CN107287377A - 一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂及其制备方法 - Google Patents

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胡建光
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徐冬梅
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    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
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Abstract

本发明公开了一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂及其制备方法，主要解决现有技术中铁水喷吹脱硫用镁粉脱硫剂利用率低、铁水脱硫成本高的技术问题。本发明的技术方案为：一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂，其组成成分的重量百分比为：钝化镁粉80～90％，金属铝1～8％，三氧化二铝2～10％，余量为不可避免的杂质。本发明复合脱硫剂中钝化镁粉利用率平均提高5％以上，降低了铁水脱硫成本；本发明原料中的铝组分采用工业铝灰中的金属铝和三氧化二铝，大幅降低了复合脱硫剂的生产成本，同时实现了工业铝灰这种废弃物再次利用，实现绿色经营。

Description

一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铁水脱硫用脱硫剂，特别涉及一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂及其制备方法，属于钢铁冶金辅料技术领域。
背景技术
通常情况下，硫是钢中的有害元素，它会导致钢产生热脆性。不同钢产品由于用途、加工方式不同，对硫含量的要求也不一样，但当硫含量超出标准时，必须进行脱硫。炼钢生产中，脱硫的方式分为铁水脱硫、冶炼脱硫和精炼脱硫。在铁水脱硫可以减轻冶炼脱硫和精炼脱硫的负担，而且尽早脱硫，可以使脱硫产物尽早从钢产品中去除，有利于提高钢产品纯净度，因此铁水脱硫是普遍使用的工艺。
对于铁水脱硫，也有多种工艺技术，包括机械搅拌脱硫法和喷吹法。喷吹法是将脱硫粉剂通过喷枪喷入到铁水中，脱硫粉剂与硫进行化学反应，将硫去除，常用的脱硫粉剂包括：石灰粉、镁粉、电石粉，化学反应式为，CaO+S＝CaS+O；Mg+S＝MgS；CaC2+S＝CaS+2C；由于电石遇水会发生爆炸，使用和储存安全性难以保证，目前应用的不多，以石灰粉和镁粉为主。有使用石灰粉或镁粉单独喷吹脱硫的，也有同时使用石灰粉和镁粉进行复合喷吹脱硫的。只采用石灰粉脱硫，很难将硫去除到很低的水平；要实现极低的硫含量，必须采用镁粉喷吹或者镁粉和石灰粉复合喷吹。镁粉是喷吹法脱硫主要采用的脱硫剂，即使采用镁粉和石灰粉复合喷吹脱硫，脱硫仍以镁粉反应为主。
镁是一种非常活泼的金属，汽化温度低，1110℃，而炼钢铁水温度在1200℃以上，使用镁粉进行脱硫反应时，大量镁粉由于过早汽化，并未有效参与脱硫反应，熔解在铁水中参与脱硫反应的比例较少，镁粉利用率较低。如何减少镁粉汽化，增加镁粉在铁水中的熔解是提高镁粉利用率是值得研究的课题。
现有技术中，减少镁粉汽化，提高镁粉利用率主要手段集中在镁粉的钝化处理处理上，即在镁粉表面裹上一层致密的保护膜，减缓热量传导，延缓其汽化。如中国专利申请CN200510030708.2公开的技术方案是将金属镁粉和石灰石粉用胶水粘接在一起形成阻燃层来减缓汽化；中国专利申请CN 200610119243.2公开的技术方案是将醋酸、氯化镁和水倒入混有氧化铈、氧化镁的金属镁粉中，形成致密的阻燃层。
现有技术中，减少镁粉汽化，是通过在镁粉表面形成保护层来实现减缓热量传导，延缓汽化的，这些方法存在以下问题：1、钝化后的镁粉进入铁水后，受高温铁水传热，一旦镁粉中心温度达到汽化温度，就会立即汽化，将表面的保护层炸裂，失去保护层保护的汽化状态镁粉，一部分熔解到铁水中，进行脱硫反应，一部分上浮进入大气后燃烧掉。中国专利申请CN 200510030708.2、CN 200610119243.2都是从解决防止镁粉过早汽化出发的，但没有解决如何提高汽化的镁蒸汽熔解度问题。2、保护层材料含有对铁水有害的材料。如加入的石灰石粉在高温下分解出CO2气体会造成铁水喷溅，造成铁水损失，烧坏设备；加入的氯化镁等会造成设备腐蚀。3、这些方法没有解决镁蒸汽在铁水中熔解度低的问题。
现有技术中铁水喷吹脱硫用镁粉脱硫剂利用率低，限制了铁水脱硫成本的改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂及其制备方法，主要解决现有技术中铁水喷吹脱硫用镁粉脱硫剂利用率低、铁水脱硫成本高的技术问题。
本发明采用的技术方案是：一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂，其组成成分的重量百分比为：钝化镁粉80～90％，金属铝1～8％，三氧化二铝2～10％，余量为不可避免的杂质。
本发明所述钝化镁粉的粒径为0.12-1.0mm，金属铝的粒径为0.15-0.9mm，三氧化二铝的粒径为0.15-0.9mm。
本发明组分中含有金属铝，申请人经过多年研究发现通过提高铁水中的Al元素的含量，可以增加镁在铁水中的熔解度；同时，金属铝本身可起到脱氧的作用，减少了镁脱氧的消耗，提高了镁用于脱硫的比例；复合脱硫剂含有金属铝重量百分比为1～8％，镁在铁水中的熔解整体效果为佳。
本发明组分中含有三氧化二铝，三氧化二铝熔点为2050℃，三氧化二铝高熔点的特点，成为镁蒸汽汽化气泡的形核核心，促进了气泡的细化，减小气泡直径，降低气泡上浮的速度，增加汽化的镁蒸汽参与脱硫反应的机率，复合脱硫剂含有三氧化二铝重量百分比为2～10％，汽化的镁蒸汽参与脱硫反应整体效果为佳。
上述复合脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按所述成分重量百分比称量钝化镁粉、工业铝灰；
2)用搅拌机搅拌均匀后包装。
工业铝灰为重熔铝产生的，组成成分的重量百分比为：Al30～45％，Al2O340～50％，SiO2＜8％，H2O＜0.5％，其余为不可避免的杂质，工业铝灰的粒径为0.15-0.9mm。
所述的金属铝和三氧化二铝采用工业铝灰的方式加入，工业铝灰是一种废弃物，价格低廉，不会带来成本的显著增加。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明通过合理匹配复合脱硫剂组分，提高了脱硫剂的脱硫效率，钝化镁粉利用率提高5％以上，降低了铁水脱硫成本。2、本发明制备原料采用工业铝灰中的金属铝和三氧化二铝，降低复合脱硫剂的生产成本，同时实现了工业铝灰这种废弃物再次利用，实现绿色经营。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂，其组成成分的重量百分比为：钝化镁粉80～90％，金属铝1～8％，三氧化二铝2～10％，其余为不可避免的杂质。表1为本发明实施例的组分(按重量百分比计)，余量为不可避免的杂质。
表1本发明实施例的组分，单位：重量百分比。
类别 钝化镁粉 金属铝 三氧化二铝
本发明 80～90 1～8 2～10
实施例1 90 1.5 2
实施例2 87 3 4
实施例3 85 4 5
实施例4 83 5 6
实施例5 81 6 7
实施例6 80 7 8
使用本发明实施例复合脱硫剂，钝化镁粉利用率平均提高5％以上，效果显著。

Claims (4)

1.一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂，其特征是组成成分的重量百分比为：钝化镁粉80～90％，金属铝1～8％，三氧化二铝2～10％，余量为不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂，其特征是，所述钝化镁粉的粒径为0.12-1.0mm。
3.如权利要求1所述的一种铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂，其特征是，所述金属铝的粒径为0.15-0.9mm，三氧化二铝的粒径为0.15-0.9mm。
4.如权利要求1—3任一所述的铁水喷吹脱硫用复合脱硫剂的制备方法，包括：
1)按所述成分重量百分比称量钝化镁粉、工业铝灰；
2)用搅拌机搅拌均匀后包装。
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