CN111500824A - 一种kr脱硫剂、其制备方法以及采用该脱硫剂的脱硫方法 - Google Patents

一种kr脱硫剂、其制备方法以及采用该脱硫剂的脱硫方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种KR脱硫剂、其制备方法以及采用该脱硫剂的脱硫方法。所述KR脱硫剂的制备方法包括：将CaO粉末和LT灰进行混合；其中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5‑4):(1.5‑1)；按质量百分比计，所述LT灰包含：TFe 55％‑65％，CaO≤5％、MnO≤0.03％，MgO≤2％；采用本发明所述的脱硫方法，可以实现以废治废、降低炼钢成本等有益效果，解决了所述LT灰消化困难、外排费用高问题，同时还提高了金属收得率；本发明将所述LT灰替代了一般KR脱硫剂中的萤石成分，进一步节约了生产成本，有利于保护不可再生资源，并实现了对KR脱硫后硫含量的稳定控制。

Description

一种KR脱硫剂、其制备方法以及采用该脱硫剂的脱硫方法
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种KR脱硫剂、其制备方法以及采用该脱硫剂的脱硫方法。
背景技术
目前，各大钢厂通常采用KR脱硫工艺。常规的KR脱硫剂通常为CaO+ CaF2的组成混合物，其中CaF2含量大致在3％～15％，但是这种技术方案在保护不可再生资源、节省生产成本和金属收得率等方面均不理想。
在炼钢过程中，部分细小颗粒会被除尘系统抽吸到灰仓而成为LT灰的主要组成部分。此外，在该过程中，部分原辅料在高温的作用下会发生汽化，在汽化过程中产生的化学反应物在进入除尘系统的管道后被急速冷却，也成为炼钢精炼除尘灰的一部分。LT灰中含有较高含量的有害元素。而且，LT灰的粒度细，表面亲水性差，使其在钢铁行业的循环利用受到了很大的限制。
上述LT灰主要是通过冷压块、热压块、球团配加、烧结配加后用于转炉炼钢过程，达到回收资源的目的。但是，该方法需配套的生产工艺，投资较高，且投入使用后运行维护成本较高，没有实现以废治废、降低炼钢成本等有益效果，不利于保护不可再生资源。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种KR脱硫剂、其制备方法以及采用该脱硫剂的脱硫方法。本发明所述KR脱硫剂以及采用该脱硫剂的脱硫方法，可以实现以废治废、降低炼钢成本等有益效果，解决了所述LT灰消化困难、外排费用高问题，同时还提高了金属收得率。本发明将所述LT灰替代了一般KR脱硫剂中的萤石成分，进一步节约了生产成本，有利于保护不可再生资源，并实现了对KR脱硫后硫含量的稳定控制。
本发明用于实现上述目的的技术方案如下：
本发明提供一种KR脱硫剂的制备方法，所述制备方法包括：将CaO 粉末和LT灰(所述LT灰为转炉干法除尘灰)进行混合；
其中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4):(1.5-1)；
按质量百分比计，所述LT灰包含：TFe 55％-65％，CaO≤5％、MnO≤ 0.03％，MgO≤2％。
在一个实施方案中，本发明所述的KR脱硫剂的制备方法中，所述CaO 粉末的粒径为0.2-1mm；
在一个优选的实施方案中，本发明所述的KR脱硫剂的制备方法中，所述CaO粉末中，按质量百分比计，粒径为0.2-1mm的颗粒≥80％，粒径小于0.2mm的颗粒≤10％，粒径大于1mm的颗粒≤10％。
在一个实施方案中，本发明所述的KR脱硫剂的制备方法中，所述LT 灰的粒径为5～76.4um，优选50～65um。
在一个实施方案中，本发明所述的KR脱硫剂的制备方法中，所述CaO 粉末和所述LT灰的质量比为4:1.5。
本发明还提供本发明所述的KR脱硫剂的制备方法得到的KR脱硫剂。其中，本发明所述的KR脱硫剂中不含萤石(CaF2)，而CaF2会产生环境污染问题并不利于降低生产成本；而本发明所述的KR脱硫剂在不影响KR脱硫效果的情况下并没有增加所述KR脱硫剂的消耗量。
本发明另外提供一种脱硫方法，所述脱硫方法包括将CaO粉末、LT灰与待脱硫铁水混合；
其中，所述CaO粉末为本发明上述实施方案中所述的CaO粉末；所述 LT灰为本发明上述实施方案中所述的LT灰；
所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4):(1.5-1)；优选4:1.5；
所述CaO粉末和所述LT灰的质量之和与所述待脱硫铁水的质量的比例为(6～7):(900～1100)；优选6.5:1000。
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，所述将CaO粉末、LT 灰与待脱硫铁水混合，包括：将所述CaO粉末和所述LT灰添加至所述待脱硫铁水中，搅拌；
其中，采用旋转给料器将所述CaO粉末和所述LT灰添加至所述待脱硫铁水中；
所述搅拌的时间为7～12min；
所述待脱硫铁水的温度为1300～1400℃。
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，所述将CaO粉末、LT 灰与待脱硫铁水混合，包括以下步骤：
(1)将所述CaO粉末总质量的30～50％(即按本发明所述比例需添加 CaO粉末的总质量的30～50％)添加至所述待脱硫铁水中；
(2)将所述CaO粉末的剩余量(即按本发明所述比例需添加CaO粉末的总质量的剩余量)和所述LT灰添加至步骤(1)得到的待脱硫铁水中，搅拌，后进行扒渣处理；
在该实施方案中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4):(1.5-1)；优选4:1.5；
在该实施方案中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量之和与所述待脱硫铁水的质量的比例为(6～7):(900～1100)；优选6.5:1000。
具体而言，该实施方案是先将一部分的CaO粉末(该部分添加量占所需CaO粉末的总添加量的30～50％)添加至所述待脱硫铁水中，然后再将所需添加量的所述LT灰以及剩余部分的CaO粉末添加至所述待脱硫铁水中；如此添加方式避免了LT灰提前加入而导致的快速反应带来的耐材的侵蚀。
在一个优选的实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，所述添加方式为采用旋转给料器。
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，所述搅拌时间为7～12min；所述待脱硫铁水的温度为1300～1400℃。
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，按质量百分比计，所述待脱硫铁水经所述脱硫方法脱硫后的S含量＜0.005％；
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，按质量百分比计，所述待脱硫铁水经所述脱硫方法脱硫后的S含量为0.0007％～0.004％。
本发明所述的一个或多个技术实施方案，至少具有如下技术效果或优点：
(1)本发明解决了LT灰的外排困难及成本高等问题；
(2)本发明所述KR脱硫剂不含萤石(CaF2)，而CaF2会产生环境污染问题并不利于降低生产成本；本发明所述KR脱硫剂在不影响KR脱硫效果的情况下并没有增加所述KR脱硫剂的消耗量；
(3)本发明所述KR脱硫剂，在一定程度上回收利用了所述LT灰中金属铁，实现了金属铁的回收比例在为60-75％；
(4)本发明所述的具有一定粒径的LT灰中含大量的TFe和部分的CaO，这确保了LT灰在铁水中快速熔化；其中，TFe能够被铁水中Si、C等还原性元素还原而进入铁水中，进而使得精炼除尘灰中含铁物质被有效回收，从而提高了金属收得率；此外，LT灰还含有本文所述含量的CaO，如此能够使得CaO与铁水中的S反应，生产CaS，从而更进一步促进了铁水的脱硫效果；
(5)所述KR脱硫剂中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4): (1.5-1)，该比例限定能够促使所述KR脱硫剂最适当地进行熔化，不会造成材料(如铁包、KR搅拌头等)的侵蚀，同时有利于铁水的脱硫效果。本发明所述脱硫方法脱硫后的铁水中S含量为0.0007％～0.004％；
(6)本发明中，将所述CaO粉末总质量的30～50％先添加至所述待脱硫铁水中，然后再开始添加所述LT灰和剩余部分的CaO粉末，如此避免了 LT灰提前加入而导致的快速反应带来的耐材的侵蚀；
(7)本发明通过大量平衡优化试验，将所述KR脱硫剂与所述待脱硫铁水的质量比限定为(6～7):(900～1100)，如此使得本发明所述KR脱硫剂的使用量相比于常规脱硫剂的使用量并未增加，同时也未增加铁水脱硫后的扒渣量，可以实现以废治废、降低炼钢成本等有益效果。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明提供一种KR脱硫剂的制备方法，所述制备方法包括：将CaO 粉末和LT灰(所述LT灰为转炉干法除尘灰)进行混合；
其中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4):(1.5-1)；
按质量百分比计，所述LT灰包含：TFe 55％-65％，CaO≤5％、MnO≤ 0.03％，MgO≤2％。
在一个实施方案中，本发明所述的KR脱硫剂的制备方法中，所述CaO 粉末的粒径为0.2-1mm；
在一个优选的实施方案中，本发明所述的KR脱硫剂的制备方法中，所述CaO粉末中，按质量百分比计，粒径为0.2-1mm的颗粒≥80％，粒径小于0.2mm的颗粒≤10％，粒径大于1mm的颗粒≤10％。
在一个实施方案中，本发明所述的KR脱硫剂的制备方法中，所述LT 灰的粒径为5～76.4um，优选50～65um。
在一个实施方案中，本发明所述的KR脱硫剂的制备方法中，所述CaO 粉末和所述LT灰的质量比为4:1.5。
本发明还提供本发明所述的KR脱硫剂的制备方法得到的KR脱硫剂。其中，本发明所述的KR脱硫剂中不含萤石(CaF2)，而CaF2会产生环境污染问题并不利于降低生产成本；而本发明所述的KR脱硫剂在不影响KR脱硫效果的情况下并没有增加所述KR脱硫剂的消耗量。
本发明另外提供一种脱硫方法，所述脱硫方法包括将CaO粉末、LT灰与待脱硫铁水混合；
其中，所述CaO粉末为本发明上述实施方案中所述的CaO粉末；所述 LT灰为本发明上述实施方案中所述的LT灰；
所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4):(1.5-1)；优选4:1.5；
所述CaO粉末和所述LT灰的质量之和与所述待脱硫铁水的质量的比例为(6～7):(900～1100)；优选6.5:1000。
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，所述将CaO粉末、LT 灰与待脱硫铁水混合，包括：将所述CaO粉末和所述LT灰添加至所述待脱硫铁水中，搅拌；
其中，采用旋转给料器将所述CaO粉末和所述LT灰添加至所述待脱硫铁水中；
所述搅拌的时间为7～12min；
所述待脱硫铁水的温度为1300～1400℃。
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，所述将CaO粉末、LT 灰与待脱硫铁水混合，包括以下步骤：
(1)将所述CaO粉末总质量的30～50％(即按本发明所述比例需添加 CaO粉末的总质量的30～50％)添加至所述待脱硫铁水中；
(2)将所述CaO粉末的剩余量(即按本发明所述比例需添加CaO粉末的总质量的剩余量)和所述LT灰添加至步骤(1)得到的待脱硫铁水中，搅拌，后进行扒渣处理；
在该实施方案中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4):(1.5-1)；优选4:1.5；
在该实施方案中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量之和与所述待脱硫铁水的质量的比例为(6～7):(900～1100)；优选6.5:1000。
具体而言，该实施方案是先将一部分的CaO粉末(该部分添加量占所需CaO粉末的总添加量的30～50％)添加至所述待脱硫铁水中，然后再将所需添加量的所述LT灰以及剩余部分的CaO粉末添加至所述待脱硫铁水中；如此添加方式避免了LT灰提前加入而导致的快速反应带来的耐材的侵蚀。
在一个优选的实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，所述添加方式为采用旋转给料器。
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，所述搅拌时间为7～12min；所述待脱硫铁水的温度为1300～1400℃。
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，按质量百分比计，所述待脱硫铁水经所述脱硫方法脱硫后的S含量＜0.005％；
在一个实施方案中，本发明所述的脱硫方法中，按质量百分比计，所述待脱硫铁水经所述脱硫方法脱硫后的S含量为0.0007％～0.004％。
实施例1：
本实施例中，所述KR脱硫剂的制备方法为：将所述CaO粉末和所述 LT灰以质量比为3.5:1.5进行混合。其中，按质量百分比计，所述LT灰包含：TFe 55％-65％，CaO≤5％、MnO≤0.03％，MgO≤2％；
所述CaO粉末中，按质量百分比计，粒径为0.2-1mm的颗粒≥80％，粒径小于0.2mm的颗粒≤10％，粒径大于1mm的颗粒≤10％；所述LT灰的粒径为50～65um；
按照本发明，所述脱硫方法包括将所述CaO粉末、LT灰与238t(吨) 温度为1300℃的待脱硫铁水混合；其中，CaO粉末和LT灰的质量比为3.5: 1.5；CaO粉末和LT灰的质量之和与上述待脱硫铁水的质量的比例为6:900；
具体而言，包括：
(1)采用吸排车将所述CaO粉末和所述LT灰分别输送到两个料仓；
(2)将步骤(1)的一个料仓中的所述CaO粉末总质量的30％(即按上述比例需添加CaO粉末的总质量的30％)采用旋转给料器添加至温度为 1300℃的待脱硫铁水中；
(3)将步骤(1)的一个料仓中剩余的所述CaO粉末(即按上述比例需添加CaO粉末的总质量的70％)和所述LT灰采用旋转给料器添加至步骤 (2)得到的待脱硫铁水中，搅拌7min，后进行扒渣处理。
所述待脱硫铁水经所述脱硫方法脱硫后的S含量为0.004％。
实施例2：
本实施例中，所述KR脱硫剂的制备方法为：将所述CaO粉末和所述 LT灰以质量比为4:1进行混合；
其中，按质量百分比计，所述LT灰包含：TFe 55％-65％，CaO≤5％、 MnO≤0.03％，MgO≤2％；所述KR脱硫剂中，所述CaO粉末和所述LT 灰的质量比为4:1；
所述CaO粉末中，按质量百分比计，粒径为0.2-1mm的颗粒≥80％，粒径小于0.2mm的颗粒≤10％，粒径大于1mm的颗粒≤10％；所述LT灰的粒径为5～76.4um；
按照本发明，所述脱硫方法包括将所述CaO粉末和LT灰与238t(吨) 温度为1400℃的待脱硫铁水混合，其中，CaO粉末和LT灰的质量比为4:1； CaO粉末和LT灰的质量之和与所述待脱硫铁水的质量的比例为7:1100；
具体而言，包括：将上述CaO粉末和上述LT灰采用旋转给料器添加至温度为1400℃的所述待脱硫铁水中，搅拌12min，后进行扒渣处理。
所述待脱硫铁水经所述脱硫方法脱硫后的S含量为0.003％。
实施例3：
本实施例中，所述KR脱硫剂的制备方法为：将所述CaO粉末和所述 LT灰以质量比为4:1.5进行混合；
其中，按质量百分比计，所述LT灰包含：TFe 55％-65％，CaO≤5％、 MnO≤0.03％，MgO≤2％；所述KR脱硫剂中，所述CaO粉末和所述LT 灰的质量比为4:1.5；
所述CaO粉末中，按质量百分比计，粒径为0.2-1mm的颗粒≥80％，粒径小于0.2mm的颗粒≤10％，粒径大于1mm的颗粒≤10％；所述LT灰的粒径为5～76.4um；
按照本发明，所述脱硫方法包括将所述CaO粉末和LT灰与238t(吨) 温度为1300℃的待脱硫铁水混合，其中，CaO粉末和LT灰的质量比为4:1.5； CaO粉末和LT灰的质量之和与所述待脱硫铁水的质量的比例为6.5:1000；
具体而言，包括：
(1)采用吸排车将所述CaO粉末和所述LT灰分别输送到两个料仓；
(2)将步骤(1)的一个料仓中的所述CaO粉末总质量的50％(即按上述比例需添加CaO粉末的总质量的50％)采用旋转给料器添加至温度为 1300℃的待脱硫铁水中；
(3)将步骤(1)的一个料仓中剩余的所述CaO粉末(即按上述比例需添加CaO粉末的总质量的50％)和所述LT灰采用旋转给料器添加至步骤 (2)得到的待脱硫铁水中，搅拌10min，后进行扒渣处理。
所述待脱硫铁水经所述脱硫方法脱硫后的S含量为0.0007％。
通过实施本发明以上实施例，可以得出以下结论：
(1)本发明解决了LT灰的外排困难及成本高等问题。
(2)本发明所述KR脱硫剂不含萤石(CaF2)，而CaF2会产生环境污染问题；本发明所述KR脱硫剂在不影响KR脱硫效果的情况下并没有增加所述KR脱硫剂的消耗量；
(3)本发明所述KR脱硫剂，在一定程度上回收利用了所述LT灰中金属铁，实现了金属铁的回收比例在为60-75％；
(4)本发明所述的具有一定粒径的LT灰中含大量的TFe和部分的CaO，确保了其在铁水中快速熔化；其中TFe能够被铁水中Si、C等还原性元素还原而进入铁水中，进而使得精炼除尘灰中含铁物质被有效回收，从而提高了铁水中的金属收得率；此外，LT灰还含有本文所述含量的CaO，如此能够使得CaO与铁水中的S反应，生产CaS，从而更进一步促进了铁水的脱硫效果；
(5)所述KR脱硫剂中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4): (1.5-1)，该比例限定能够促使所述KR脱硫剂适当熔化，不会造成材料(如铁包、KR搅拌头等)的侵蚀，同时有利于铁水的脱硫效果，所述待脱硫铁水经所述脱硫方法脱硫后的S含量为0.0007％～0.004％；
(6)本发明中，将所述CaO粉末总质量的30～50％先添加至所述待脱硫铁水中，然后再开始添加所述LT灰，如此避免了LT灰提前加入而导致的快速反应带来的耐材的侵蚀；
(7)本发明通过大量平衡优化试验，将所述KR脱硫剂与所述待脱硫铁水的质量比限定为(6～7):(900～1100)，如此使得本发明所述KR脱硫剂的使用量相比于常规脱硫剂的使用量并未增加，同时也未增加铁水脱硫后的扒渣量，可以实现以废治废、降低炼钢成本等有益效果。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种KR脱硫剂的制备方法，所述制备方法包括：将CaO粉末和LT灰进行混合；
其中，所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4):(1.5-1)；
按质量百分比计，所述LT灰包含：TFe 55％-65％，CaO≤5％、MnO≤0.03％，MgO≤2％。
2.根据权利要求1所述的KR脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述CaO粉末的粒径为0.2-1mm；
优选地，所述CaO粉末中，按质量百分比计，粒径为0.2-1mm的颗粒≥80％，粒径小于0.2mm的颗粒≤10％，粒径大于1mm的颗粒≤10％。
3.根据权利要求1或2所述的KR脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述LT灰的粒径为5～76.4um，优选50～65um。
4.根据权利要求1或2所述的KR脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为4:1.5。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的KR脱硫剂的制备方法得到的KR脱硫剂。
6.一种脱硫方法，所述脱硫方法包括将CaO粉末、LT灰与待脱硫铁水混合；
其中，所述CaO粉末为权利要求1～4中任一项所述的KR脱硫剂的制备方法中所述的CaO粉末；所述LT灰为权利要求1～4中任一项所述的KR脱硫剂的制备方法中所述的LT灰；
所述CaO粉末和所述LT灰的质量比为(3.5-4):(1.5-1)；优选4:1.5；
所述CaO粉末和所述LT灰的质量之和与所述待脱硫铁水的质量的比例为(6～7):(900～1100)；优选6.5:1000。
7.根据权利要求6所述的脱硫方法，其特征在于，所述将CaO粉末、LT灰与待脱硫铁水混合，包括：将所述CaO粉末和所述LT灰添加至所述待脱硫铁水中，搅拌；
其中，采用旋转给料器将所述CaO粉末和所述LT灰添加至所述待脱硫铁水中；
所述搅拌的时间为7～12min；
所述待脱硫铁水的温度为1300～1400℃。
8.根据权利要求6所述的脱硫方法，其特征在于，所述将CaO粉末、LT灰与待脱硫铁水混合，包括以下步骤：
(1)将所述CaO粉末总质量的30～50％添加至所述待脱硫铁水中；
(2)将所述CaO粉末的剩余量和所述LT灰添加至步骤(1)得到的待脱硫铁水中，搅拌，后进行扒渣处理；
优选地，所述添加方式为采用旋转给料器。
9.根据权利要求8所述的脱硫方法，其特征在于，所述搅拌时间为7～12min；所述待脱硫铁水的温度为1300～1400℃。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的脱硫方法，其特征在于，按质量百分比计，所述待脱硫铁水经所述脱硫方法脱硫后的S含量＜0.005％。
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