CN104032060A

CN104032060A - 一种铁水脱硫的方法

Info

Publication number: CN104032060A
Application number: CN201410276348.3A
Authority: CN
Inventors: 梁新腾; 曾建华; 李扬洲; 龚洪君; 杨森祥; 杨晓东; 喻林; 陈均; 何为; 陈路
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: CN104032060B

Abstract

本发明提供了一种铁水脱硫的方法，该方法包括将待脱硫铁水与脱硫剂进行接触脱硫，然后进行扒渣，其中，在将所述待脱硫铁水与脱硫剂进行接触脱硫之前和/或接触脱硫期间加入刚玉渣，以所述刚玉渣的总重量为基准，所述刚玉渣中含有55-65重量％的Al₂O₃、20-30重量％的MgO、5-10重量％的CaO和5-10重量％的V₂O₅。本发明提供的钢水脱硫的方法以刚玉渣作为脱硫渣改性剂，能够使得渣铁得以良好分离，从而显著降低扒渣铁损，极具工业应用前景。

Description

一种铁水脱硫的方法

技术领域

本发明涉及一种铁水脱硫的方法。

背景技术

铁水脱硫处理的脱硫渣主要是由带入的高炉渣和脱硫剂脱硫后的残渣组成。通常来说，由于碱性脱硫剂消耗量大和高炉渣的带入，脱硫渣量大、碱度高、粘度高、熔点高，导致脱硫处理扒渣操作困难，脱硫渣残留量大，引起铁水回流；同时，高粘度脱硫渣的渣铁混淆，引起扒渣过程铁水流失，宏观测试结果表明伴随扒渣流失的铁水量高达渣量的50％，铁损严重，直接影响了产量及钢铁料消耗指标。为了降低脱硫后扒渣过程中的铁损，可以在脱硫过程中加入脱硫渣改性剂。

例如，CN101338348A公开了一种铁水脱硫渣稀释剂，其由以下重量百分比的原料组成：萤石粉45-55％、锂辉石矿粉22-28％、工业纯碱15-20％、硼砂3-5％、氧化铁皮粉2-4％。其中，萤石粉中CaF₂的含量≥85重量％，粒度≤0.178mm；锂辉石矿粉是由天然矿细磨制成，粒度≤0.150mm，其主要化学成分的重量百分比含量为：Li₂O0.8-1.5％、SiO₂71-76％、Al₂O₃18-20％；氧化铁皮粉为轧钢氧化铁皮球磨制成，粒度≤0.178mm；工业纯碱中Na₂CO₃的含量≥98％；硼砂中Na₂B₄O₇·10H₂O的含量≥95％。研究表明，该铁水脱硫渣稀释剂以萤石粉、锂辉石矿粉和工业纯碱为主要原材料，能有效改善铁水脱硫渣流动性能并在一定的程度上降低铁损，适合于渣量大、碱度高、粘度大、熔点高的脱硫渣的助熔，原材料成本低。然而，该铁水脱硫渣稀释剂存在以下不足：(1)该铁水脱硫渣稀释剂能够改善普通铁水脱硫渣流动性能，但是对于含有大量的TiO₂高炉渣的钒钛铁水并不适合；(2)该铁水脱硫渣稀释剂的组分种类太多，成分复杂，在实际中不易生产。

发明内容

本发明的目的是为了克服在铁水脱硫过程中采用现有的脱硫渣改性剂进行处理铁损较大且不适合对含钒钛铁水进行处理的缺陷，而提供一种新的能够显著降低铁损且同样也合适对含钒钛铁水进行处理的铁水脱硫的方法。

本发明的发明人经过深入研究后发现，由于攀西地区高炉采用钒钛磁铁矿，高炉冶炼时钒钛磁铁矿配比高达80％，因此攀西地区铁水是典型的钒钛铁水，铁水中Si、Ti、V含量分别为0.15重量％、0.12重量％、0.35重量％左右，与普通铁水相比，钒钛铁水温度比普通铁水温度低40-50℃。铁水中的钛和钒对铁水的流动性、凝固点等均会产生很大影响，这是造成脱硫渣渣铁不易分离的先天因素之一。同时在出铁过程中，铁水罐中带入了大量的高钛炉渣，高钛炉渣的熔化温度较一般炉渣高100℃左右，同时渣中的钛会与碳和氮生成钛的碳化物和氮化物，这些钛的碳化物和氮化物通常以几微米的固体悬浮物形态弥散在液态炉渣中，使炉渣粘度显著增大。综合以上原因，造成了钒钛铁水脱硫后渣铁不易分离，铁损严重。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铁水脱硫的方法，该方法包括将待脱硫铁水与脱硫剂进行接触脱硫，然后进行扒渣，其中，在将所述待脱硫铁水与脱硫剂进行接触脱硫之前和/或接触脱硫期间加入刚玉渣，以所述刚玉渣的总重量为基准，所述刚玉渣中含有55-65重量％的Al₂O₃、20-30重量％的MgO、5-10重量％的CaO和5-10重量％的V₂O₅。

本发明的发明人经过深入研究后还发现，将刚玉渣作为脱硫渣改性剂用于铁水脱硫过程中，能够显著降低铁的损失。推测其原因，可能是由于：所述刚玉渣中含有大量的Al₂O₃，其可以与铁水中的其他化合物形成低熔点的化合物，从而降低了脱硫渣的熔化温度及粘度，促进了渣铁分离，因此非常有助于降低扒渣铁损。此外，所述刚玉渣来源充足，成本低。本发明提供的铁水脱硫的方法特别有利于降低含钒钛铁水脱硫过程中的铁损。

根据本发明的一种优选实施方式，当所述脱硫剂含有金属镁、高镁石灰和萤石，且以所述高镁石灰的总重量为基准，所述高镁石灰中含有40-60重量％的CaO、30-50重量％的MgO、5-10重量％的CaCO₃和5-10重量％的MgCO₃时，不仅能够有效降低铁损，而且还能够使得经脱硫后的铁水具有更低的硫含量。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的铁水脱硫的方法包括将待脱硫铁水与脱硫剂进行接触脱硫，然后进行扒渣，其中，在将所述待脱硫铁水与脱硫剂进行接触脱硫之前和/或接触脱硫期间加入刚玉渣，以所述刚玉渣的总重量为基准，所述刚玉渣中含有55-65重量％的Al₂O₃、20-30重量％的MgO、5-10重量％的CaO和5-10重量％的V₂O₅。

根据本发明提供的铁水脱硫的方法，所述刚玉渣通常以固体颗粒的形式使用。本发明对所述刚玉渣的粒度均没有特别地限定，优选地，所述刚玉渣的粒度为1-3mm。将所述刚玉渣的粒度控制在上述优选的范围内不仅能够保证其具有良好的熔化性能以进一步降低铁损，而且还不易飘散，避免对环境造成污染。

在本发明中，所述粒度是指颗粒上的任意两个不同点之间的最大直线距离。例如，当所述颗粒为球形时，所述粒度指其直径。

本发明对所述刚玉渣的来源没有特别地限定，例如，可以为湿法提钒后的副产品。

在具体处理过程中，可以先将所述脱硫剂喷吹入待脱硫铁水中进行脱硫，在脱硫开始后再将所述脱硫渣改性剂加入到所述待脱硫铁水表面上；也可以将所述脱硫剂和脱硫渣改性剂分别同时喷吹到所述待脱硫铁水表面上。

本发明提供的铁水脱硫的方法适合目前所有铁水的脱硫过程，特别适合含钒钛铁水的脱硫过程，其中，以所述含钒钛铁水的总重量为基准，所述含钒钛铁水中含有3.5-4.8重量％的C、0.1-1重量％的Si、0.1-1重量％的Mn、0.05-0.4重量％的V、0.05-0.5重量％的Ti、0.05-0.12重量％的S，余量为Tfe。其中，Tfe是指纯铁。

本发明对所述刚玉渣的用量没有特别地限定，其通常应该根据待脱硫铁水的用量进行选择。例如，相对于1吨的上述待脱硫铁水，所述刚玉渣的用量可以为1.5-3kg，优选为2-2.5kg。

本发明对所述接触脱硫的条件没有特别地限定，通常包括接触脱硫的温度可以为1250-1390℃。所述接触脱硫的温度通常是指脱硫过程中铁水的温度。此外，所述接触脱硫的时间应该以将所述铁水中的硫含量降至目标水平之内为准，对此本领域技术人员公知，在此不作赘述。

本发明的主要改进之处在于采用了所述刚玉渣作为脱硫渣改性剂，而脱硫过程中所采用的脱硫剂的种类和用量均可以为本领域的常规选择。

然而，特别优选地，所述脱硫剂含有金属镁、高镁石灰和萤石，且以所述高镁石灰的总重量为基准，所述高镁石灰中含有40-60重量％的CaO、30-50重量％的MgO、5-10重量％的CaCO₃和5-10重量％的MgCO₃，采用这种优选的脱硫剂能够将钢水中的硫含量降至更低的水平。

尽管本发明对上述优选的脱硫剂中各组分的含量可以没有特别地限定，但为了使得这三种组分协同配合起到更好的脱硫作用，优选地，以所述脱硫剂的总重量为基准，所述金属镁的含量为10-20重量％，所述高镁石灰的含量为70-80重量％，所述萤石的含量为5-15重量％。

通常来说，所述金属镁的性质活泼，表面极易被氧化，金属镁颗粒放置一段时间以后表面就会被包覆上一层氧化镁层，俗称“表面钝化的金属镁”，此外，所述金属镁在脱硫过程中会发生爆炸式的反应，因此，从原料易得性的角度出发并为了避免脱硫反应过于剧烈，优选地，所述金属镁以表面钝化的金属镁的形式使用。此外，为了实现更好的脱硫效果，更优选地，以所述表面钝化的金属镁的总重量为基准，所述表面钝化的金属镁中含有至少90重量％的Mg，其余为MgO。

本发明对所述高镁石灰的来源没有特别地限定，例如，可以为白云石经过900-1100℃高温煅烧之后得到的产物。

所述萤石又称为氟石，其主要成分为氟化钙(CaF)，此外还含有少量的Fe₂O₃、SiO₂和微量的Cl、O₃、He等。在上述优选的脱硫剂中，优选地，以所述萤石的总重量为基准，所述萤石中含有至少97重量％的CaF₂，其余为Fe₂O₃，这样能够更显著地降低铁水中的硫含量并避免杂质的引入。

在上述优选的脱硫剂中，所述金属镁、高镁石灰和萤石通常以固体颗粒的形式使用。本发明对所述金属镁、高镁石灰和萤石的粒度均没有特别地限定，优选地，所述金属镁、高镁石灰和萤石的粒度相同或不同，并且各自独立地为≤2mm，且至少80重量％的颗粒粒度≤1mm。将所述金属镁、高镁石灰和萤石的粒度控制在上述优选的范围内能够保证它们具有良好的熔化性能，从而进一步提高脱硫效果。

本发明对所述脱硫剂的用量没有特别地限定，其通常应该根据待脱硫铁水的用量进行选择。例如，相对于1吨的所述待脱硫铁水，所述铁水脱硫剂的用量可以为4-7.5kg，优选为5-7kg。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例和对比例中：

按照GB11170-1989中硫含量的测定方法进行硫含量的测定。

铁损＝(待脱硫铁水中铁的重量-扒渣后铁水中铁的重量)÷待脱硫铁水中铁的重量×100％。

实施例1

该实施例用于说明本发明提供的铁水脱硫的方法。

某厂140t铁水包铁水脱硫。待脱硫铁水为含钒钛铁水，以所述含钒钛铁水的总重量为基准，其主要成分为C：4.5重量％、Si：0.3重量％、Mn：0.4重量％、V：0.3重量％、Ti：0.4重量％、S：0.07重量％，其余为Tfe，所述含钒钛铁水的温度为1300℃。

将刚玉渣(以所述刚玉渣的总重量为基准，所述刚玉渣中含有Al₂O₃：60重量％、MgO：25重量％、CaO：7.5重量％、V₂O₅：7.5重量％)磨成粒度为1-3mm的小粒。

将表面钝化的金属镁(以所述表面钝化的金属镁的总重量为基准，所述表面钝化的金属镁中含有95重量％的Mg，其余为MgO)、高镁石灰(以所述高镁石灰的总重量为基准，所述高镁石灰中含有CaO：50重量％、MgO：40重量％、CaCO₃：5重量％、MgCO₃：5重量％)和萤石(以所述萤石的总重量为基准，所述萤石中含有97重量％的CaF₂，其余为Fe₂O₃)分别磨成粒度≤1mm的小粒，然后按照表面钝化的金属镁用量为11重量％、高镁石灰用量为80重量％、萤石用量为9重量％的比例将这三种物质混合均匀，得到脱硫剂S1。

将粒度为1-3mm的上述刚玉渣与脱硫剂S1同时喷吹入温度为1300℃的含钒钛铁水中，刚玉渣的用量为2.2kg/t铁，脱硫剂S1的用量为6kg/t铁，18分钟后喷吹结束，经过扒渣，得到硫含量为0.022重量％的铁水，渣铁分离良好，铁损仅2.3重量％，扒渣铁损较低。

实施例2

该实施例用于说明本发明提供的铁水脱硫的方法。

某厂140t铁水包铁水脱硫。待脱硫铁水为含钒钛铁水，其所述含钒钛铁水的总重量为基准，其主要成分为C：4.4重量％、Si：0.25重量％、Mn：0.34重量％、V：0.35重量％、Ti：0.34重量％、S：0.08重量％，其余为Tfe，温度为1290℃。

将刚玉渣(以所述刚玉渣的总重量为基准，所述刚玉渣中含有Al₂O₃：65重量％、MgO：20重量％、CaO：6重量％、V₂O₅：9重量％)磨成粒度为1-3mm的小粒。

将粒度为1-3mm的上述刚玉渣与脱硫剂S1同时喷吹入温度为1290℃的含钒钛铁水中，刚玉渣的用量为2.8kg/t铁，脱硫剂S1的用量为5.4kg/t铁，18分钟后喷吹结束，经过扒渣，得到硫含量为0.019重量％的铁水，渣铁分离良好，铁损仅2.5重量％，扒渣铁损较低。

实施例3

该实施例用于说明本发明提供的铁水脱硫的方法。

某厂140t铁水包铁水脱硫。待脱硫铁水为含钒钛铁水，以所述含钒钛铁水的总重量为基准，其主要成分为C：4.6重量％、Si：0.35重量％、Mn：0.3重量％、V：0.35重量％、Ti：0.30重量％、S：0.09重量％，其余为Tfe，所述含钒钛铁水的温度为1310℃。

将刚玉渣(以所述刚玉渣的总重量为基准，所述刚玉渣的主要成分为：Al₂O₃：56重量％、MgO：28重量％、CaO：9重量％、V₂O₅：7重量％)磨成粒度为1-3mm的小粒。

将粒度为1-3mm的上述刚玉渣与脱硫剂S1同时喷吹入温度为1310℃的含钒钛铁水中，刚玉渣用量为1.75kg/t铁，脱硫剂S1的用量为5kg/t铁，18分钟后喷吹结束，经过扒渣，得到硫含量为0.018重量％的铁水，渣铁分离良好，铁损仅2.2重量％，扒渣铁损较低。

实施例4

该实施例用于说明本发明提供的铁水脱硫的方法。

按照实施例1的方法进行铁水脱硫，不同的是，在所述脱硫剂的制备过程中，将高镁石灰和萤石均用相同重量份的活性石灰替代，得到脱硫剂S2。将粒度为1-3mm的刚玉渣与脱硫剂S2同时喷吹入温度为1300℃的含钒钛铁水中，刚玉渣的用量为2.2kg/t铁，脱硫剂S2的用量为6kg/t铁，18分钟后喷吹结束，经过扒渣，得到硫含量为0.028重量％的铁水，渣铁分离良好，铁损仅2.6重量％，扒渣铁损较低。

对比例1

该对比例用于说明参比的铁水脱硫的方法。

按照实施例1的方法进行铁水脱硫，不同的是，在铁水脱硫过程中未加入任何刚玉渣。经脱硫后的铁水中硫含量为0.024重量％，铁损高达3.5重量％，扒渣铁损较高。

对比例2

该对比例用于说明参比的铁水脱硫的方法。

按照实施例1的方法进行铁水脱硫，不同的是，将所述刚玉渣用相同重量份的由CN101338348A实施例1的铁水脱硫渣稀渣剂(由以下重量百分比的原料组成：萤石粉45重量％，粒度≤0.178mm；锂辉石矿粉28重量％，粒度≤0.150mm；工业纯碱20重量％；硼砂5重量％；氧化铁皮粉2重量％，粒度≤0.178mm)替代，经脱硫后的铁水中硫含量为0.024重量％，铁损高达3.0重量％，扒渣铁损较高。

从以上结果可以看出，在所述铁水脱硫过程中采用刚玉渣作为脱硫渣改性剂，能够使得渣铁得以良好分离，显著降低扒渣铁损，极具工业应用前景。此外，从实施例1与实施例4的对比可以看出，当采用本发明优选的脱硫剂进行脱硫时，不仅能够有效降低铁损，而且还能够使得经脱硫后的钢水具有更低的硫含量。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种铁水脱硫的方法，该方法包括将待脱硫铁水与脱硫剂进行接触脱硫，然后进行扒渣，其特征在于，在将所述待脱硫铁水与脱硫剂进行接触脱硫之前和/或接触脱硫期间加入刚玉渣，以所述刚玉渣的总重量为基准，所述刚玉渣中含有55-65重量％的Al₂O₃、20-30重量％的MgO、5-10重量％的CaO和5-10重量％的V₂O₅。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述刚玉渣的粒度为1-3mm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述待脱硫铁水为含钒钛铁水，以所述含钒钛铁水的总重量为基准，所述含钒钛铁水中含3.5-4.8重量％的C、0.1-1重量％的Si、0.1-1重量％的Mn、0.05-0.4重量％的V、0.05-0.5重量％的Ti、0.05-0.12重量％的S，其余为Tfe。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，相对于1吨的所述待脱硫铁水，所述刚玉渣的用量为1.5-3kg。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述接触脱硫的温度为1250-1390℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脱硫剂含有金属镁、高镁石灰和萤石；以所述高镁石灰的总重量为基准，所述高镁石灰中含有40-60重量％的CaO、30-50重量％的MgO、5-10重量％的CaCO₃和5-10重量％的MgCO₃。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，以所述脱硫剂的总重量为基准，所述金属镁的含量为10-20重量％，所述高镁石灰的含量为70-80重量％，所述萤石的含量为5-15重量％。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，以所述萤石的总重量为基准，所述萤石中含有至少97重量％的CaF₂，其余为Fe₂O₃。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，所述金属镁、高镁石灰和萤石的粒度相同或不同，并各自独立地为≤2mm，且至少80重量％的颗粒粒度≤1mm。

10.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，相对于1吨的所述待脱硫铁水，所述脱硫剂的用量为4-7.5kg。