CN104060050A - 一种脱硫脱磷剂和半钢同时脱硫脱磷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硫脱磷剂，其中，该脱硫脱磷剂含有石灰和钠盐；相对于100重量份的石灰，所述钠盐的含量为5-30重量份。本发明还公开了一种半钢同时脱硫脱磷的方法，该方法包括：在熔融状态的半钢中加入脱硫脱磷剂进行脱硫脱磷，其中，所述脱硫脱磷剂为上述脱硫脱磷剂。通过上述技术方案，缩短了对半钢脱硫和脱磷的处理时间，处理结束后半钢温将小，节省了总的投料量，降低了对环境的污染。另外，由于在脱硫的同时进行脱磷，不再需要额外的设备投资，节省了操作步骤以及处理成本。

Description

一种脱硫脱磷剂和半钢同时脱硫脱磷的方法

技术领域

本发明涉及一种脱硫脱磷剂，以及一种半钢同时脱硫脱磷的方法。

背景技术

随着钢铁工业的发展，对钢材的质量要求越来越高。而硫和磷是钢中最主要的有害杂质元素，会大大降低钢材的性能，因此，对于低硫、低磷钢的需求不断增长。

目前，在先进的钢铁工业国家，特别是日本，对铁水预处理工艺进行了大量的研究，工艺技术成熟。我国先进钢厂如宝钢、武钢等，也应用了铁水预处理技术，并且其脱硫工艺已基本成熟。

1980年以来，针对铁水预脱磷问题，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。两种方法的脱磷剂组成均主要为：相对于100重量份的石灰，三氧化二铁为110重量份，萤石为29重量份。

但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运行、且容易造成环境污染（萤石中含氟量较高，对环境污染比较严重）等问题，应用情况不理想。转炉内进行铁水脱磷预处理的设备投资较大，处理时间也较长。

因此，亟需开发一种对铁水处理时间短、温将小、对环境污染小且成本低的对半钢进行脱硫和脱磷的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有半钢脱硫和脱磷的技术中，对铁水处理时间长、温将大、对环境污染大且成本高的缺陷，提供一种对铁水处理时间短、温将小、对环境污染小且成本低的脱硫脱磷剂，以及使用该脱硫脱磷剂对半钢进行同时脱硫脱磷的方法。

本发明的发明人在研究中意外地发现，将含有石灰和钠盐的混合物料添加到熔融的半钢中，并且相对于100重量份的石灰，所述钠盐的含量为5-30重量份，所述混合物料不但能够对半钢起到良好的脱硫作用，还能够对半钢中的磷进行有效地脱除，起到了意料不到的同时脱硫脱磷的效果，大大缩短了脱硫脱磷的时间。并且使用该同时脱硫脱磷剂，在处理过程中，铁水温将小，对环境污染小，处理成本也较低。

基于以上发现，本发明提供了一种脱硫脱磷剂，其中，该脱硫脱磷剂含有石灰和钠盐；相对于100重量份的石灰，所述钠盐的含量为5-30重量份。

优选地，所述脱硫脱磷剂还含有碳酸钙；更优选地，相对于100重量份的石灰，所述碳酸钙的含量为5.5-13.5重量份。

优选地，所述脱硫脱磷剂的颗粒粒径不大于1mm，且至少85重量%的所述脱硫脱磷剂的颗粒粒径不小于0.1mm。

本发明还提供了一种半钢同时脱硫脱磷的方法，该方法包括：在熔融状态的半钢中加入脱硫脱磷剂进行脱硫脱磷，其中，所述脱硫脱磷剂为上述所述的脱硫脱磷剂。

通过上述同时对半钢进行脱硫脱磷的技术方案，显著地缩短了对半钢脱硫和脱磷的处理时间，并且由于只进行一次投料，减少了温将次数，因此，温将较小，也节省了总的投料量。该脱硫脱磷剂中不含有氟，因此，降低了对环境的污染。另外，由于在脱硫的同时进行脱磷，不再需要额外的设备投资，节省了操作步骤以及处理成本。

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。

本发明提供了一种脱硫脱磷剂，其中，该脱硫脱磷剂含有石灰和钠盐；相对于100重量份的石灰，所述钠盐的含量为5-30重量份。

本发明的发明人发现，现有技术之所以不同时对含有杂质硫和杂质磷的样品，例如，半钢进行同时脱硫脱磷，主要是因为，当单独使用脱硫剂或脱磷剂时，均能够使所述样品获得较高的脱硫效果或脱磷效果。但当将脱硫剂和脱磷剂进行混合作为同时脱硫脱磷使用时，不但不能达到将它们单独使用时的脱硫脱磷效果，反而会使得它们原有的脱硫或脱磷效果大大降低。

本发明的发明人通过大量的研究发现，通过将石灰和钠盐在上述比例范围内配合使用，能够使得各物质间发生协同作用，使得所述脱硫脱磷剂具有较高的同时脱硫和脱磷的效果。而且，在保证铁水流动性的前提下，本发明的脱硫脱磷剂中不含有氟，使得在同时脱硫和脱磷的过程中，对环境的污染也得到了有效地降低。

优选地，在所述脱硫脱磷剂中，相对于100重量份的石灰，所述钠盐的含量为11.5-20重量份。当将以上各物质的含量控制在该优选的含量范围内时，在进一步降低对环境污染的同时，脱硫脱磷的效果也得到了进一步提高。

本发明中，优选地，在所述石灰中，CaO含量≥89重量%；

本发明中，对所述钠盐的种类没有特别的限制。优选情况下，所述钠盐为碳酸钠。在这种优选的情况下，所述脱硫脱磷剂的同时脱硫脱磷效果可以得到进一步提高。

根据本发明，尽管将上述各物质按照本发明的比例进行混合即可以达到较理想的同时脱硫脱磷的效果。但优选情况下，当所述脱硫脱磷剂还含有碳酸钙时，可以进一步提高脱硫脱磷率。

根据本发明，对于碳酸钙的含量，本领域技术人员可以根据实际生产情况进行选择。优选地，相对于100重量份的石灰，所述碳酸钙的含量为5.5-13.5重量份。

本发明中，为了起到更好的脱硫脱磷效果，所述脱硫脱磷剂的颗粒粒度不大于1mm，且至少85重量%的所述脱硫脱磷剂的颗粒粒度不小于0.1mm。所述粒度是指颗粒尺寸，是指颗粒上的两个不同点之间的最大直线距离。例如，所述脱磷剂中的粒度是指其颗粒尺寸，当所述颗粒为球形时，则所述粒度指其直径。

另一方面，本发明提供了一种半钢同时脱硫脱磷的方法，该方法包括：在熔融状态的半钢中加入脱硫脱磷剂进行脱硫脱磷，其中，所述脱硫脱磷剂为如上所述的脱硫脱磷剂。

本发明中，对于所述脱硫脱磷剂的加入量没有特别的限制，例如，当半钢中的硅（半钢中的硅相对于磷优先被氧化）含量较高时，可以适当提高所述脱硫脱磷剂的加入量，例如，相对于每吨半钢可以为10kg，当半钢中的硅含量较低时，则相反，例如，相对于每吨半钢可以为5kg。优选地，相对于每吨半钢，所述脱硫脱磷剂的加入量为5-8kg。

所述半钢可以为本领域常规的各种半钢。为了进一步提高半钢的脱硫脱磷效果，本发明中所述半钢优选为转炉提钒后的半钢，所述半钢含有1-5重量%的碳、0.01-0.025重量%的硅、0.01-0.025重量%的锰、0.01-0.025重量%的钒、0.01-0.025重量%的钛、0.05-0.1重量%的磷、0.05-0.12重量%的硫和94.7-98.8重量%的铁。所述转炉提钒的方法为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

根据本发明，所述脱硫脱磷剂加入半钢中的方式可以为本领域常规的各种加入方式，例如，可以通过半钢罐喷吹的方式加入。所述喷吹的速度可以为本领域公知的参数，例如，相对于每吨半钢，所述喷吹的速度可以为40-60kg/min。

根据本发明，所述脱硫脱磷的条件可以为本领域公知的脱硫脱磷的条件，例如，所述脱硫脱磷的条件包括：半钢的初始温度可以为1315-1380℃，时间可以为15-40分钟，也可以根据实际的脱硫脱磷效果适当的延长脱硫脱磷时间。

根据一般钢种要求，大多数钢种中要求硫含量为0.01-0.035重量%，磷含量为0.01-0.035重量%，采用本发明的脱硫脱磷剂对半钢进行同时脱硫脱磷，不但能够有效提高半钢的脱硫脱磷效果，使所得半钢中的硫含量和磷含量有效控制在大多数钢种中对硫含量和磷含量的要求，而且，由于只需要一次投料即能够实现同时脱硫脱磷的效果，减少了半钢的降温次数，因此，温度变化较小，同时也节省了投料量；另外也简化了操作步骤、提高了设备的利用率，从而降低了成本。

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，

半钢1含有3.98重量%的碳、0.025重量%的硅、0.025重量%的锰、0.025重量%的钒、0.025重量%的钛、0.095重量%的磷、0.11重量%的硫和95.715的铁；

半钢2含有3.8重量%的碳、0.02重量%的硅、0.02重量%的锰、0.02重量%的钒、0.02重量%的钛、0.07重量%的磷、0.07重量%的硫和95.98的铁；

半钢3含有3.2重量%的碳、0.01重量%的硅、0.01重量%的锰、0.01重量%的钒、0.01重量%的钛、0.055重量%的磷、0.055重量%的硫和96.65的铁。

按照GB11170-1989中的硫含量的测定方法进行硫含量的测定。

按照GB11170-1989中的磷含量的测定方法进行磷含量的测定。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的脱硫脱磷剂及半钢同时脱硫脱磷的方法。

采用半钢灌喷吹的方式在140吨初始温度为1375℃的半钢1中以50kg/min的速度吹入7.5kg/吨半钢的本发明的脱硫脱磷剂。所述脱硫脱磷剂由100重量份的石灰（CaO含量为90重量%）、18.8重量份的碳酸钠和6.3重量份的碳酸钙组成。并且，所述脱硫脱磷中粒度全部不大于1mm，且不小于0.1mm的比例为85重量%。

在1375℃的初始温度下对所述半钢进行同时脱硫脱磷21分钟。脱硫脱磷结束后测定所得半钢的温度为1335℃，温降为40℃，硫含量为0.013重量%，磷含量为0.011重量%。

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的脱硫脱磷剂及半钢同时脱硫脱磷的方法。

采用半钢灌喷吹的方式在140吨初始温度为1355℃的半钢2中以40kg/min的速度吹入6.5kg/吨半钢的本发明的脱硫脱磷剂。所述脱硫脱磷剂含有100重量份的石灰（CaO含量为89重量%）、11.5重量份的碳酸钠和5.5重量份的碳酸钙。并且，所述脱硫脱磷中粒度全部不大于1mm，且不小于0.1mm的比例为88重量%。

在1350℃的初始温度下对所述半钢进行同时脱硫脱磷18.2分钟。脱硫脱磷结束后测定所得半钢的温度为1310℃，温降为45℃，硫含量为0.011重量%，磷含量为0.010重量%。

实施例3

本实施例用于说明本发明提供的脱硫脱磷剂及半钢同时脱硫脱磷的方法。

采用半钢灌喷吹的方式在140吨初始温度为1315℃的半钢3中以60kg/min的速度吹入5.5kg/吨半钢的本发明的脱硫脱磷剂。所述脱硫脱磷剂含有100重量份的石灰（CaO含量为92重量%）、20重量份的碳酸钠和13.5重量份的碳酸钙。并且，所述脱硫脱磷中粒度全部不大于1mm，且不小于0.1mm的比例为91重量%。

在1315℃的初始温度下对所述半钢进行同时脱硫脱磷15.4分钟。脱硫脱磷结束后测定所得半钢的温度为1300℃，温降为15℃，硫含量为0.013重量%，磷含量为0.012重量%。

实施例4

本实施例用于说明本发明提供的脱硫脱磷剂及半钢同时脱硫脱磷的方法。

按照实施例1的方法对半钢1进行同时脱硫脱磷，不同的是，所述脱硫脱磷剂由100重量份的石灰（CaO含量为90重量%）、5重量份的碳酸钠和10重量份的碳酸钙组成。脱硫脱磷结束后所得半钢的温度为1340℃，温降为35℃，硫含量为0.015重量%，磷含量为0.021重量%。

实施例5

本实施例用于说明本发明提供的脱硫脱磷剂及半钢同时脱硫脱磷的方法。

按照实施例1的方法对半钢1进行同时脱硫脱磷，不同的是，所述脱硫脱磷剂由100重量份的石灰（CaO含量为90重量%）、30重量份的碳酸钠和10重量份的碳酸钙组成。脱硫脱磷结束后所得半钢的温度为1320℃，温降为55℃，硫含量为0.020重量%，磷含量为0.017重量%。

实施例6

本实施例用于说明本发明提供的脱硫脱磷剂及半钢同时脱硫脱磷的方法。

按照实施例1的方法对半钢1进行同时脱硫脱磷，不同的是，所述脱硫脱磷剂中不含有碳酸钙。脱硫脱磷结束后所得半钢的温度为1345℃，温降为30℃，硫含量为0.017重量%，磷含量为0.018重量%。

实施例7

本实施例用于说明本发明提供的脱硫脱磷剂及半钢同时脱硫脱磷的方法。

按照实施例1的方法对半钢1进行同时脱硫脱磷，不同的是，所述脱硫脱磷剂不大于1mm且不小于0.1mm的比例为75重量%，大于1mm的比例为10重量%，小于0.1mm的比例15重量%。脱硫脱磷结束后所得半钢的温度为1335℃，温降为40℃，硫含量为0.021重量%，磷含量为0.019重量%。

对比例1

本对比例用于说明现有技术的分步脱硫脱磷的方法。

采用半钢灌喷吹的方式在140吨初始温度为1375℃的半钢1中以50kg/min的速度吹入7kg/吨半钢的脱硫剂，所述脱硫剂由100重量份的石灰（CaO含量为90重量%）、9.1重量份的萤石（CaF2成分在98.5重量%）和12.1重量份的镁粉（MgO成分在95重量%）组成，脱硫19.6min。

在脱硫后的半钢中以50kg/min的速度吹入15kg/吨半钢的脱磷剂，所述脱磷剂由100重量份的石灰（CaO含量为90重量%）、110重量份的三氧化二铁和29重量份的萤石组成，脱磷42min。

脱硫脱磷结束后所得半钢的温度为1240℃，总温降为135℃，硫含量为0.015重量%，磷含量为0.020重量%。

对比例2

本对比例用于说明参比的脱硫脱磷方法。

按照实施例1的方法对半钢1进行同时脱硫脱磷，不同的是，所述脱硫脱磷剂由对比例1的脱硫剂和脱磷剂按照1:1的重量比混合物而成，混合后的作为脱硫脱磷剂的混合物由100重量份的石灰、16重量份的萤石、8重量份的镁粉和37重量份的三氧化二铁组成。脱硫脱磷结束后所得半钢的温度为1320℃，温降为55℃，硫含量为0.030重量%，磷含量为0.035重量%。

由以上实施例和对比例1的比较可以看出，采用本发明的脱硫脱磷剂，在保证脱硫脱磷效果的同时，有效地降低了脱硫和脱磷的时间；并且由于只进行一次加料，半钢铁水的温将也得到了显著的降低，另外，由于脱硫和脱磷同时进行，有效的提高了设备的利用率，并且节省了加料量。使得处理成本大大降低。

由以上实施例1和对比例2的比较可以看出，与按照现有技术的脱硫脱磷剂混合而成的脱硫脱磷剂相比，采用本发明提供的脱硫脱磷剂，能够显著的提高同时脱硫和脱磷的效果。

另外，将实施例1与实施例4-7相比可以看出，将本发明的脱硫脱磷剂中各组分的含量控制在本发明优选的范围内、在脱硫脱磷剂另外添加碳酸钙或是将脱硫脱磷剂的粒度控制在本发明优选的范围内均能够提高同时脱硫脱磷的效果。

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 (9)

1.一种脱硫脱磷剂，其特征在于，该脱硫脱磷剂含有石灰和钠盐；相对于100重量份的石灰，所述钠盐的含量为5-30重量份。

2.根据权利要求1所述的脱硫脱磷剂，其中，相对于100重量份的石灰，所述钠盐的含量为11.5-20重量份。

3.根据权利要求1或2所述的脱硫脱磷剂，其中，在所述石灰中，CaO含量≥89重量%。

4.根据权利要求1所述的脱硫脱磷剂，其中，所述脱硫脱磷剂还含有碳酸钙；相对于100重量份的石灰，所述碳酸钙的含量为5.5-13.5重量份。

5.根据要求1-4中任意一项所述的脱硫脱磷剂，其中，所述脱硫脱磷剂的颗粒粒度不大于1mm，且至少85重量%的所述脱硫脱磷剂的颗粒粒度不小于0.1mm。

6.一种半钢同时脱硫脱磷的方法，该方法包括：在熔融状态的半钢中加入脱硫脱磷剂进行脱硫脱磷，其特征在于，所述脱硫脱磷剂为权利要求1-5中任意一项所述的脱硫脱磷剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，相对于每吨半钢，所述脱硫脱磷剂的加入量为5-10kg，优选为5-8kg。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述半钢含有1-5重量%的碳、0.01-0.025重量%的硅、0.01-0.025重量%的锰、0.01-0.025重量%的钒、0.01-0.025重量%的钛、0.05-0.1重量%的磷、0.05-0.12重量%的硫和94.7-98.8重量%的铁。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述脱硫脱磷的条件包括：半钢的初始温度为1315-1380℃，处理时间为15-40分钟。