CN104294008B

CN104294008B - 铁水脱硫剂及应用

Info

Publication number: CN104294008B
Application number: CN201410586631.6A
Authority: CN
Inventors: 青光红; 陈涛; 田爽; 郑德明; 袁兵
Original assignee: Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd
Current assignee: PANZHIHUA GANGCHENG GROUP RUIKUANG INDUSTRY Co.,Ltd.
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2034-10-28
Also published as: CN104294008A

Abstract

本发明属于铁水冶炼技术领域，具体涉及一种铁水脱硫剂及其应用。本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本低、使用安全的铁水脱硫剂。为解决上述技术问题，本发明的铁水脱硫剂按质量份数计，包括如下成分：SiO2 33份‑41份CaO 3.2份‑4份、CaF2 3.1份‑5.5份、Na2CO3 7.8份‑8.8份、Al2O3 4份‑12份，其余为不可避免的杂质。本发明铁水脱硫剂的脱硫效果较优，储存、使用安全，渣态好，易扒渣，可满足钢企脱硫的需求，尤其适合钒钛磁铁矿铁水脱硫。

Description

铁水脱硫剂及应用

技术领域

本发明属于铁水冶炼领域，具体涉及一种铁水脱硫剂及应用。

背景技术

目前，我国炼铁企业常用的铁水脱硫剂主要有苏打灰、石灰粉、电石粉和金属镁。

苏打灰脱硫，工艺和设备简单，其缺点是脱硫过程中产生的渣会腐蚀处理罐的内衬，产生的烟尘污染环境，对人体有害。使用该方法脱硫的企业较少。

石灰粉脱硫，石灰价格便宜、使用安全，但在石灰粉颗粒表面易形成硅酸二钙致密层，限制了脱硫反应进行。因此，石灰用量大，致使生成的渣量大、铁损大，铁水温降也较多。另外，石灰还有易吸潮变质的缺点。而且攀枝花地区铁矿主要为钒钛磁铁矿，在炼钢过程中，有提钒的工序。目前一般采用先脱硫后提钒的工艺顺序，对铁水进行脱硫过程中，如使用石灰脱硫，会导致脱硫渣渣态较稀，渣铁分离困难，脱硫渣不易扒净，脱硫后进行提钒时回硫严重等问题。

电石粉脱硫，铁水温度高时脱硫效率高，铁水温度低于1300℃时脱硫效率很低，而且在脱硫过程中易析出石墨碳污染环境。脱硫处理后的渣量大，且渣中含有未反应完全的电石颗粒，遇水易产生乙炔气体，对脱硫渣的处理要求严格。电石粉易吸潮生成乙炔，易发生燃爆事故，故电石粉需要以惰性气体密封保存和运输，保存和运输条件要求较高。

镁在铁水的温度下与硫有极强的亲和力，特别是在低温下镁脱硫效率极高，脱硫过程可预测，硫含量可控制到0.0013的精度。这是其他脱硫剂所不能比拟的。金属镁活性很高，极易氧化，是易燃易爆品，镁粒须经表面钝化处理后才能安全地运输、储存和使用。钝化处理后，使其镁粒表面形成一层非活性的保护膜。用镁脱硫，铁水的温降小，渣量及铁损均少且不损坏处理罐的内衬，也不影响环境。因而铁水包喷镁脱硫工艺获得了迅猛的发展。但镁的价格较高，保存时须防止吸潮，使用成本较高。

因此，本领域技术人员需要一种生产成本低、使用安全的铁水脱硫剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本低、脱硫效果好的铁水脱硫剂。

为解决上述技术问题，本发明的铁水脱硫剂按重量份数计，包括如下化学成分：

其余为不可避免的杂质。

所述不可避免的杂质为SiO₂、CaO、CaF₂、Na₂CO₃、Al₂O₃原料中所含的杂质。选择上述原料时，可选用矿石或回收的工业废料等作为原料，以使所得铁水脱硫剂中化学成分满足要求并不引入对脱硫、冶炼构成不利影响的物质如S、P等即可。

采用上述铁水脱硫剂，可有效的降低铁水脱硫剂的生产成本，同时达到较佳的脱硫效果。

为保证脱硫渣的渣、铁分离效果，需在渣中保持一定的低熔点相，如硅铝酸盐，本发明铁水脱硫剂可通过加入SiO₂实现该目的。CaO可以对高炉渣中带入的钛辉石进行钙化处理，降低其活性，减少不利影响，促进渣铁分离。另外脱硫渣中高熔点成分较多，导致脱硫渣熔点较高，因此增加SiO₂和Al₂O₃含量，有利于改善脱硫渣流动性，利于实现渣铁分离。加入CaF₂也可以降低脱硫渣熔点，改善脱硫渣的流动性。加入Na₂CO₃不仅能够助熔稀渣，也可以提升脱硫效果。

本发明铁水脱硫剂的SiO₂、CaO、CaF₂、Na₂CO₃、Al₂O₃原料可选用矿石或回收的工业废料等作为原料，以使所得铁水脱硫剂中化学成分满足要求并不引入对脱硫、冶炼构成不利影响的物质，如磷、硫等即可。

具体的，为降低生产成本，避免引入过多杂质导致铁水脱硫效率降低，所述SiO2可采用含SiO2≥55％的石英砂为原料。

具体的，为避免引入过多杂质导致铁水脱硫效率降低，所述CaO可采用含CaO≥40％的生石灰作为原料。因活性石灰的活性度更佳，更有利于脱硫，所述CaO优选活性石灰。

具体的，为避免引入过多杂质导致铁水脱硫效率降低，所述CaF₂可采用含CaF₂≥78％的萤石为原料。

具体的，本发明铁水脱硫剂可采用如下原料满足化学成分用量关系：石英砂、生石灰、萤石、纯碱、氧化铝。

机械加工生产铝粒过程中所产生氧化铝粉末，其中Al₂O₃≥80％、S≤0.3％、H₂O≤1.5％，通常作为废料处理。如对氧化铝粉末进行脱氧提纯其成本非常高昂，收益率低。将氧化铝粉末作为上述铁水脱硫剂原料使用可显著提升其经济价值。

上述技术方案中，控制铁水脱硫剂粒度≤1mm，有利于铁水脱硫剂在使用过程中充分反应，如粒度过大，脱硫时间较长，且有可能反应不充分，需要加入更多的脱硫剂才能达到预期目的。

尤其的，上述铁水脱硫剂，特别适用于钒钛磁铁矿铁水脱硫需求。

上述铁水脱硫剂的使用方法与现有常规脱硫剂的使用方法相同，由于铁水成分、铁水量、渣量的不同，铁水脱硫剂的使用量、脱硫时间也会存在差异，本领域技术人员可根据实际生产情况调整得出。

除另有说明的以外，本发明中比例、含量、成分等均为质量百分比。

本发明的有益效果如下：

1、本发明铁水脱硫剂中可使用废弃的氧化铝粉末，回收了废旧资源，降低了生产成本，更有利于环保和资源的充分利用。

2、本发明铁水脱硫剂的脱硫效果较优，储存、使用安全，渣态好，易扒渣，可满足钢企脱硫的需求，尤其适合钒钛磁铁矿铁水脱硫。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。但并不因此将本发明的保护范围限制在实施例范围之中。

表1铁水脱硫剂配比表

原料名称	化学组成	实施例1	实施例2	实施例3
					石英砂	SiO₂55％	60	67	75
生石灰	CaO40％	10	9	8
					萤石	CaF₂78％	6	7	4
纯碱	Na₂CO₃98％	9	9	8
					氧化铝	Al₂O₃80％	15	8	5

表1中原料配比均为质量分数。

按表1原料比例称取原料并粉碎至粒度≤1mm，混合得实施例1、实施例2、实施例3的铁水脱硫剂。

实验方法：攀钢集团炼钢厂240t铁水罐，实际铁水量223.1t，加入300kg脱硫剂，反应充分后，进行扒渣作业，扒渣约75％时，再加入250kg铁水脱硫剂进行反应，直至扒渣作业结束。

将所得三组铁水脱硫剂分别按上述实验方法使用脱硫。

实验发现上述三组实施例的铁水脱前硫含量平均为0.064％，脱硫后硫含量平均为0.003％，提钒后半钢的硫含量平均为0.012％。转炉提钒过程生铁块使用量平均为3.5t，较现有脱硫剂脱硫后的提钒过程生铁块使用量明显减少。三组实施例回硫量平均为0.009％，最小为0.002％，最大为0.013％。在提钒生铁块使用量为7.8t的情况下，回硫平均为0.0124％。

经计算，平均每10t生铁块回硫0.003％。若扣除提钒过程生铁块加入带来的回硫，则三组实施例平均回硫量为0.008％，采用CaO脱硫的回硫量为0.010％。因此本发明实施例平均回硫量较CaO脱硫的回硫量减少0.002％，回硫情况得到很好的控制。与使用CaO脱硫相比，本发明铁水脱硫剂的脱硫效果更佳。而且采用本发明铁水脱硫剂脱硫所得脱硫渣的渣态适中，易扒渣，渣铁分离顺利。

Claims

1.铁水脱硫剂，其特征在于，按重量份数计，由如下化学成分组成：

其余为不可避免的杂质；

其中，采用如下原料满足化学成分用量关系：石英砂、生石灰、萤石、纯碱、氧化铝；

其中，所述SiO₂以含SiO₂≥55％的石英砂为原料；所述CaO以含CaO≥40％的生石灰为原料；所述的CaO以活性石灰为原料；

所述CaF₂以含CaF₂≥78％的萤石为原料；

所述氧化铝为机械加工生产铝粒过程中所产生氧化铝粉末；

所述铁水脱硫剂粒度≤1mm。

2.权利要求1所述的铁水脱硫剂在钒钛磁铁矿铁水脱硫中的应用。