CN110055367A - 一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂及制备方法和应用 - Google Patents

一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂及制备方法和应用 Download PDF

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贺文超
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游志雄
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Abstract

本发明公开了一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂及制备方法和应用，该试剂由铁矿石和石灰混合制成，主要成份按照质量份确定为：40‑60份Fe2O3、30‑50份CaO、2‑4份SiO2、2‑4份MgO和1‑3份Al2O3。该试剂用于同时脱除铁水中的硅、硫和磷。该试剂具有廉价易得、易保存、对环境污染小、化渣快，处理铁水效率高，以及用量少的优点，此外，本发明通过将铁水预处理造渣和扒渣次数减少到一次，从而有效地减少了铁水的温降和铁损，进而有效地增加了铁水预的处理效率，同时，通过同时脱除硅、硫和磷，从而有效地降低了铁水预处理的复杂程度，进而有效地降低了其生产成本。

Description

一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及铁水预处理技术领域，具体来说，涉及一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂及制备方法和应用。
背景技术
硅在钢的冶炼中能作为发热元素给予热补偿，但在铁水预处理中需要脱除至0.15％以下才能不影响后续的脱硫、脱磷。这是因为SiO2比P2O5更稳定，硅比磷优先氧化。因此在铁水硅含量较高对铁水进行炉外预脱磷处理时，加入的含氧化剂的脱磷剂大部分要被硅还原消耗，使脱磷反应滞后，脱磷剂用量增加，同时产生大量的SiO2降低了熔渣的碱度使脱磷无法进行；硫是钢冶炼中的有害元素，需要加以控制，因为钢中含硫高会使钢产生热脆，影响着钢材的加工性能和使用性能。铁水脱硫途径有3个，分别是高炉炉内脱硫、转炉炉内脱硫和高炉出铁后炉外预脱硫。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，高炉需要采用高炉温、高碱度、大渣量操作，导致高炉焦比高、产量低，高产低耗的目标难以实现，因此在经济上是不合算的；转炉冶炼过程中炉内自始至终为氧化性气氛，因此受到热力学条件的制约，脱硫能力有限。相反，在铁水条件下因[C]、[P]和[Si]高而使硫的活度系数fs增大，铁水中as比钢液中高3-4倍，所以脱硫热力学条件优越。铁水脱硫预处理在热力学和经济上都是最合理的；除易切削钢和炮弹钢外，磷也是绝大多数钢种的有害元素，它显著降低钢的低温冲击韧性，增加钢的强度和硬度，这种现象称为冷脆性。磷在钢中的偏析比较严重，容易使钢板的局部组织异常，造成机械性能不均匀。是否要大力发展铁水预脱磷，起初争论很大，争论焦点是如何解决炼钢过程的热量问题，因为铁水预脱磷需要预脱硅，处理过程温降比较大，炉外预脱磷之后的铁水不论是物理热还是化学热都已经比较贫乏，使炼钢富余热量减少。气氧的采用和各种热补偿技术的开发成功以及铁水预处理技术的进一步走向成熟，使这种争论趋于缓和，所以铁水预脱磷得到了大力发展。综上，为了减轻高炉、转炉负担，满足超低硫、磷钢生产要求，会将铁水进行铁水预处理。传统铁水预处理是在铁水沟中加入氧化铁皮进行脱硅，扒渣后再加入碳化钙、镁或苏打等脱硫剂进行脱硫，然后再扒渣加入苏打或石灰等脱磷剂进行脱磷，最后扒渣进入转炉；整个铁水预处理流程需要扒三次渣，加入三次试剂造渣进行脱除硅、硫和磷。
传统铁水预处理存在着如下需要改进的地方：1、脱硅、脱硫、脱磷三者分离开，导致操作繁琐；2、三种脱除试剂有的价格高昂如镁，有的会挥发，污染环境，如苏打高温下反应会生成易挥发的氧化钠，有的会吸潮放出易爆气体，如碳化钙吸潮放出乙炔气体；3、三次造渣和扒渣增加了铁水温降、铁损，使生产效率降低，生产成本增加。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂及制备方法和应用，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂，该试剂由铁矿石和石灰混合制成，主要成份按照质量份确定为：40-60份Fe2O3、30-50份CaO、2-4份SiO2、2-4份MgO和1-3份Al2O3。
作为优化，所述试剂的的主要成份按照质量份确定，具体为:40份Fe2O3、50份CaO、2份SiO2、4份MgO和1份Al2O3。
作为优化，所述试剂的的主要成份按照质量份确定，具体为:50份Fe2O3、40份CaO、3份SiO2、3份MgO和3份Al2O3。
作为优化，所述试剂的的主要成份按照质量份确定，具体为:60份Fe2O3、30份CaO、4份SiO2、2份MgO和2份Al2O3。
一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的制备方法，用于上述的铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的制备，包括以下步骤：
S1:按照权利要求1所述的主要成分的质量份确定铁矿石和石灰的用量，然后将铁矿石和石灰进行混合，制成球状颗粒；
S2：S1：将铁矿石和石灰运用振磨机磨细至100目以下；
S2：将S1研磨后的铁矿石和石灰按照权利要求1所述的主要成分的质量份进行混合，混匀后，使用压样机【，在压力10MPa的压力下】压制成球状颗粒。
作为优化，所述球状颗粒试剂的直径为5-10mm。具体实施时，球状颗粒的直径可以为5mm，6mm，7mm，8mm，9mm或10mm。压制成5-10mm的球状是因为球状与铁液接触表面积大，能快速的熔融。压制成5-10mm是因为该区间内样品成球率高，熔融速率满足脱除要求。粒径过小，试剂损失量大，粒径过大会导致熔融时间慢，影响脱除速率。
一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的应用，所述用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂为上述的用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂，所述试剂用于同时去除铁水中的硅、磷和硫。从而可以将传统铁水预处理脱硅、脱硫和脱磷三步流程缩短为一步，从而有效地降低了铁水预处理的复杂程度和处理时间，进而有效地降低了其生产成本。
作为优化，向铁水中投加所述试剂时，所述试剂的用量为铁水量的2-5％，处理时间10-15min。此处的用量是指质量。使用本发明试剂同时脱除铁水中的硅、硫和磷，脱除率高，具体地脱硅率可高达88.333％，脱硫率可高达65.714％，脱磷率可高达52.343％。
作为优化，将所述试剂投入铁水中，然后采用十字形搅拌头浸入铁水一定深度，对试剂和铁水进行搅拌。本发明试剂的过程中，其实是利用大型搅拌器激烈搅拌作用下，在铁水中产生漩涡，使从而使试剂与铁水充分接触反应，达到脱硫目的，该方法的动力学条件优越，可以利用现有的设备进行，金属损失少，有利于采用廉价的脱硫剂如CaO，脱硫效果比较稳定，效率高，脱硫剂消耗少。
相比传统的铁水预处理，本发明只要具有如下有益效果：
1、本发明所制备试剂具有廉价易得、易保存、且对环境污染小的优点。
2、使用本发明所制备的试剂脱除铁水中的硅、硫和磷时，具有化渣快，处理铁水效率高，用量少的优点。
3、使用本发明试剂，可以将铁水预处理中的造渣和扒渣次数减少到一次，从而有效地减少了铁水的温降和铁损，进而有效地增加了铁水预的处理效率。
4、使用本发明试剂同时去除硅、硫和磷，从而可以将传统铁水预处理脱硅、脱硫和脱磷三步流程缩短为一步，从而有效地降低了铁水预处理的复杂程度，进而有效地降低了其生产成本。
5、本发明在脱除硅、硫和磷的反应中会生成铁，从而有效地增加了其经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
实施例1：一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将铁矿石和石灰运用振磨机磨细至100目以下；
S2：将S1研磨后的铁矿石和石灰按照主要成分的质量份确定为：40份Fe2O3、50份CaO、2份SiO2、4份MgO和1份Al2O3，然后将铁矿石和石灰进行混合，混匀后，使用压样机，在压力10MPa的压力下压制成直径为5-10mm的球状颗粒。
将实施例1制备的试剂用于钢厂1中的铁水。
每次铁水预处理量为90t，处理前的铁水含硅量0.300％，含硫量为0.035％，含磷量为0.128％。不用进行预脱硅直接加入实施例1制备的试剂，采用十字形搅拌头浸入铁水一定深度，对试剂和铁水进行搅拌，试剂直径为5-10mm。试剂量为铁水量的2％-5％，处理时间为10-15min。
处理后的铁水含硅量为0.062％，含硫量为0.012％，含磷量为0.061％。脱硅率为88.333％，脱硫率为65.714％，脱磷率为52.343％。
实施例2：一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将铁矿石和石灰运用振磨机磨细至100目以下；
S2：将S1研磨后的铁矿石和石灰按照主要成分的质量份确定为：50份Fe2O3、40份CaO、3份SiO2、3份MgO和3份Al2O3，然后将铁矿石和石灰进行混合，混匀后，使用压样机，在压力10MPa的压力下压制成直径为5-10mm的球状颗粒。
将实施例2制备的试剂用于钢厂2中的铁水。
每次铁水预处理量为85t，处理前的铁水含硅量为0.284％，含硫量为0.048％，含磷量为0.115％。不用进行预脱硅直接加入实施例2制备的试剂，采用十字形搅拌头浸入铁水一定深度，对试剂和铁水进行搅拌，试剂直径为5-10mm。试剂量为铁水量的2％-5％，处理时间为10-15min。
处理后的铁水含硅量为0.059％，含硫量为0.017％，含磷量为0.059％。脱硅率为79.225％，脱硫率为64.583％，脱磷率为48.695％。
实施例3：一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将铁矿石和石灰运用振磨机磨细至100目以下；
S2：将S1研磨后的铁矿石和石灰按照主要成分的质量份确定为：60份Fe2O3、30份CaO、4份SiO2、2份MgO和2份Al2O3，然后将铁矿石和石灰进行混合，混匀后，使用压样机，在压力10MPa的压力下压制成直径为5-10mm的球状颗粒。
将实施例3制备的试剂用于钢厂3中的铁水。
每次铁水预处理量为85t，处理前的铁水含硅量为0.280％，含硫量为0.041％，含磷量为0.107％。不用进行预脱硅直接加入实施例3制备的试剂，采用十字形搅拌头浸入铁水一定深度，对试剂和铁水进行搅拌，试剂直径为5-10mm。试剂量为铁水量的2％-5％，处理时间为10-15min。
处理后的铁水含硅量为0.059％，含硫量为0.017％，含磷量为0.059％。脱硅率为79.225％，脱硫率为64.583％，脱磷率为48.695％。
与传统铁水预处理对比如表1所示：
表1
通过表1可以看出，本发明制备的试剂性能优异，不但可以同时脱除铁水中的硅、硫和磷，节约铁水预处理的工序，有效地缩短铁水预处理的工序，即将原来脱硅、脱硫和脱磷三步流程缩短为一步，从而有效降低了铁水预处理的复杂程度，进而有效地降低了其生产成本。
另外使用本发明的试剂，同时还缩短了处理时间，从而提高了处理效率，降低了其生产成本。
本发明提出在铁水预处理中用Fe2O3-CaO渣系来同时脱除硅、硫和磷。发生反应的反应式如下：
1、脱硅：3[Si]+2Fe2O3+3CaO＝4[Fe]+3(CaSiO3)
2、脱硫：[S]+2[C]+CaO+Fe2O3＝2CO2+(CaS)+2[Fe]
3、脱磷：6[P]+5Fe2O3+9CaO＝10[Fe]+3(Ca3(PO4)2)
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂，其特征在于，该试剂由铁矿石和石灰混合制成，主要成份按照质量份确定为：40-60份Fe2O3、30-50份CaO、2-4份SiO2、2-4份MgO和1-3份Al2O3。
2.根据权利要求1所述的一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂，其特征在于，所述试剂的的主要成份按照质量份确定，具体为:40份Fe2O3、50份CaO、2份SiO2、4份MgO和1份Al2O3。
3.根据权利要求1所述的一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂，其特征在于，所述试剂的的主要成份按照质量份确定，具体为:50份Fe2O3、40份CaO、3份SiO2、3份MgO和3份Al2O3。
4.根据权利要求1所述的一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂，其特征在于，所述试剂的的主要成份按照质量份确定，具体为:60份Fe2O3、30份CaO、4份SiO2、2份MgO和2份Al2O3。
5.一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的制备方法，其特征在于，用于权利要求1所述的铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的制备，包括以下步骤：
S1：将铁矿石和石灰运用振磨机磨细至100目以下；
S2：将S1研磨后的铁矿石和石灰按照权利要求1所述的主要成分的质量份进行混合，混匀后，使用压样机压制成球状颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的制备方法，其特征在于，所述球状颗粒试剂的直径为5-10mm。
7.一种用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的应用，所述用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂为权利要求1所述的用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂，其特征在于，所述试剂用于同时去除铁水中的硅、磷和硫。
8.根据权利要求7所述的用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的应用，其特征在于，向铁水中投加所述试剂时，所述试剂的用量为铁水量的2-5％，处理时间10-15min。
9.根据权利要求7或8所述的用于铁水预处理脱硅脱硫脱磷试剂的应用，其特征在于，将所述试剂投入铁水中，然后采用十字形搅拌头浸入铁水一定深度，对试剂和铁水进行搅拌。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86102862A (zh) * 1986-04-19 1987-04-15 徐寿浩 用炼钢高温液态钢渣进行铁水炉外脱硫法
CN1757761A (zh) * 2005-10-24 2006-04-12 济南钢铁股份有限公司 一种炼钢铁水预处理剂
CN101519711A (zh) * 2008-02-26 2009-09-02 宝山钢铁股份有限公司 一种铁水脱硅、脱锰、脱磷、脱硫的方法
CN102732663A (zh) * 2012-03-29 2012-10-17 鞍钢股份有限公司 一种在折铁过程进行铁水脱磷、脱硅、脱硫的方法
CN104480251A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 中冶京诚工程技术有限公司 铁水同时脱硫、脱硅、脱磷的预处理装置及应用和冶炼法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86102862A (zh) * 1986-04-19 1987-04-15 徐寿浩 用炼钢高温液态钢渣进行铁水炉外脱硫法
CN1757761A (zh) * 2005-10-24 2006-04-12 济南钢铁股份有限公司 一种炼钢铁水预处理剂
CN101519711A (zh) * 2008-02-26 2009-09-02 宝山钢铁股份有限公司 一种铁水脱硅、脱锰、脱磷、脱硫的方法
CN102732663A (zh) * 2012-03-29 2012-10-17 鞍钢股份有限公司 一种在折铁过程进行铁水脱磷、脱硅、脱硫的方法
CN104480251A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 中冶京诚工程技术有限公司 铁水同时脱硫、脱硅、脱磷的预处理装置及应用和冶炼法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李宏鸣等: "铁水脱硅脱磷脱硫试生产实践与分析 ", 《钢铁》 *

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