CN112853022A - 高效炼钢用脱硫剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例涉及一种高效炼钢用脱硫剂，包括：生石灰50～70份；电子板切割废泥，10～30份；AD粉1～10份；生石灰，按质量百分比来计：CaO≥90％，SiO2＜1.0％；电子板切割废泥，按质量百分比来计：CaF2≥70％，H2O＜2.0％；AD粉，按质量百分比来计：Al≥20％，Al2O3≥60％；本发明通过将电子行业产生的电子板废泥应用到炼钢过程中，减少了电子板废泥对环境的污染；通过将炼铝行业产生的AD粉应用到炼钢过程中，减少了AD粉对环境的污染；通过合理的配方设计，变废为宝，不仅处理了固体废弃物，还提高了炼钢用脱硫剂的脱硫效率。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及一种钢铁冶金技术领域，特别涉及一种高效炼钢用脱硫剂及其制备方法。
背景技术
随着科学技术和经济的发展，用户对钢材质量的要求越来越严格。硫是钢中有害元素之一，其主要危害是：导致钢的热脆，以及轧制后钢材的各向异性，因此必须严格限制钢中的硫含量。特别是对于如电工硅钢、IF钢这一类的高附加值钢种，其对硫含量的要求更为苛刻。
铁水预处理脱硫，炼钢生产中主要是指铁水在进入转炉之前的脱硫处理。广义的铁水预处理是指包括对铁水脱硫、脱硅、脱磷的三脱处理，另外还有特殊铁水的预处理，如含钒铁水的提钒等。
铁水脱硫是二十世纪70年代发展起来的铁水处理工艺技术，它已成为现代钢铁企业优化工艺流程的重要组成部分。铁水脱硫的主要优点如下：
1.铁水中含有大量的硅、碳和锰等还原性的元素，在使用各种脱硫剂时，脱硫剂的烧损少，利用率高，有利于脱硫。
2.铁水中的碳、硅能大大提高铁水中硫的活度系数，改善脱硫的热力学条件，使硫较易脱致较低的水平。
3.铁水中含氧量较低，提高渣铁中硫的分配系数，有利于脱硫。
4.铁水处理温度低，使耐火材料及处理装置的寿命比较高。
5.铁水脱硫的费用低，如在高炉、转炉、炉外精炼装置中脱除一公斤硫，其费用分别是铁水脱硫的2.6、16.9和6.1倍。
6.铁水炉外脱硫的过程中铁水成份的变化，比炼钢或钢水炉外处理过程中钢水成份的变化对最终的钢种成份影响小。
采用铁水脱硫，不仅可以减轻高炉负担，降低焦比，减少渣量和提高生产率，也使转炉也不必为脱硫而采取大渣量高碱度操作，因为在转炉高氧化性炉渣条件下脱硫是相当困难的。因此铁水脱硫已成为现代钢铁工业优化工艺流程的重要手段，是提高钢质量、扩大品种的主要措施。
早期的铁水脱硫方法有很多种：如将脱硫剂直接加在铁水罐罐底，靠出铁铁流的冲击形成混合而脱硫的铺撒法。也有将脱硫剂加入装有铁水的铁水罐中，然后将铁水罐偏心旋转或正向反向交换旋转的摇包法。之后逐步发展至今天采用的KR搅拌法及喷枪插入铁水中的喷吹法。
对于铁水脱硫剂，目前广泛用于钢液脱硫的可选渣系主要有：CaO-CaF2，CaO-A12O3-CaF2脱硫剂，金属镁脱硫剂等。其中CaO-CaF2渣系是目前公认的具有最高脱硫能力的渣系，在相同脱硫任务下脱硫剂耗量最低。但CaO-CaF2渣系在实际应用中存在以下的缺点：采用投入法加入，存在脱硫效果差的弊端。另外CaO-CaF2渣系严重侵蚀铁水包耐材，并降低其使用寿命；同时所产生的氟化物又造成严重的环境污染。对于具有较强脱硫能力的金属镁脱硫剂，其优点是具有很强的脱硫能力，但其最大的缺点是金属镁的沸点只有1107℃，在铁水预处理铁水温度下，金属镁快速变为气态，不仅利用率低，还会造成极大的喷溅，存在安全隐患。
其他方面，在金属铝的冶炼过程中，每生产1吨金属铝，约产生300kg的铝渣，对铝渣经过提纯后，还存在约200kg的AD粉，AD粉主要成分为25％以上的金属铝，以及60％以上的三氧化二铝，同时还有部分氟钠化物，均为良好的冶金用助熔剂。而目前对该类废料的处理，一方面是直接掩埋，另一方面是炼钢用脱氧，但用于炼钢用脱氧过程时，会产生大量浓烟，严重污染环境。
另一方面，目前，电子产品已普遍应用于生活过程中，而电子板作为电子产品的核心组件，近年来得到快速发展。在生产电子板时，通常使用氢氟酸溶液进行切割，而切割废液中不可避免的存在高浓度的氢氟酸，目前的处理方式为采用氢氧化钙对废液进行中和，得到的电子板废泥经烘干后作为水泥或者陶瓷行业的添加剂。这种处理方法，对资源利用率低，并非长久之策。而电子板废泥的主要成分为CaF2，是一种常用的冶金助熔剂，因此，将电子板切割废泥做为炼钢用助熔剂，是一种环保长效的处理方式。
鉴于此，开发一种新型铁水预处理脱硫是很有必要的。。
发明内容
本发明的实施方式的目的在于提供一种高效炼钢用脱硫剂及其制备方法，主要是为了解决电子板切割废泥和AD粉的再次利用的技术问题，同时通过添加生石灰制成显得高效炼钢用脱硫剂，用于铁水预处理阶段，减少铁水脱硫阶段的成本。
为了实现上述目的，本发明的实施方式设计了一种高效炼钢用脱硫剂，其特征在于，包括：
生石灰，生石灰50～70份；
电子板切割废泥，10～30份；
AD粉，AD粉1～10份；
所述的生石灰，按质量百分比来计：
CaO≥90％，SiO2＜1.0％；
所述的电子板切割废泥，按质量百分比来计：CaF2≥70％，H2O＜2.0％；
所述的AD粉，按质量百分比来计：Al≥20％，Al2O3≥60％。
进一步，所述的电子板切割废泥为PCB板切割后残留的残碎屑组成。
在本发明的实施例中还提供了一种高效炼钢用脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10：检测，分别检测生石灰、电子板切割废泥、AD粉的组分和含量，是否满足权利要求1中所述的质量百分比；检测完成后则进入步骤S20；
步骤S20：配方设计，根据重量百分比满足的条件，计算所需各生石灰、电子板切割废泥、AD粉的重量；计算完成以后，则进入步骤S30；
步骤S30：配料：按照步骤S20中的计算结果，称取生石灰、电子板切割废泥、AD粉；进入步骤S40；
步骤S40：磨粉；将称量好的原材料经过磨粉机磨粉，磨成小于1mm的粉状物，进入步骤S50；
步骤S50，干燥，将步骤40中制得的粉状物，在干燥箱中进行烘干，干燥温度为100℃-150℃。
进一步，所述的磨粉，还包括：
筛粉过滤，在所述的磨粉机上设置小于1mm孔径的筛网。
进一步，所述的干燥箱为传送带电炉式干燥箱。。
本发明同现有技术相比，可以对电子板切割废泥和AD粉进行二次利用的问题，减少污染的同时，形成新的高效炼钢用脱硫剂，能够解决在铁水脱硫阶段的脱硫作用。
本发明的积极进步效果在于：
(1)通过将电子行业产生的电子板废泥应用到炼钢过程中，减少了电子板废泥对环境的污染；
(2)通过将炼铝行业产生的AD粉应用到炼钢过程中，减少了AD粉对环境的污染；
(3)通过合理的配方设计，变废为宝，不仅处理了固体废弃物，还提高了炼钢用脱硫剂的脱硫效率。
附图说明
图1为本发明制备高效炼钢用脱硫剂的流程示意图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明涉及一种高效炼钢用脱硫剂，包括：
生石灰，生石灰50～70份；
电子板切割废泥，10～30份；
AD粉，AD粉1～10份；
生石灰，按质量百分比来计：
CaO≥90％，SiO2＜1.0％；
电子板切割废泥，按质量百分比来计：CaF2≥70％，H2O＜2.0％；
AD粉，按质量百分比来计：Al≥20％，Al2O3≥60％。
结合上述的高效炼钢用脱硫剂中的电子板切割废泥为PCB板切割后残留的残碎屑组成。
本发明中还涉及一种高效炼钢用脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10：检测，分别检测生石灰、电子板切割废泥、AD粉的组分和含量，是否满足权利要求1中所述的质量百分比；检测完成后则进入步骤S20；
步骤S20：配方设计，根据重量百分比满足的条件，计算所需各生石灰、电子板切割废泥、AD粉的重量；计算完成以后，则进入步骤S30；
步骤S30：配料：按照步骤S20中的计算结果，称取生石灰、电子板切割废泥、AD粉；进入步骤S40；
步骤S40：磨粉；将称量好的原材料经过磨粉机磨粉，磨成小于1mm的粉状物，进入步骤S50；
步骤S50，干燥，将步骤40中制得的粉状物，在干燥箱中进行烘干，干燥温度为100℃-150℃。
上述的高效炼钢用脱硫剂的制备方法中的磨粉，还包括：
筛粉过滤，在所述的磨粉机上设置小于1mm孔径的筛网。以及干燥箱为传送带电炉式干燥箱。
在本发明中提供了5个实施例的配比方式,具体如下：
实施例1：按质量百分比来计：
生石灰70份；
电子板切割废泥，20份；
AD粉10份；
生石灰，按质量百分比来计：
CaO：92％，SiO2：0.5％；
电子板切割废泥，按质量百分比来计：
CaF2:70％，H2O＜:1.0％；
AD粉，按质量百分比来计：
Al:40％，Al2O3:60％，
上述物质不足100％的均为其余的是杂质。
实施例2：按质量百分比来计：
生石灰:65份；
电子板切割废泥，25份；
AD粉10份；
生石灰，按质量百分比来计：
CaO：95％，SiO2：0.5％；
电子板切割废泥，按质量百分比来计：
CaF2:90％，H2O＜:1.0％；
AD粉，按质量百分比来计：
Al:30％，Al2O3:70％,
上述物质不足100％的均为其余的是杂质。
实施例3：按质量百分比来计：
生石灰:60份；
电子板切割废泥，30份；
AD粉10份；
生石灰，按质量百分比来计：
CaO：99％，SiO2：0.5％；
电子板切割废泥，按质量百分比来计：
CaF2:95％，H2O＜:1.0％；
AD粉，按质量百分比来计：
Al:35％，Al2O3:65％,
上述物质不足100％的均为其余的是杂质。
实施例4：按质量百分比来计：
生石灰:65份；
电子板切割废泥，30份；
AD粉5份；
生石灰，按质量百分比来计：
CaO：97％，SiO2：0.2％；
电子板切割废泥，按质量百分比来计：
CaF2:99％，H2O:0.2％；
AD粉，按质量百分比来计：
Al:20％，Al2O3:75％,
上述物质不足100％的均为其余的是杂质。
实施例5：按质量百分比来计：
生石灰:60份；
电子板切割废泥，30份；
AD粉，10份；
生石灰，按质量百分比来计：
CaO：99％，SiO2：0.2％；
电子板切割废泥，按质量百分比来计：
CaF2:99％，H2O:0.2％；
AD粉，按质量百分比来计：
Al:20％，Al2O3:75％,
上述物质不足100％的均为其余的是杂质。
将上述实施例制得的脱硫剂采用喷吹法在国内某5300m3高炉进行喷吹脱硫，每组实施例现场试验10炉，同时与其目前使用的脱硫剂做对比，效果如下表1所示：
表1不同实施例情况下制得的脱硫剂使用效果对比表
表1
由以上实施例以及上表中可知，采用本发明方法所制备的脱硫剂，具有单耗低、脱硫效率高、铁水温降小的特点，脱硫效率可达98％以上，能够将铁水中硫含量降低到0.001％以下，同时，对高品质钢的冶炼提供了基础条件。本发明同现有技术相比，可以对电子板切割废泥和AD粉进行二次利用的问题，减少污染的同时，形成新的高效炼钢用脱硫剂，能够解决在铁水脱硫阶段的脱硫作用。
本发明的积极进步效果在于：通过将电子行业产生的电子板废泥应用到炼钢过程中，减少了电子板废泥对环境的污染；通过将炼铝行业产生的AD粉应用到炼钢过程中，减少了AD粉对环境的污染；通过合理的配方设计，变废为宝，不仅处理了固体废弃物，还提高了炼钢用脱硫剂的脱硫效率。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (5)
1.一种高效炼钢用脱硫剂，其特征在于，包括：
生石灰，生石灰50～70份；
电子板切割废泥，10～30份；
AD粉，AD粉1～10份；
所述的生石灰，按质量百分比来计：
CaO≥90％，SiO2＜1.0％；
所述的电子板切割废泥，按质量百分比来计：CaF2≥70％，H2O＜2.0％；
所述的AD粉，按质量百分比来计：Al≥20％，Al2O3≥60％。
2.根据权利要求1所述的高效炼钢用脱硫剂，其特征在于，所述的电子板切割废泥为PCB板切割后残留的残碎屑组成。
3.一种高效炼钢用脱硫剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10：检测，分别检测生石灰、电子板切割废泥、AD粉的组分和含量，是否满足权利要求1中所述的质量百分比；检测完成后则进入步骤S20；
步骤S20：配方设计，根据重量百分比满足的条件，计算所需各生石灰、电子板切割废泥、AD粉的重量；计算完成以后，则进入步骤S30；
步骤S30：配料：按照步骤S20中的计算结果，称取生石灰、电子板切割废泥、AD粉；进入步骤S40；
步骤S40：磨粉；将称量好的原材料经过磨粉机磨粉，磨成小于1mm的粉状物，进入步骤S50；
步骤S50，干燥，将步骤40中制得的粉状物，在干燥箱中进行烘干，干燥温度为100℃-150℃。
4.根据权利要求3中所述的高效炼钢用脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述的磨粉，还包括：
筛粉过滤，在所述的磨粉机上设置小于1mm孔径的筛网。
5.根据权利要求3中所述的高效炼钢用脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述的干燥箱为传送带电炉式干燥箱。
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