CN105177213A

CN105177213A - 铸造用热装铁水的预处理方法

Info

Publication number: CN105177213A
Application number: CN201510570397.2A
Authority: CN
Inventors: 李富; 冯聚和; 张国东; 许广荣; 王保军
Original assignee: QIAN'AN SHI JINTANG DUCTILE IRON PIPES CO Ltd
Current assignee: QIAN'AN SHI JINTANG DUCTILE IRON PIPES CO Ltd
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明涉及高炉冶炼铸造铁生产工艺，具体是一种铸造用热装铁水的预处理方法。采用机械搅拌法脱硫：将外衬耐火材料的搅拌头经烘烤后浸入铁水包内，利用搅拌头在铁水中旋转搅动铁水，使铁水产生漩涡，然后向铁水漩涡中投入定量的脱硫剂，使脱硫剂和铁水中的硫在不断的搅拌中发生脱硫反应；脱硫反应前铁水温度≥1400℃，脱硫过程铁水降温幅度≤50℃，脱硫结束后最终硫含量≤0.015～0.025%。本发明可使高炉节能和增产，改善铁水的质量，超低硫铁水可用于生产精密铸件。

Description

铸造用热装铁水的预处理方法

技术领域

本发明涉及高炉冶炼铸造铁生产工艺，具体是一种铸造用热装铁水的预处理方法。

背景技术

高炉铁水炉外处理已在钢铁行业得到广泛应用，但在铸造生铁生产中尚未见到。目前铁水处理的难点主要集中于脱硫，虽然高炉炉内脱硫在技术上可行，但在经济上不合理。为了保证生铁脱硫的需要，高炉不得不采用高炉温、高碱度、大渣量操作，导致高炉焦比高，耗能高。近几年冶金焦的稀缺，更导致高炉炉内脱硫成本加大，经济费用增多。由此，铁水脱硫需要从高炉转向炉外处理。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中高炉炉内脱硫存在的上述问题，而提供一种能够使高炉节能和增产，并可同时脱硫增硅，能够改善铁水质量的铸造用热装铁水的预处理方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种铸造用热装铁水的预处理方法，采用机械搅拌法脱硫：将外衬耐火材料的搅拌头经烘烤后浸入铁水包内，利用搅拌头在铁水中旋转搅动铁水，使铁水产生漩涡，然后向铁水漩涡中投入定量的脱硫剂，使脱硫剂和铁水中的硫在不断的搅拌中发生脱硫反应；脱硫反应前铁水温度≥1400℃，脱硫过程铁水降温幅度≤50℃，脱硫结束后最终硫含量≤0.015～0.025%。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：

采用铁水炉外机械搅拌法脱硫处理，化学反应动力学(搅拌动能)条件好，可以选用高活性石灰作脱硫剂，产生的脱硫产物CaS渣系基本呈固态，容易扒干净，因此较其他方法不易造成回硫，相对于其他脱硫剂易于得到且价格便宜，长期运行生产成本低，节约资金；搅拌法脱硫，反应较平稳，操作过程中几乎没有喷溅产生，产生烟尘，通过除尘处理达标排放；可使高炉节能和增产，改善铁水的质量，超低硫铁水可用于生产精密铸件。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

脱硫合格后，扒除脱硫渣，得到合格铁水，再投入增硅剂进行增硅处理，增硅处理后铁水含硅量增加至1.0～1.8%。

目前高炉冶炼铸造铁的缺点：①焦比升高：当生铁含硅<1.5％时，每增加硅1％，焦比升高40公斤／吨铁；生铁含硅在1.5～2.5％时，焦比增加60公斤／吨铁；②产量降低：生铁含硅增加l％，产量降低7%；③产生一些不必要的麻烦和浪费：在高炉由冶炼低牌号的球墨生铁转换高牌号的铸造生铁时，炉温波动较大，影响炉况顺行，使产量降低，成本增高，因此，对高炉铁水进行炉外脱硫处理时，同时进行铁水增硅处理，以克服上述问题。

向铁水中添加硅铁，使其硅含量增加到预定值，用于将高炉冶炼的低硅铁水增硅变成铸造生铁，是一种生产铸造生铁的新方法，它可使高炉节能和增产，而且能改善铁水铸件的质量。铁水增硅只需要保证增硅时铁水温度（在1350度以上），保证硅铁顺利熔化和溶解，增硅过程温降大约为10-50度。

以下通过实施例详述本发明，目的仅在于更好地理解本发明内容，所举之例并非限制本发明技术方案所记载的保护范围。

本实施例给出的铸造用热装铁水的预处理方法，其操作过程如下：

高炉铁水→25吨铁水包→预扒渣处理→脱硫→取样分析→扒除脱硫渣→合格铁水→增硅处理→铁水运至铸造厂，热装调质用于铸造生产。

（1）预扒渣处理：

高炉出铁后带入铁水中的高炉渣是低碱度氧化渣，并且硫含量很高，这与脱硫条件相违背，因此必须在脱硫操作前扒掉高炉渣：铁水包由牵引车运载至扒渣位置后，由主控台将罐倾斜至扒渣角度(以铁水不能溢出为准)，然后进行扒渣操作。

（2）加入脱硫剂：

加入脱硫剂前的准备过程：电动葫芦带动各自专用卸料斗将脱硫剂、增硅剂加入各自料仓，达到料仓容量80%后，停止加料，备用。非检修状态下，两台手动式平板阀门呈打开状态；通过控制脱硫剂料仓下料管上的电液动推杆平板阀门以及增硅剂料仓下料管上的电磁振动给料器，按照电子测重计的显示示数，将脱硫剂、增硅剂经各自下料管以及下料管上相应控制阀门，按照生产所需量加到称量料斗内。

铁水包车进入脱硫工位后，卷扬机将搅拌头降至工作位置，启动搅拌头，当转速一定时，按照设定的参数打开称量漏斗下料管上的电液动推杆平板阀门，经下料管开始向铁水包中加入脱硫剂，下料时间大约3-5min，此次料仓加料完成。

（3）搅拌脱硫：

脱硫剂加入完后，将搅拌头转速逐步加大，当达到80～120r／min时，转速恒定。此时脱硫反应速率达到最大，铁水进行深脱硫，历时5～10分钟。

（4）测温取样：

脱硫操作结束后，将搅拌头升起，进行测温取样分析。

（5）扒除脱硫渣：

脱硫操作结束后，渣中富含硫，为了避免回硫，必须进行后扒渣，以得到合格铁水。

（6）增硅处理：

测温不低于1350°时，以上述同样步骤进行增硅。

本实施例中，搅拌头为十字叉结构，内部由铸钢制作，外部捣打耐火浇注料。耐火浇注料由钢丝纤维、高温耐火水泥、莫莱石等组成。制作时，按一定的耐火浇注料和水配比搅拌，通过振动捣打成型，然后经过30h烘烤，在使用前，必须再烘烤7～8h。正常搅拌头的使用寿命约为200次以上。

搅拌头搅拌深度要求：搅拌法脱硫搅拌头插入太浅会造成铁水搅拌不充分，影响脱硫效果。插入太深，则增大搅拌阻力，降低搅拌头寿命，增加电机负荷，因此，搅拌工作位处于铁水中央靠下位置最佳。

铁水原始温度要求：搅拌法脱硫要求铁水原始温度高于1400℃。一是因为脱硫操作时铁水搅拌较强烈，温降较大，二是因为脱硫反应是吸热反应，温度越高，越有利于发应进行。

脱硫剂主要成分为：CaO、CaF₂、Al₂O₃、SiO₂等，粒度在0.4～0.8之间的占80%以上；增硅剂为最好含硅≥75%，粒径1-3mm颗粒。

脱硫效果：铁水初始硫含量（高炉）为0.05～0.07%，脱硫结束后最终硫含量[s]≤0.025%。

脱硫剂消耗：脱硫剂消耗量和铁水原始硫含量和要求达到的铁水含硫量的大小有关。在要求达到的铁水含硫量一定的情况下，铁水原始硫含量越大，则脱硫剂消耗越大，反之亦然。

通过对本实施例的单条铁水预处理脱硫生产成本计算，脱硫成本比喷吹钝化颗粒镁还要低，搅拌法脱硫的运行成本的优势很明显。而且，采用铁水脱硫后，高炉铁水含硫可以放宽要求，从而高炉炉渣碱度可以降低，如从1.2降到1.06，焦比可降40kg/t，生产率提高13%，增产5%，一级品率从20%增至60%～90％，吨铁效益20元以上。

采用炉外增硅这种合成法炼铸造生铁，其应用价值可归纳为：(1)高炉可以低硅作业，炉况顺行而且指标良好，按中国高炉生产经验，生铁含si量每降低0.1％，高炉燃料比降低4～7kg／t，产量也相应提高，高炉生产能力可提高13％～25％，焦比降低15％～25％；(2)铁水增硅生产的铸造生铁比高炉直接冶炼的铸造生铁质量好，因为高炉炼的铸造铁水温度高、含si高，碳素溶解量和气体及非金属夹杂增高，铸铁中石墨晶粒粗大、组织结构和力学性能变差。而增硅法所得的铸造生铁是在低硅低碳铁水中增硅而成。原来的碳素石墨化程度低，溶入的硅铁又起了孕育作用，增加外来核心，细化了共晶团和石墨，提高了铸铁组织的均匀性和致密性，从而改善了生铁的性能。同时，铁水增硅还有降低生铁含硫量的效果。(3)铁水增硅是钢铁厂平衡炼铁和炼钢能力、调节生铁品种必须建立的铁水处理系统。有了铁水增硅设备，高炉可以完全炼制一个规格牌号生铁，焦比低、产量高、充分发挥它的能力。炼钢用不完的铁水或需要生产的铸造铁，或炼钢炉临时不要的高炉铁水都可采用增硅以成为铸造生铁，提高生铁的售价、减少铁种转换对冶炼造成的困难和损失。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims

1.一种铸造用热装铁水的预处理方法，其特征在于，采用机械搅拌法脱硫：将外衬耐火材料的搅拌头经烘烤后浸入铁水包内，利用搅拌头在铁水中旋转搅动铁水，使铁水产生漩涡，然后向铁水漩涡中投入定量的脱硫剂，使脱硫剂和铁水中的硫在不断的搅拌中发生脱硫反应；脱硫反应前铁水温度≥1400℃，脱硫过程铁水降温幅度≤50℃，脱硫结束后最终硫含量≤0.015～0.025%。

2.根据权利要求1所述的铸造用热装铁水的预处理方法，其特征在于，脱硫合格后，扒除脱硫渣，得到合格铁水，再投入增硅剂进行增硅处理，增硅处理后铁水含硅量增加至1.0～1.8%。