计60～80份的石英砂、2～8份的萤石、5～10份的纯碱和10～20份的氧化铝（例如，铝灰）磨制成粉末，混合均匀，得到含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂。也就是说，含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂可由按重量计60～80份的石英砂粉、2～8份的萤石粉、5～10份的纯碱粉和10～20份的氧化铝粉均匀混合而成。优选的配比可以为65～75份的石英砂粉、4～6份的萤石粉、6～9份的纯碱粉和12～17份的氧化铝粉。并且，石英砂粉、萤石粉、纯碱粉氧化铝粉的粒径优选为不大于3mm，这样能够获得更好地脱硫效果。

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，石英砂主要是为了使渣系转变为熔点较高的硅酸盐渣系，使渣系在铁水温度1300℃左右时呈现固态，达到较好的渣铁分离的效果，有利于减少扒渣带铁；若石英砂配入量小于60份，则生成高熔点渣系的效果较差；若石英砂配入量大于80份，则脱硫渣渣态较稠，渣铁分离效果较差。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2份时，脱硫渣仍然较稠，流动性差，渣铁分离效果差；当萤石配入量大于8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。纯碱粉的作用在于，降低脱硫渣粘度，进一步降低脱硫扒渣铁损和控制回硫；若纯碱粉的配入量过低时，渣系粘度降低效果不明显；若纯碱粉的配入量过大时，导致渣态较稀，不利于渣铁分离和降低扒渣铁损以及控制回硫。氧化铝粉的主要作用在于与石英砂配合使用，使渣系转变为高熔点的铝硅酸盐渣系，有利于渣铁分离和脱硫扒渣；氧化铝粉的配入量过大或过小都会使渣系转变为铝硅酸盐的效果劣化。

经过上述方法制得的硅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SiO₂，1.5%～6%的CaF₂，5%～9%的Na₂CO₃，0%～3%的CaO和8%～18%的Al₂O₃。优选地，硅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、68%～75%的SiO₂、3%～5%的CaF₂、6%～8%的Na₂CO₃、不超过2%的CaO和10～16%的Al₂O₃。

根据本发明另一方面的含钒钛铁水用硅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SiO₂，1.5%～6%的CaF₂，5%～9%的Na₂CO₃，0%～3%的CaO和8%～18%的Al₂O₃。例如，含钒钛铁水用硅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SiO₂、1.5%～6%的CaF₂、5%～9%的Na₂CO₃、0%～3%的CaO和8%～18%的Al₂O₃组成。优选地，硅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硅基脱硫调渣剂加入含钒钛铁水中，对含钒钛铁水进行调渣。硅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0.050%～0.170%的情况下，硅基脱硫调渣剂的加入量优选为2.5kg/tFe～3.5kg/tFe。

在本发明的脱硫调渣方法的另一个示例性实施例中，可先向含钒铁水中喷吹脱硫剂（例如，常用的钝化镁、复合型钙基脱硫剂、复合型镁基脱硫剂等），然后在向钢水中加入所述硅基脱硫调渣剂，从而获得良好的脱硫效果。例如，钝化镁脱硫剂可以为含金属镁88wt%以上的镁粉。

采用本发明的硅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效果，其效果包括能够：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；有效解决了氧化铝生产等企业的铝灰排放对环境造成的污染问题。

在本发明的一个示例性实施例中，制备含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂的方法可采用以下方式来实现：以石英砂、萤石、纯碱和铝灰为原料，将60%～80%石英砂、2%～8%萤石、5%～10%纯碱、10%～20%铝灰，磨成细粉，混合均匀，粒度控制为≤3mm。所得硅基调渣剂成分为：S0.010%～0.10%，P0.010%～0.10%，SiO₂60%～80%，CaF₂1.5%～6%，Na₂CO₃5%～9%，CaO0%～3%，Al₂O₃8～18%。

此外，石英砂中优选地含有含量≥90%的SiO₂、含量≤0.05%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。铝灰中优选地含有含量≥70%的Al₂O₃、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硅基脱硫调渣剂的制备方法。

示例1

将按重量计68份石英砂、6份萤石、8份纯碱和18份的铝灰，磨成细粉，混合均匀，粒度控制为≤3mm。所得硅基脱硫调渣剂成分为：S0.09%，P0.09%，SiO₂66.91%，CaF₂5.6%，Na₂CO₃7.24%，CaO2.8%，Al₂O₃17.27%。

在高炉中冶炼钒钛铁精矿得含钒钛铁水，其中S含量为0.092%，温度1305℃。铁水进入脱硫站后先喷吹钝化镁粉脱硫，处理时间为25min。脱硫结束后，向该含钒铁水中加入2.8kg/tFe的上述硅基脱硫调渣剂进行调渣。用扒渣耙搅拌20秒后，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0.005%，脱硫后的回硫量为0.001%。扒渣铁损为1.1%。

示例2

将75份石英砂、5份萤石、5份纯碱和15份的铝灰，磨成细粉，混合均匀，粒度控制为≤3mm。所得硅基脱硫调渣剂成分为：S0.04%，P0.06%，SiO₂74%，CaF₂5.2%，Na₂CO₃4.7%，CaO2.6%，Al₂O₃13.4%。

在高炉中冶炼钒钛铁精矿得含钒钛铁水，其中S含量为0.095%，温度1310℃。铁水进入脱硫站后先喷吹钝化镁粉脱硫，处理时间为25min。脱硫结束后，向该含钒铁水中加入3.2kg/tFe的上述硅基脱硫调渣剂进行调渣。用扒渣耙搅拌20秒后，进行扒渣操作，扒渣量为41kg/tFe。

经检测，脱硫后的含钒钛铁水中S含量为0.004%，脱硫后的回硫量为0.0015%。扒渣铁损为1.0%。

综上所述，本发明能够将脱后回硫量控制在≤0.003%的范围，将脱硫扒渣铁损降低0.8%以上（例如，脱硫扒渣铁损可不高于1.5%）。

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 (10)

1.一种含钒钛铁水用硅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份的石英砂粉、2～8份的萤石粉、5～10份的纯碱粉和10～20份的氧化铝粉混合均匀，得到含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂。

2.根据权利要求1所述的含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂的制备方法，其特征在于，所述硅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SiO₂，1.5%～6%的CaF₂，5%～9%的Na₂CO₃，0%～3%的CaO和8%～18%的Al₂O₃。

3.根据权利要求1所述的含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂的制备方法，其特征在于，所述硅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、68%～75%的SiO₂、3%～5%的CaF₂、6%～8%的Na₂CO₃、不超过2%的CaO和10～16%的Al₂O₃。

4.根据权利要求1所述的含钒钛铁水用硅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石英砂粉、萤石粉、纯碱粉和氧化铝粉进行研磨，以使其粒径均不大于3mm。

5.一种含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂，其特征在于，所述硅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SiO₂，1.5%～6%的CaF₂，5%～9%的Na₂CO₃，0%～3%的CaO和8%～18%的Al₂O₃。

6.根据权利要求5所述的含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂，其特征在于，所述硅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、68%～75%的SiO₂、3%～5%的CaF₂、6%～8%的Na₂CO₃、不超过2%的CaO和10～16%的Al₂O₃。

7.根据权利要求5所述的含钒钛铁水用硅基脱硫调渣剂，其特征在于，所述硅基脱硫调渣剂的粒径不大于3mm。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备方法或根据权利要求5至7中任意一项所述的硅基脱硫调渣剂，其特征在于，所述含钒钛铁水为含钒钛铁矿经高炉冶炼后得到的铁水。

9.一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至4中任意一项所述的制备方法得到的硅基脱硫调渣剂或如权利要求5至7中任意一项所述的硅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。

10.根据权利要求8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0.050%～0.17%的情况下，所述硅基脱硫调渣剂的加入量为2kg/tFe～4kg/tFe。