CN113502366A - 一种用于铁水预处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于铁水预处理的方法。属于钢铁材料领域，操作步骤：合成CaO‑Fe2O3渣剂并且进行保温，干燥；采用CaO‑Fe2O3渣剂替代CaO加入至铁水包中，其采用二次加渣的方式：一、加入1％的含有CaO‑Fe2O3渣剂与CaO的混合物，搅拌、扒渣；二、加入1.5％的CaO‑Fe2O3渣剂；搅拌；最终得到铁水。本发明使用本工艺后能提高转炉冶炼流程P脱除能力，对提高产品质量、扩大品种范围(特别是高附加值钢种)具有显著的意义；另外，本发明采用新型净化剂处理后的炉渣成分接近于高炉渣，渣中带铁量很低，检测结果TFe<5％，通过新型铁水净化剂的应用可将难处理、污染大的转炉渣转变为易处理的高炉渣。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁材料领域，更具体地，涉及一种用于铁水预处理的方法。
背景技术
铁水预处理是指高炉出铁后转炉炼钢前利用高温铁水的热量，加入脱除剂后快速成渣脱除铁水中杂质的工艺，理论上不需要额外加热。早期铁水预处理只针对铁水中的硫进行脱除，它的基本原理是先通过还原剂将铁水中的硫还原生成不溶于铁水的硫化物，然后再由熔渣吸收生成的硫化物形成稳定渣相被扒除。后期在预脱硫的基础上发展起来的预处理脱磷、脱硅开始广泛运用于生产实践中，基本原理是通过氧化剂氧化铁水中的硅或磷。生成的氧化产物由熔渣吸收形成稳定渣相，最后经过扒渣而脱除铁水中硅和磷。铁水中由于硅和磷与氧的亲和力不同，会选择性先氧化硅，所以铁水在脱磷前需要将铁水中的硅脱除到一定量以下，才可以有效的对铁水中的磷进行去除。这就使得铁水预处理发展成为针对铁水中的Si、P、S进行去除的铁水“三脱”处理工艺。
现有技术中，通常是采用石灰或者氟化钙来进行铁水预处理，但其缺点是：石灰熔点高，在铁水预处理温度下难以熔融成渣，需要配加氟化钙助熔剂，但氟化钙对环境污染大，价格贵；此外石灰系脱除剂还有吸水性强、不易贮运、喷吹性能差、熔化慢、降温较大的缺点。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种用于铁水预处理的方法。
技术方案：本发明所述的一种用于铁水预处理的方法，其具体操作步骤如下：
(1.1)、利用自身回转窑，将铁矿粉及石灰置于高温焙烧机中，将高温焙烧机的温度从室温升高到900℃后，进行保温1h；随后继续升温，将900℃升高至1200℃，进行保温20小时，随炉冷却，从而得到合成的脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂；
(1.2)、将合成的CaO-Fe2O3渣剂置于恒温炉中进行保温，将恒温炉中的温度设置为110℃，然后干燥2h；
(1.3)、脱磷工艺：在脱磷过程中，采用脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂替代CaO作为添加剂加入至铁水包中，从而提高铁水的脱P率；其具体是采用二次加渣的方式：
一、往铁水包中加入1％的含有CaO-Fe2O3渣剂与CaO的混合物，其处理温度1350-1375℃，搅拌时间8-10min，转速80-90r/min，处理时间12-15min，并进行扒渣；
二、往铁水包中加入1.5％的脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂；其处理温度1330-1350℃，搅拌时间6-8min，转速70-80r/min，处理时间15-20min；
(1.4)、最终得到进行了脱水的铁水。
进一步的，在步骤(1.1)中，所述CaO-Fe2O3渣剂中：Fe2O3的占比是45-60％，CaO的占比是34-36％，SiO2的占比是2-3％；
所述CaO-Fe2O3渣剂中的铁酸钙物相含量≥80％；
所述合成的CaO-Fe2O3渣剂的粒度8-16mm。
进一步的，在步骤(1.1)中，所述合成的CaO-Fe2O3渣剂为二元体系，当w(Fe2O3)在45-60％时，其体系处于低熔点区域；
其中，w(CaO)/w(Fe2O3)＝4/6。
进一步的，在步骤(1.1)中，所述将高温焙烧机从室温升高到900℃保温1h的升温速率是5℃/min；
随后，将900℃升高至1200℃保温20小时的升温速率是10℃/min。
进一步的，在步骤(1.3)中，所述往铁水包加入的CaO-Fe2O3渣剂与CaO的质量比是9∶1。
进一步的，在步骤(1.4)中，最终得到的铁水的脱磷率在40～60％，铁水温降在35～50℃。
有益效果：本发明与现有技术相比，使用本工艺后能有效提高转炉冶炼流程S、P脱除能力，对提高产品质量、扩大品种范围(特别是高附加值钢种)具有显著的意义，存在巨大的效益空间。
采用新型净化剂处理后的炉渣成分接近于高炉渣，渣中带铁量很低，检测结果TFe<5％，这就通过新型铁水净化剂的应用可将难处理、污染大的转炉渣转变为易处理的高炉渣，潜在经济效益及社会效益巨大。
附图说明
图1是本发明的结构流程图。
具体实施方式
本发明所述的一种用于铁水预处理的方法，其具体操作步骤如下：
1、利用自身回转窑，以铁矿粉(不同来源)、石灰及添加剂等原料制备脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂，
采用的脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂：其主要成份Fe2O3:45-60％，CaO:34-40％，SiO2的占比是2-3％；
所述CaO-Fe2O3渣剂中的铁酸钙物相含量≥80％；
所述合成的CaO-Fe2O3渣剂的粒度8-16mm。
即CaO-Fe2O3基渣系用于KR铁水预处理工艺；
2、成份设计：CaO-Fe2O3二元体系中，当w(Fe2O3)在45-60％时，体系处于低熔点区域，炉渣液相线温度低，流动性好，和铁水反应的动力学条件较好；考虑到合成渣不仅需要强氧化性，还需要适宜的碱度，所以确定w(CaO)/w(Fe2O3)＝4/6；
3、制备工艺：脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂采用高温焙烧机制备，将高温焙烧机的温度从室温(15-25℃)升高到900℃后，进行保温1h；升温速率5℃/min，随后以升温速率10℃/min继续升温至1200℃保温20小时，保温结束后，随炉冷却，从而得到合成的脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂；
焙烧后的CaO-Fe2O3渣剂作为铁水预处理的脱除渣剂，相比较于其它脱除渣剂具有熔点低，化渣快等优点；其中可以通过控制w(CaO)/w(Fe2O3)，焙烧温度，焙烧时间等可以控制CaO-Fe2O3渣剂焙烧后的生成相，让CaO-Fe2O3渣剂尽量多形成低熔点的铁酸一钙(CaO·Fe2O3)相；
焙烧后的CaO-Fe2O3渣剂作为铁水预处理脱除渣剂可以同时脱除铁水中的Si、P和S；焙烧后的CaO-Fe2O3渣剂加入炉内能迅速熔化，渣中Fe2O3含量高；铁水中的硅会先被氧化，然后和渣中CaO结合成稳定的硅酸钙化合物，达到铁水去硅的目的，铁水中的磷被氧化和CaO生成稳定的磷酸钙，达到去磷的目的渣中还含有CaO，当它加入炉内时，铁水中的硫会迅速向炉渣转移，达到铁水去硫的目的；
焙烧后的CaO-Fe2O3渣剂作为铁水预处理脱除渣剂能通过脱磷和脱硅置换出渣中的铁，增加铁水的收得率；
不宜入炉的烧结矿和烧结产生的粉尘等固体废弃物均富含CaO-Fe2O3渣剂焙烧后的铁酸一钙相，可以作为铁水预处理脱除渣剂，来源途径广；
4、将合成的CaO-Fe2O3渣剂置于恒温炉中进行保温，将恒温炉中的温度设置为110℃，然后干燥2h；
5、脱磷工艺：采用脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂替代部分的CaO作为添加剂加入至铁水包中，从而提高铁水的脱P率；降低脱Si率；
KR脱磷尽可能选取温度高的铁水进行，原则上铁水温度大于1300℃，铁水温度大概在1320～1380℃之间；
KR搅拌桨转速根据搅拌桨搅拌效果进行调整，在搅拌桨转速60r/min时开始加料，正常搅拌桨转速控制在75～90r/min；
每炉大概加入CaO-Fe2O3渣剂加入量在10～20kg/吨铁，铁水液面距铁包包底在2.5～2.7m，搅拌桨在钢液面下1.1m左右；
其具体是采用二次加渣的方式：
一、往铁水包中加入1％的含有CaO-Fe2O3渣剂与CaO的混合物(CaO-Fe2O3渣剂与CaO的质量比：9∶1)，处理温度1350-1375℃，搅拌时间8-10min，转速80-90r/min，处理时间12-15min，并进行扒渣；
二、往铁水包中加入1.5％的脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂；处理温度1330-1350℃，搅拌时间6-8min，转速70-80r/min，处理时间15-20min；
6、使用效果：最终得到进行了脱水的铁水；其中最终脱磷率在40～60％，脱硫率在60～70％，脱硅40-50％，温降在35～50℃。
Claims (6)
1.一种用于铁水预处理的方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：
(1.1)、利用自身回转窑，将铁矿粉及石灰置于高温焙烧机中，将高温焙烧机的温度从室温升高到900℃后，进行保温1h；随后继续升温，将900℃升高至1200℃，进行保温20小时，随炉冷却，从而得到合成的脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂；
(1.2)、将合成的CaO-Fe2O3渣剂置于恒温炉中进行保温，将恒温炉中的温度设置为110℃，然后干燥2h；
(1.3)、脱磷工艺：在脱磷过程中，采用脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂替代CaO作为添加剂加入至铁水包中，从而提高铁水的脱P率；其具体是采用二次加渣的方式：
一、往铁水包中加入1％的含有CaO-Fe2O3渣剂与CaO的混合物，其处理温度1350-1375℃，搅拌时间8-10min，转速80-90r/min，处理时间12-15min，并进行扒渣；
二、往铁水包中加入1.5％的脱磷剂：CaO-Fe2O3渣剂；其处理温度1330-1350℃，搅拌时间6-8min，转速70-80r/min，处理时间15-20min；
(1.4)、最终得到进行了脱水的铁水。
2.根据权利要求1所述的一种用于铁水预处理的方法，其特征在于，
在步骤(1.1)中，所述CaO-Fe2O3渣剂中：Fe2O3的占比是45-60％，CaO的占比是34-36％，SiO2的占比是2-3％；
所述CaO-Fe2O3渣剂中的铁酸钙物相含量≥80％；
所述合成的CaO-Fe2O3渣剂的粒度8-16mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于铁水预处理的方法，其特征在于，
在步骤(1.1)中，所述合成的CaO-Fe2O3渣剂为二元体系，当w(Fe2O3)在45-60％时，其体系处于低熔点区域；其中，w(CaO)/w(Fe2O3)＝4/6。
4.根据权利要求1所述的一种用于铁水预处理的方法，其特征在于，
在步骤(1.1)中，所述将高温焙烧机从室温升高到900℃保温1h的升温速率是5℃/min；
随后，将900℃升高至1200℃保温20小时的升温速率是10℃/min。
5.根据权利要求1所述的一种用于铁水预处理的方法，其特征在于，
在步骤(1.3)中，所述往铁水包加入的CaO-Fe2O3渣剂与CaO的质量比是9∶1。
6.根据权利要求1所述的一种用于铁水预处理的方法，其特征在于，在步骤(1.4)中，最终得到的铁水的脱磷率在40～60％，铁水温降在35～50℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211015 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |