CN104451032A - 一种半钢用的脱磷脱硫剂及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半钢用的脱磷脱硫剂及其制备方法和用途，属于钢铁冶炼领域。本发明要解决的技术问题是提供一种新的半钢用的脱磷脱硫剂。半钢用的脱磷脱硫剂，由以下重量份的组分混匀后经过钝化得到：铝酸钙5～10份、硅酸钙5～15份、碳酸钠5～10份、二氧化锰5～10份、氧化铁10～20份、活性石灰40～70份。进一步的，本发明还公开了所述半钢用的脱磷脱硫剂的制备方法和其在半钢脱磷脱硫中的用途。本发明半钢用的脱磷脱硫剂制备方法简单，能够在保证脱硫率的前提下进行有效脱磷，有利于炼钢转炉进行少渣炼钢，节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种半钢用的脱磷脱硫剂及其制备方法和用途，属于钢铁冶炼领域。
背景技术
我国是钒钛磁铁矿大国，钒钛磁铁矿高炉冶炼出的铁水与普通铁水相比钒含量高，而钒是一种重要的资源，因此铁水炼钢前必须提钒制取钒渣。而提钒之后所得的半钢硅、锰含量都为痕量，这就造成转炉炼钢时成渣、发热元素少，造渣困难，脱磷难度极大。但是，正是由于半钢的这个特点，也为转炉前进行脱磷提供了良好的条件：无需专门进行脱硅处理后再进行脱磷。
针对钢水磷含量如何控制的问题，1980年代以来，开发了各种处理方法：①在铁水包或鱼雷车内预脱磷；②专用转炉铁水预脱磷；③转炉炼钢过程深脱磷；④钢包精炼过程减少回磷。目前这些方法在工业上均已得到成功应用。1990年代以来，日本及韩国的钢铁企业大多采用铁水在专用转炉内预脱磷工艺，而我国基本采用转炉炼钢脱磷工艺，采用铁水预脱磷的很少，宝钢仅在生产低磷钢时才在鱼雷罐内预脱磷。目前，采用喷吹法进行脱硫的钢铁企业较多，因此可以将脱硫与脱磷同时在一个工位进行，以减轻后续转炉炼钢脱磷的任务。
公开号为CN103320575A的中国专利申请公开了“一种钢水脱硫脱磷处理剂及制备方法”，处理剂化学成分重量百分比为：氧化铁FeO+Fe2O3：15-25％；金属锂或化合物10-20％；CaF2：5％-10％；Al2O3：8％-15％；混合稀土：0.5-2％，余料为CaO。所述的金属锂或化合物，为Li、Li2O、LiOH、Li2CO3中的任意一种主料。一种制备权利要求1所述的钢水脱硫脱磷处理剂的制备方法：将所述的原料球磨混合并预烧混合物，预烧温度为1100℃-1200℃；将预烧后的原料混合物破碎至粒度范围为1-2mm，再搅拌混和均匀而成。
公开号为CN103540711A的中国专利申请公开了“一种对半钢同时脱硫脱磷的方法”，用脱硫氧枪对半钢进行第一阶段喷吹，其喷吹物为以惰性气体作为载体的助吹粉剂；用脱硫喷枪对半钢进行第二阶段喷吹，其喷吹物为以惰性气体作为载体的助吹粉剂和钝化镁粉混合物；用脱硫氧枪对半钢进行第三阶段喷吹，其喷吹物为以惰性气体作为载体的助吹粉剂，其中，所述半钢为含钒铁水经转炉提钒后所得的铁水，助吹粉剂由按重量计55～80份的钝化石灰、5～15份的氧化铁和20～30份的氧化钠制成。
公开号为CN1718762A的中国专利申请公开了“铁水炉前大幅脱硫或同时三脱彻底解放高炉和转炉”，在出铁场砂口后喷涌的铁水上分撒苏打大幅脱硫脱磷脱硅乃至炼钒钛矿时提钒的铁水预处理新工艺。
公开号为CN1757461A的中国专利申请公开了“铸造铁水的保温排气脱硫脱磷净化孕育调质的可铸性助剂”，可铸性助剂的组成成分为：活性游离态石墨粉、硅酸钙粉、二氧化锰粉、氧化钒粉、氧化镁粉、氧化钼粉。
公开号为CN1974797A的中国专利申请公开了“钢水炉外精炼脱硫脱磷精炼剂”，处理剂按重量百分比(％)含有BaO 35～70、BaF210～35、MnO 5～13、CaO 4～10、Al2O32～10余为杂质及粘结剂。
公开号为CN101294235A的中国专利申请公开了“一种用于返回法冶炼不锈钢同时脱硫脱磷的复合渣”，复合渣包括以下组分和重量配比：当CaO含量为1份时，BaO和/或BaCO30.6～1.8份、CaF2和/或BaCl20.3～0.6份，Fe2O30.10～0.15份。当用石灰作CaO原料时，石灰中CaO的含量大于92％，硫含量小于0.025％，二氧化硅含量小于1％。其它组分要求纯度98％以上。复合渣粒度小于1cm3。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种新的半钢用的脱磷脱硫剂。
本发明半钢用的脱磷脱硫剂，由以下重量份的组分混匀后经过钝化得到：铝酸钙5～10份、硅酸钙5～15份、碳酸钠5～10份、二氧化锰5～10份、氧化铁10～20份、活性石灰40～70份。
进一步的，作为优选方案，所述半钢用的脱磷脱硫剂由以下重量份的组分混匀后经过钝化得到：铝酸钙8份、硅酸钙10份、碳酸钠7份、二氧化锰8份、氧化铁18份、活性石灰49份。
优选地，所述氧化铁、碳酸钠、硅酸钙、铝酸钙、二氧化锰的纯度>95％，氧化铁、碳酸钠、硅酸钙、铝酸钙、二氧化锰和活性石灰的粒度＜150目。
进一步的，所述活性石灰经过钝化得到钝化石灰，所述的钝化石灰中CaO的质量百分含量为80％～90％，更优选为85％～90％。
本发明要解决的第二个技术问题是提供上述半钢用的脱磷脱硫剂的制备方法。
进一步的，本发明还公开了上述半钢用的脱磷脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
a、将各组分按照配比混合，得混合物料；
b、将混合物料用钝化液进行钝化处理。
本发明要解决的第三个技术问题是提供上述半钢用的脱磷脱硫剂的用途。
进一步的，本发明还公开了所述半钢用的脱磷脱硫剂在半钢脱磷脱硫中的用途。
作为优选方案，所述半钢用的脱磷脱硫剂的用量为5～7kg/t半钢。
进一步的，本发明还公开了半钢脱磷脱硫的方法，包括如下步骤：转炉提钒结束后，以氮气为载体喷吹钝化镁粉进行脱硫，喷吹速度为3～5kg/min，钝化镁粉用量为0.5～1kg/t半钢；然后以氮气为载体喷吹本发明半钢用的脱磷脱硫剂进行脱硫和脱磷，喷吹速度为35～50kg/min，半钢用的脱磷脱硫剂用量为5～7kg/t半钢；喷吹结束后进行扒渣处理。
作为优选方案，所述的钝化镁粉品位>98％，密度为0.88～0.98g/cm3，粒度<2mm，大于1.2mm粒级不大于2％，小于0.15mm粒级不大于10％。
本发明有益效果：
1、本发明半钢用的脱磷脱硫剂制备方法简单。
2、采用本发明半钢用的脱磷脱硫剂对半钢进行处理，脱磷率可达70％以上，脱硫率可达85％以上。
3、本发明半钢用的脱磷脱硫剂能够在保证脱硫率的前提下进行有效脱磷，有利于炼钢转炉进行少渣炼钢，节约了成本。
具体实施方式
本发明半钢用的脱磷脱硫剂，由以下重量份的组分混匀后经过钝化得到：铝酸钙5～10份、硅酸钙5～15份、碳酸钠5～10份、二氧化锰5～10份、氧化铁10～20份、活性石灰40～70份。
进一步的，作为优选方案，所述半钢用的脱磷脱硫剂由以下重量份的组分混匀后经过钝化得到：铝酸钙8份、硅酸钙10份、碳酸钠7份、二氧化锰8份、氧化铁18份、活性石灰49份。
优选地，所述氧化铁、碳酸钠、硅酸钙、铝酸钙、二氧化锰的纯度>95％，氧化铁、碳酸钠、硅酸钙、铝酸钙、二氧化锰和活性石灰的粒度＜150目。
进一步的，为了提高脱硫效果，本发明半钢用的脱磷脱硫剂原料中的活性石灰经过钝化得到钝化石灰，所述的钝化石灰中CaO的质量百分含量优选为80％～90％，更优选85％～90％。CaO能与铁水中的S反应生成CaS。
进一步的，本发明还公开了上述半钢用的脱磷脱硫剂的制备方法，包括如下步骤：
c、将各组分按照配比混合，得混合物料；
d、将混合物料用钝化液进行钝化处理。
进一步的，所述b步骤中，对钝化液的种类和用量并无特定要求，总之，将混合物料钝化即可。
进一步的，本发明还公开了上述半钢用的脱磷脱硫剂在半钢脱磷脱硫中的用途。作为优选方案，其用量为5～7kg/t半钢。
进一步的，本发明还公开了半钢脱磷脱硫的方法，包括如下步骤：转炉提钒结束后，以氮气为载体喷吹钝化镁粉进行脱硫，喷吹速度控制在3～5kg/min，钝化镁粉用量为0.5～1kg/t半钢；然后以氮气为载体喷吹权利要求1～5中任一项所述的半钢用的脱磷脱硫剂进行脱硫和脱磷，喷吹速度控制在35～50kg/min，半钢用的脱磷脱硫剂用量为5～7kg/t半钢；喷吹结束后进行扒渣处理。
作为更优选方案，在实际生产中，转炉提钒结束后，将未脱硫、脱磷的半钢运输至喷吹脱硫工位。在脱硫前分别将脱磷脱硫剂、钝化镁粉装入到不同料罐中，料罐采用干燥氮气密封，待脱硫喷枪降至半钢液面50cm～100cm时开始以氮气为载体喷吹钝化镁粉进行脱硫，喷枪离半钢罐底500～1500mm，钝化镁粉用量为0.5～1kg/t半钢，喷吹速度控制在3～5kg/min，当钝化镁粉喷吹量达到要求后提升脱硫喷枪，然后将脱磷喷枪降下，待脱磷喷枪降至半钢液面50cm～100cm时开始以氮气为载体喷吹脱磷脱硫剂进行脱磷脱硫，喷枪离半钢罐底500～1500mm，脱磷脱硫剂用量控制在5～7kg/t半钢，喷吹速度控制在35～50kg/min，喷吹结束后进行扒渣处理。
其中，所述的钝化镁粉品位>98％，密度为0.88～0.98g/cm3，粒度<2mm，同时，大于1.2mm粒级不大于2％，小于0.15mm粒级不大于10％。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
下述实施例中，所用铝酸钙的纯度>97％、硅酸钙的纯度>96％、碳酸钠的纯度>98％、二氧化锰的纯度95％、氧化铁的纯度>95％、活性石灰的纯度>82％；上述组分的粒度均＜150目；
所用钝化液为醋酸与氯化镁混合液；
所述的钝化镁粉品位>98％，密度为0.95g/cm3，粒度为＜2mm，同时，大于1.2mm粒级不大于2％，小于0.15mm粒级不大于10％。
实施例1
半钢用的脱磷脱硫剂的制备：
将5kg铝酸钙、15kg硅酸钙、5kg碳酸钠、5kg二氧化锰、20kg氧化铁、50kg活性石灰混合后用钝化液钝化，得半钢用的脱磷脱硫剂。
其中，钝化石灰中CaO含量为83％wt。
采用上述半钢用的脱磷脱硫剂对半钢进行脱磷脱硫处理：
转炉提钒结束后，将未脱硫、脱磷的半钢运输至喷吹脱硫工位。在脱硫前分别将脱磷脱硫剂、钝化镁粉装入到不同料罐中，料罐采用干燥氮气密封，待脱硫喷枪降至带脱磷脱硫的半钢液面100cm以下时开始以氮气为载体喷吹钝化镁粉进行脱硫，喷枪离半钢罐底1500mm，镁粉用量为0.5kg/t半钢，喷吹速度控制在3kg/min，当钝化镁粉喷吹量达到要求后提升脱硫喷枪，然后将脱磷喷枪降下，待脱磷喷枪降至半钢液面50cm时开始以氮气为载体喷吹脱磷脱硫剂进行脱磷脱硫，喷枪离半钢罐底500mm，脱磷脱硫剂用量控制在5kg/t半钢，喷吹速度控制在35kg/min，当脱磷脱硫剂喷吹量达到要求后提升脱磷喷枪，并进行扒渣处理。
半钢中磷含量为0.058％、硫含量为0.062％，脱磷脱硫结束后，半钢磷含量为0.012％，脱磷率达到79.3％，硫含量为0.009％，脱硫率为85.5％。
实施例2
半钢用的脱磷脱硫剂的制备：
将10kg铝酸钙、10kg硅酸钙、10kg碳酸钠、10kg二氧化锰、20kg氧化铁、40kg活性石灰混合后用钝化液钝化，得半钢用的脱磷脱硫剂。
其中，钝化石灰中CaO含量为82％wt。
采用上述半钢用的脱磷脱硫剂对半钢进行脱磷脱硫处理：
转炉提钒结束后，将未脱硫、脱磷的半钢运输至喷吹脱硫工位。在脱硫前分别将脱磷脱硫剂、钝化镁粉装入到不同料罐中，料罐采用干燥氮气密封，待脱硫喷枪降至带脱磷脱硫的半钢液面50cm以下时开始以氮气为载体喷吹钝化镁粉进行脱硫，喷枪离半钢罐底500mm，镁粉用量为1kg/t半钢，喷吹速度控制在5kg/min，当钝化镁粉喷吹量达到要求后提升脱硫喷枪，然后将脱磷喷枪降下，待脱磷喷枪降至半钢液面50cm时开始以氮气为载体喷吹脱磷脱硫剂进行脱磷脱硫，喷枪离半钢罐底500mm，脱磷脱硫剂用量控制在7kg/t半钢，喷吹速度控制在50kg/min，当脱磷脱硫剂喷吹量达到要求后提升脱磷喷枪，并进行扒渣处理。
半钢中磷含量为0.068％、硫含量为0.072％，脱磷脱硫结束后，半钢磷含量为0.019％，脱磷率达到71.0％，硫含量为0.005％，脱硫率为93.0％。
实施例3
半钢用的脱磷脱硫剂的制备：
将5kg铝酸钙、5kg硅酸钙、5kg碳酸钠、5kg二氧化锰、10kg氧化铁、70kg活性石灰混合后用钝化液钝化，得半钢用的脱磷脱硫剂。
其中，钝化石灰中CaO含量为85％wt。
采用上述半钢用的脱磷脱硫剂对半钢进行脱磷脱硫处理：
转炉提钒结束后，将未脱硫、脱磷的半钢运输至喷吹脱硫工位。在脱硫前分别将脱磷脱硫剂、钝化镁粉装入到不同料罐中，料罐采用干燥氮气密封，待脱硫喷枪降至带脱磷脱硫的半钢液面80cm以下时开始以氮气为载体喷吹钝化镁粉进行脱硫，喷枪离半钢罐底1000mm，镁粉用量为0.8kg/t半钢，喷吹速度控制在4kg/min，当钝化镁粉喷吹量达到要求后提升脱硫喷枪，然后将脱磷喷枪降下，待脱磷喷枪降至半钢液面90cm时开始以氮气为载体喷吹脱磷脱硫剂进行脱磷脱硫，喷枪离半钢罐底600mm，脱磷脱硫剂用量控制在6.5kg/t半钢，喷吹速度控制在45kg/min，当脱磷脱硫剂喷吹量达到要求后提升脱磷喷枪，并进行扒渣处理。
半钢中磷含量为0.052％、硫含量为0.066％，脱磷脱硫结束后，半钢磷含量为0.010％，脱磷率达到80.8％，硫含量为0.008％，脱硫率为87.9％。
实施例4
半钢用的脱磷脱硫剂的制备：
将8kg铝酸钙、10kg硅酸钙、7kg碳酸钠、8kg二氧化锰、18kg氧化铁、49kg活性石灰混合后用钝化液钝化，得半钢用的脱磷脱硫剂。
其中，钝化石灰中CaO含量为85％wt。
采用上述半钢用的脱磷脱硫剂对半钢进行脱磷脱硫处理：
转炉提钒结束后，将未脱硫、脱磷的半钢运输至喷吹脱硫工位。在脱硫前分别将脱磷脱硫剂、钝化镁粉装入到不同料罐中，料罐采用干燥氮气密封，待脱硫喷枪降至带脱磷脱硫的半钢液面85cm以下时开始以氮气为载体喷吹钝化镁粉进行脱硫，喷枪离半钢罐底800mm，镁粉用量为0.9kg/t半钢，喷吹速度控制在4.5kg/min，当钝化镁粉喷吹量达到要求后提升脱硫喷枪，然后将脱磷喷枪降下，待脱磷喷枪降至半钢液面80cm时开始以氮气为载体喷吹脱磷脱硫剂进行脱磷脱硫，喷枪离半钢罐底600mm，脱磷脱硫剂用量控制在7kg/t半钢，喷吹速度控制在40kg/min，当脱磷脱硫剂喷吹量达到要求后提升脱磷喷枪，并进行扒渣处理。
半钢中磷含量为0.057％、硫含量为0.060％，脱磷脱硫结束后，半钢磷含量为0.008％，脱磷率达到86.0％，硫含量为0.008％，脱硫率为86.7％。
Claims (10)
1.半钢用的脱磷脱硫剂，其特征在于，由以下重量份的组分混匀后经过钝化得到：铝酸钙5～10份、硅酸钙5～15份、碳酸钠5～10份、二氧化锰5～10份、氧化铁10～20份、活性石灰40～70份。
2.根据权利要求1半钢用的脱磷脱硫剂，其特征在于，由以下重量份的组分混匀后经过钝化得到：铝酸钙8份、硅酸钙10份、碳酸钠7份、二氧化锰8份、氧化铁18份、活性石灰49份。
3.根据权利要求1或2所述的半钢用的脱磷脱硫剂，其特征在于：所述氧化铁、碳酸钠、硅酸钙、铝酸钙、二氧化锰的纯度>95％，氧化铁、碳酸钠、硅酸钙、铝酸钙、二氧化锰和活性石灰的粒度＜150目。
4.根据权利要求1～3任一项所述的半钢用的脱磷脱硫剂，其特征在于：所述活性石灰经过钝化得到钝化石灰，所述的钝化石灰中CaO的质量百分含量为80％～90％。
5.根据权利要求4所述的半钢用的脱磷脱硫剂，其特征在于：所述的钝化石灰中CaO的质量百分含量为85％～90％。
6.权利要求1～5任一项所述的半钢用的脱磷脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将各组分按照配比混合，得混合物料；
b、将混合物料用钝化液进行钝化处理。
7.权利要求1～5任一项所述的半钢用的脱磷脱硫剂在半钢脱磷脱硫中的用途。
8.根据权利要求7所述的半钢用的脱磷脱硫剂在半钢脱磷脱硫中的用途，其特征在于：所述半钢用的脱磷脱硫剂的用量为5～7kg/t半钢。
9.半钢脱磷脱硫的方法，其特征在于，包括如下步骤：转炉提钒结束后，以氮气为载体喷吹钝化镁粉进行脱硫，喷吹速度为3～5kg/min，钝化镁粉用量为0.5～1kg/t半钢；然后以氮气为载体喷吹权利要求1～5中任一项所述的半钢用的脱磷脱硫剂进行脱硫和脱磷，喷吹速度为35～50kg/min，半钢用的脱磷脱硫剂用量为5～7kg/t半钢；喷吹结束后进行扒渣处理。
10.根据权利要求9所述的半钢脱磷脱硫的方法，其特征在于：所述的钝化镁粉品位>98％，密度为0.88～0.98g/cm3，粒度<2mm，大于1.2mm粒级不大于2％，小于0.15mm粒级不大于10％。
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