CN105385809A - 一种含硫铁水脱硫方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含硫铁水脱硫方法，包括：将铁水包送入脱硫站，进行第一次扒渣处理；对铁水包进行第一次喷吹处理；对铁水包进行第二次喷吹处理；对铁水包进行第三次喷吹处理；对铁水包进行第二次扒渣处理。该脱硫方法在保证脱硫效果和脱硫周期的前提下，能够使脱硫剂消耗量降低15-20％，有效降低脱硫成本。

Description

一种含硫铁水脱硫方法
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种含硫铁水脱硫方法。
背景技术
硫在钢中是一种常见的元素，除了含硫易切削钢外，硫在大多数钢中是作为有害元素存在的，其对钢材的焊接性能、热加工性能、力学性能以及抗腐蚀性能等有严重影响。近年来，随着材料科学技术的发展，对钢材有害元素的控制有了越来越高的要求，市场对低硫钢材甚至超低硫钢材的需求越来越广泛，在这种背景下铁水喷粉预脱硫作为一种有效的脱硫手段被广泛应用。但随着钢材价格的持续走低，成本控制已成为企业生存的关键点，如何在现有装备基础上实现低成本脱硫已成为各个钢铁企业研究的重点。镁基复合脱硫剂随着运载气体喷入铁水后，镁在高温铁液中形成镁蒸气和溶解镁，再与铁水中的硫反应，生成硫化镁，脱硫剂中的氧化钙进入铁水后与硫反应，生成硫化钙；镁基脱硫剂脱硫主要依靠以上反应，因此，实现高效低成本脱硫重点在于如何优化脱硫剂与硫的反应热力学和动力学条件。
现有技术中的脱硫方法在进行铁水脱硫时，未能优化脱硫剂与硫的反应热力学和动力学条件，导致脱硫剂利用率不高，大量脱硫剂未充分利用，使脱硫剂消耗量过大，脱硫成本很难降低。
发明内容
本申请提供的一种含硫铁水脱硫方法，解决了或部分解决了现有技术脱硫剂利用率不高，脱硫剂消耗量过大，脱硫成本比较高的技术问题，实现了在保证脱硫效果和脱硫周期的前提下，能够使脱硫剂消耗量降低15-20％，有效降低脱硫成本的技术效果。
本申请提供了一种含硫铁水脱硫方法，包括以下步骤：
将铁水包送入脱硫站，进行第一次扒渣处理；
对所述铁水包进行第一次喷吹处理；所述第一次喷吹处理包括：通过喷枪向所述铁水包喷吹粉剂和氮气；所述粉剂的化学组成包括：以质量百分比计算，35-45％CaO、25-35％CaC2、25-35％Mg；所述粉剂的喷吹速率与所述氮气的喷吹流量的比值控制为7～8；所述氮气的喷吹流量控制为100-120Nm3/h；
对所述铁水包进行第二次喷吹处理；所述第二次喷吹处理包括：通过喷枪向所述铁水包喷吹所述粉剂和氮气；所述粉剂的喷吹速率与所述氮气的喷吹流量的比值控制为4～6；所述氮气的喷吹流量控制为120-130Nm3/h；
对所述铁水包进行第三次喷吹处理；所述第一次喷吹处理包括：通过喷枪向所述铁水包喷吹所述氮气；所述氮气的喷吹流量控制为100-120Nm3/h；
对所述铁水包进行第二次扒渣处理。
作为优选，在所述第一次扒渣处理前，以质量百分比计，所述铁水包内铁水为硫含量在0.035～0.080％的中高硫铁水。
作为优选，在所述第一次扒渣处理中，以质量百分比计，扒渣量控制为所述铁水包内总渣量的40-60％。
作为优选，进行所述第一次喷吹处理时，所述粉剂的喷入量控制为每吨铁加入1.0～1.2kg；
所述粉剂的喷吹速率控制为600-720kg/h；
所述喷枪的喷吹压力控制为0.42～0.45MPa；
所述喷枪的枪位控制在距离所述铁水包底部200～300mm。
作为优选，所述粉剂的化学组成包括：以质量百分比计，40％CaO、30％CaC2及30％Mg；
所述第一次喷吹处理的时间控制为2min。
作为优选，进行所述第二次喷吹处理时，所述粉剂的喷入量控制为每吨铁加入0.8～0.9kg；
所述粉剂的喷吹速率控制为480-600kg/h；
所述喷枪的喷吹压力控制为0.46～0.48MPa；
所述喷枪的枪位控制在距离所述铁水包底部300～400mm。
作为优选，所述粉剂的化学组成包括：以质量百分比计，40％CaO、30％CaC2及30％Mg；
所述第二次喷吹处理的时间控制为12min。
作为优选，进行所述第三次喷吹处理时，所述喷枪的枪位控制在距离所述铁水包底部200～300mm；
所述第三次喷吹处理的时间控制为2min。
作为优选，所述第二次扒渣处理包括：
扒除所述铁水包内铁水表面的大块脱硫渣；
将所述铁水静置1～2min后，加入80～100kg的石灰；
扒除所述铁水表面剩余的渣。
作为优选，所述第二次扒渣处理完成后，铁水表面的亮面达到95％以上。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了合理优化脱硫剂与硫的反应热力学和动力学条件，即将喷吹分为三个阶段进行：第一次喷吹处理阶段合理设置粉剂及氮气的喷吹速率，保证较高的脱硫剂利用率；第二次喷吹处理阶段降低粉剂的喷吹速率，增大喷吹氮气的流量和压力，优化脱硫动力学，降低脱硫剂消耗量；第二次喷吹处理阶段仅喷吹氮气，促进脱硫渣的上浮去除。这样，有效解决了现有技术中脱硫剂利用率不高，脱硫剂消耗量过大，脱硫成本比较高的技术问题，实现了在保证脱硫效果和脱硫周期的前提下，能够使脱硫剂消耗量降低15-20％，有效降低脱硫成本的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的含硫铁水脱硫方法的流程图。
具体实施方式
本申请实施例提供的一种含硫铁水脱硫方法，解决了或部分解决了现有技术脱硫剂利用率不高，脱硫剂消耗量过大，脱硫成本比较高的技术问题，实现了在保证脱硫效果和脱硫周期的前提下，能够使脱硫剂消耗量降低15-20％，有效降低脱硫成本的技术效果。
本申请实施例提供了一种含硫铁水脱硫方法，参见附图1，包括以下步骤：
S1：将铁水包送入脱硫站，进行第一次扒渣处理；扒除高炉带入的低碱度渣，有利于提高脱硫渣的碱度，提高脱硫渣的硫容量，以质量百分比计，扒渣量为铁水包内总渣量的40-60％；作为一种优选的实施例，第一次扒渣处理前，以质量百分比计，铁水包内铁水为硫含量在0.035～0.080％的中高硫铁水。
S2：对铁水包进行第一次喷吹处理；第一次喷吹处理包括：通过喷枪向铁水包喷吹粉剂和氮气；粉剂的化学组成包括：以质量百分比计算，35-45％CaO、25-35％CaC2、25-35％Mg；粉剂的喷吹速率与氮气的喷吹流量的比值控制为7～8；氮气的喷吹流量控制为100-120Nm3/h。
其中，进行第一次喷吹处理时，粉剂的喷入量控制为每吨铁加入1.0～1.2kg；粉剂的喷吹速率控制为600-720kg/h；喷枪的喷吹压力控制为0.42～0.45MPa；喷枪的枪位控制在距离铁水包底部200～300mm。作为一种优选的实施例，粉剂的化学组成包括：以质量百分比计，40％CaO、30％CaC2及30％Mg；第一次喷吹处理的时间控制为2min。
S3：对铁水包进行第二次喷吹处理；第二次喷吹处理包括：通过喷枪向铁水包喷吹粉剂和氮气；粉剂的喷吹速率与氮气的喷吹流量的比值控制为4～6；氮气的喷吹流量控制为120-130Nm3/h。
其中，进行第二次喷吹处理时，粉剂的喷入量控制为每吨铁加入0.8～0.9kg；粉剂的喷吹速率控制为480-600kg/h；喷枪的喷吹压力控制为0.46～0.48MPa；喷枪的枪位控制在距离铁水包底部300～400mm。作为一种优选的实施例，粉剂的化学组成包括：以质量百分比计，40％CaO、30％CaC2及30％Mg；第二次喷吹处理的时间控制为12min。
S4：对铁水包进行第三次喷吹处理；第一次喷吹处理包括：通过喷枪向铁水包喷吹氮气；氮气的喷吹流量控制为100-120Nm3/h；其中，进行第三次喷吹处理时，喷枪的喷吹压力控制为大于前两次的喷吹压力，喷枪的枪位控制在距离铁水包底部200～300mm；第三次喷吹处理的时间控制为2min。
通过上述参数设置，能优化喷吹处理的动力学条件，降低粉剂的喷吹速率与氮气的喷吹流量的比值，增大喷吹压力，加强搅拌，能有效提高脱硫剂的利用率和脱硫效率，降低脱硫剂的消耗量。
S5：对铁水包进行第二次扒渣处理。其中，第二次扒渣处理包括：扒除铁水包内铁水表面的大块脱硫渣；将铁水静置1～2min后，加入80～100kg的石灰；扒除铁水表面剩余的渣。其中，第二次扒渣处理完成后，铁水表面的亮面能达到95％以上。
下面通过具体实施例对本申请提供的含硫铁水脱硫方法进行详细说明：
实施例1
采用针对中高硫铁水低成本脱硫方法进行脱硫，铁水脱硫前成分为：以质量百分比计，C：4.33％，Si：0.41％，Mn：0.10％，P：0.073％，S：0.041，Ti：0.07，铁水温度为1358℃，该脱硫方法的具体步骤为：
S1：铁水进如脱硫站后，先进行扒渣操作，以质量百分比计，扒渣量为铁水包内总渣量的50％。
S2：扒渣渣结束后，喷吹分为三个阶段进行，第一次喷吹处理中粉剂的喷吹量为每吨铁加入1.0kg，粉剂喷吹速率为720kg/h，粉剂的化学组成为40％CaO、30％CaC2、30％Mg，氮气喷吹流量为120Nm3/h，喷枪的喷吹压力为0.44MPa，粉剂喷吹速率与氮气喷吹流量的比值为7，枪位为距底部250mm。
S3：第一次喷吹处理结束后，换枪进行第二次喷吹处理，此阶段为快速脱硫期，硫含量迅速降低，脱硫速率较高，脱硫剂利用率在90％以上；粉剂的喷吹量为每吨铁加入0.8kg，粉剂喷吹速率为480kg/h，粉剂的化学组成为40％CaO、30％CaC2、30％Mg，氮气喷吹流量为120Nm3/h，喷枪的喷吹压力为0.46MPa，粉剂喷吹速率与氮气喷吹流量的比值为4，枪位为距底部400mm。
S4：第二次喷吹处理结束后，进行第三次喷吹处理，停止粉剂喷吹，只进行喷吹氮气，氮气喷吹流量为100Nm3/h，吹气时间为2min，枪位为距底部200mm。
S5：喷吹结束后进行扒渣，先将铁水表面大块的脱硫渣扒除，再将铁水静置2min，加入80kg石灰，再进行扒渣操作，扒除铁水表面剩余的渣，扒渣完成后铁水表面亮面达到95％以上。
喷吹结束后铁水成分为：以质量百分比计，C：4.21％，Si：0.37％，Mn：0.11％，P：0.075％，S：0.003，Ti：0.08，铁水温度为1329℃。喷吹过程中脱硫剂消耗量为269.92kg，原工艺脱硫剂消耗量应为300.37kg，降低脱硫剂消耗31.22kg，吨钢降低脱硫成本1.98元。
实施例2
采用针对中高硫铁水低成本脱硫方法进行脱硫，铁水脱硫前成分为：以质量百分比计，C：4.23％，Si：0.31％，Mn：0.11％，P：0.077％，S：0.060，Ti：0.05，铁水温度为1341℃，该脱硫方法的具体步骤为：
S1：铁水进如脱硫站后，先进行扒渣操作，以质量百分比计，扒渣量为铁水包内总渣量的50％。
S2：扒渣渣结束后，喷吹分为三个阶段进行，第一次喷吹处理中粉剂的喷吹量为每吨铁加入1.1kg，粉剂喷吹速率为720kg/h，粉剂的化学组成为40％CaO、30％CaC2、30％Mg，氮气喷吹流量为110Nm3/h，喷枪的喷吹压力为0.43MPa，粉剂喷吹速率与氮气喷吹流量的比值为7，枪位为距底部300mm。
S3：第一次喷吹处理结束后，换枪进行第二次喷吹处理，粉剂的喷吹量为每吨铁加入0.9kg，粉剂喷吹速率为540kg/h，粉剂的化学组成为40％CaO、30％CaC2、30％Mg，氮气喷吹流量为130Nm3/h，喷枪的喷吹压力为0.48MPa，粉剂喷吹速率与氮气喷吹流量的比值为4，枪位为距底部300mm。
S4：第二次喷吹处理结束后，进行第三次喷吹处理，停止粉剂喷吹，只进行喷吹氮气，氮气喷吹流量为110Nm3/h，吹气时间为2min，枪位为距底部200mm。
S5：喷吹结束后进行扒渣，先将铁水表面大块的脱硫渣扒除，再将铁水静置2min，加入80kg石灰，再进行扒渣操作，扒除铁水表面剩余的渣，扒渣完成后铁水表面亮面达到95％以上。
喷吹结束后铁水成分为：以质量百分比计，C：4.24％，Si：0.30％，Mn：0.11％，P：0.072％，S：0.004，Ti：0.07，铁水温度为1330℃。喷吹过程中脱硫剂消耗量为382.30kg，原工艺脱硫剂消耗量应为416.60kg，降低脱硫剂消耗34.30kg，吨钢可降低脱硫成本2.18元。
实施例3
采用针对中高硫铁水低成本脱硫方法进行脱硫，铁水脱硫前成分为：以质量百分比计，C：4.41％，Si：0.33％，Mn：0.12％，P：0.084％，S：0.052，Ti：0.09，铁水温度为1359℃，该脱硫方法的具体步骤为：
S1：铁水进如脱硫站后，先进行扒渣操作，以质量百分比计，扒渣量为铁水包内总渣量的50％。
S2：扒渣渣结束后，喷吹分为三个阶段进行，第一次喷吹处理中粉剂的喷吹量为每吨铁加入1.0kg，粉剂喷吹速率为720kg/h，粉剂的化学组成为40％CaO、30％CaC2、30％Mg，氮气喷吹流量为120Nm3/h，喷枪的喷吹压力为0.45MPa，粉剂喷吹速率与氮气喷吹流量的比值为6，枪位为距底部300mm。
S3：第一次喷吹处理结束后，换枪进行第二次喷吹处理，粉剂的喷吹量为每吨铁加入0.9kg，粉剂喷吹速率为600kg/h，粉剂的化学组成为40％CaO、30％CaC2、30％Mg，氮气喷吹流量为120Nm3/h，喷枪的喷吹压力为0.48MPa，粉剂喷吹速率与氮气喷吹流量的比值为4，枪位为距底部350mm。
S4：第二次喷吹处理结束后，进行第三次喷吹处理，停止粉剂喷吹，只进行喷吹氮气，氮气喷吹流量为120Nm3/h，吹气时间为2min，枪位为距底部250mm。
S5：喷吹结束后进行扒渣，先将铁水表面大块的脱硫渣扒除，再将铁水静置2min，加入80kg石灰，再进行扒渣操作，扒除铁水表面剩余的渣，扒渣完成后铁水表面亮面达到95％以上。
喷吹结束后铁水成分为：以质量百分比计，C：4.19％，Si：0.31％，Mn：0.11％，P：0.081％，S：0.003，Ti：0.08，铁水温度为1339℃。喷吹过程中脱硫剂消耗量为317.10kg，原工艺脱硫剂消耗量应为355.80kg，降低脱硫剂消耗38.70kg，吨钢可降低脱硫成本2.46元。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了合理优化脱硫剂与硫的反应热力学和动力学条件，即将喷吹分为三个阶段进行：第一次喷吹处理阶段合理设置粉剂及氮气的喷吹速率，保证较高的脱硫剂利用率；第二次喷吹处理阶段降低粉剂的喷吹速率，增大喷吹氮气的流量和压力，优化脱硫动力学，降低脱硫剂消耗量；第二次喷吹处理阶段仅喷吹氮气，促进脱硫渣的上浮去除。这样，有效解决了现有技术中脱硫剂利用率不高，脱硫剂消耗量过大，脱硫成本比较高的技术问题，实现了在保证脱硫效果和脱硫周期的前提下，能够使脱硫剂消耗量降低15-20％，有效降低脱硫成本的技术效果。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含硫铁水脱硫方法，其特征在于，所述脱硫方法包括以下步骤：
将铁水包送入脱硫站，进行第一次扒渣处理；
对所述铁水包进行第一次喷吹处理；所述第一次喷吹处理包括：通过喷枪向所述铁水包喷吹粉剂和氮气；所述粉剂的化学组成包括：以质量百分比计算，35-45％CaO、25-35％CaC2、25-35％Mg；所述粉剂的喷吹速率与所述氮气的喷吹流量的比值控制为7～8；所述氮气的喷吹流量控制为100-120Nm3/h；
对所述铁水包进行第二次喷吹处理；所述第二次喷吹处理包括：通过喷枪向所述铁水包喷吹所述粉剂和氮气；所述粉剂的喷吹速率与所述氮气的喷吹流量的比值控制为4～6；所述氮气的喷吹流量控制为120-130Nm3/h；
对所述铁水包进行第三次喷吹处理；所述第一次喷吹处理包括：通过喷枪向所述铁水包喷吹所述氮气；所述氮气的喷吹流量控制为100-120Nm3/h；
对所述铁水包进行第二次扒渣处理。
2.如权利要求1所述的含硫铁水脱硫方法，其特征在于，
在所述第一次扒渣处理前，以质量百分比计，所述铁水包内铁水为硫含量在0.035～0.080％的中高硫铁水。
3.如权利要求1所述的含硫铁水脱硫方法，其特征在于，
在所述第一次扒渣处理中，以质量百分比计，扒渣量控制为所述铁水包内总渣量的40-60％。
4.如权利要求1所述的含硫铁水脱硫方法，其特征在于，
进行所述第一次喷吹处理时，所述粉剂的喷入量控制为每吨铁加入1.0～1.2kg；
所述粉剂的喷吹速率控制为600-720kg/h；
所述喷枪的喷吹压力控制为0.42～0.45MPa；
所述喷枪的枪位控制在距离所述铁水包底部200～300mm。
5.如权利要求4所述的含硫铁水脱硫方法，其特征在于，
所述粉剂的化学组成包括：以质量百分比计，40％CaO、30％CaC2及30％Mg；
所述第一次喷吹处理的时间控制为2min。
6.如权利要求1所述的含硫铁水脱硫方法，其特征在于，
进行所述第二次喷吹处理时，所述粉剂的喷入量控制为每吨铁加入0.8～0.9kg；
所述粉剂的喷吹速率控制为480-600kg/h；
所述喷枪的喷吹压力控制为0.46～0.48MPa；
所述喷枪的枪位控制在距离所述铁水包底部300～400mm。
7.如权利要求6所述的含硫铁水脱硫方法，其特征在于，
所述粉剂的化学组成包括：以质量百分比计，40％CaO、30％CaC2及30％Mg；
所述第二次喷吹处理的时间控制为12min。
8.如权利要求1所述的含硫铁水脱硫方法，其特征在于，
进行所述第三次喷吹处理时，所述喷枪的枪位控制在距离所述铁水包底部200～300mm；
所述第三次喷吹处理的时间控制为2min。
9.如权利要求1所述的含硫铁水脱硫方法，其特征在于，所述第二次扒渣处理包括：
扒除所述铁水包内铁水表面的大块脱硫渣；
将所述铁水静置1～2min后，加入80～100kg的石灰；
扒除所述铁水表面剩余的渣。
10.如权利要求9所述的含硫铁水脱硫方法，其特征在于，
所述第二次扒渣处理完成后，铁水表面的亮面达到95％以上。
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