CN113930569B - 一种防止低温高硫钒钛铁水kr脱硫漫包的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法，它是在KR脱硫时向低温高硫钒钛铁水包内加入1.5～2.25kg/吨铁水的碳化硅，优选碳化硅与脱硫剂同时加入低温高硫钒钛铁水包内，碳化硅中SiC含量≥75％，碳化硅为碳化硅颗粒，粒度要求为1～5mm直径颗粒含量≥90％。本发明可以有效抑制漫包现象的发生，减少铁水损失，保障脱硫的生产顺行。

Description

一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金中铁水预处理技术领域，具体涉及一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法。

背景技术

硫元素对于大部分钢材来说都是有害的，随着钢材质量要求日益提高，硫含量的要求越来越严格，铁水预脱硫已成为冶金生产的重要工序之一。KR脱硫法即机械搅拌法脱硫，是将浇注耐材形成的十字型搅拌桨，经烘烤后插入定量的铁水中旋转，使铁水产生漩涡，然后向铁水漩涡中投入定量的脱硫剂，使脱硫剂(主要成分为CaO)和铁水中的硫在不断的搅拌中发生脱硫反应，形成固态的CaS，从而达到除去铁水中硫的目的。

将钒钛磁铁矿用于高炉冶炼得到的铁水为钒钛铁水，受高炉原料及炉况波动的影响，高炉产出的钒钛铁水温度、硫含量波动大，温度可低至1200℃及以下，其硫含量高至0.200％以上，为低温高硫钒钛铁水，必须进行脱硫预处理。

KR搅拌脱硫在处理低温高硫钒钛铁水时，由于低温铁水与脱硫渣不易分离，形成渣铁混合物，导致铁水排气性差，脱硫反应产生的大量气体不能及时排出，当聚集的气体较多而瞬间溢出时，就会发生铁水大喷溅，造成渣铁混合物漫出脱硫铁水包外的后果，即通常所说的“漫包”现象。钒钛铁水中的钒钛为稀有金属，具有极高的经济价值，发生漫包现象不仅损失铁水，造成经济损失，还会对脱硫设备造成损坏，影响炼钢生产的顺行。

发明内容

有鉴于此，针对上述现有技术的不足，为了防止漫包现象的发生，本发明提供了一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法，它可以有效抑制漫包现象的发生，减少铁水损失，保障脱硫的生产顺行。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案提供了一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法，它是在KR脱硫时向低温高硫钒钛铁水包内加入碳化硅，所述碳化硅的加入量为1.5～2.25kg/吨铁水。

进一步的是，所述碳化硅与脱硫剂同时加入低温高硫钒钛铁水包内，可使脱硫剂与碳化硅混合的更加均匀，使硅更多的参与脱硫反应。

优选的是，所述碳化硅中SiC含量≥75％。

优选的是，所述碳化硅为碳化硅颗粒，粒度要求为1～5mm直径颗粒含量≥90％。

众所周知，使用CaO作为脱硫剂，铁水脱硫过程的化学反应主要按以下两个反应式进行：

CaO(s)+[S]+[C]＝CaS(s)+CO ①

2CaO(s)+[S]+1/2[Si]＝CaS(s)+1/2Ca₂SiO₄(s) ②

当铁水中Si含量较低(W[Si]＜0.050％)时，脱硫以反应式①为主进行，会产生大量的CO气体；而当铁水中Si含量较高时(W[Si]＞0.050％)时，脱硫以反应式②为主进行，脱硫过程较少气体产生。

而本发明处理的低温高硫钒钛铁水中的Si含量较低(W[Si]＜0.050％)，在脱硫时会有大量CO气体产生，并且由于铁水温度较低，会出现渣铁不分的现象，使脱硫渣更加紧密，气体无法排出，很容易就会出现漫包现象。本发明通过向铁水中加入碳化硅，使铁水中的Si含量暂时高于0.050％，促使脱硫反应以反应式②为主进行，从而减少气体的产生，避免漫包现象的产生。

然而铁水中Si含量的增加会造成铁水粘度的增加，脱硫渣粘度的增加，也会容易导致KR脱硫过程发生铁水喷溅，因此本发明碳化硅的加入量和加入时间是非常关键的。经过发明人多次生产实践总结，发现当碳化硅的加入量为1.5～2.25kg/吨铁水时，基本杜绝了脱硫过程中漫包现象的发生，原因就是加入的碳化硅基本与脱硫剂按照上述反应式②反应完全，避免了铁水中Si含量的最终增加，而当碳化硅与脱硫剂同时加入低温高硫钒钛铁水包内时，脱硫剂与碳化硅混合的更加均匀，硅能更加及时充分的参与脱硫反应，完全杜绝了脱硫过程中漫包现象的发生。

在实际生产中，按SiC含量为40.0～50.0％，65±2.0％，75±2.0％，碳化硅分为45碳化硅、65碳化硅和75碳化硅，从使用效果来看，75碳化硅的使用效果最好，因此优选碳化硅中SiC含量≥75％。

为了使加入的碳化硅更易参与铁水的脱硫反应，碳化硅优选使用碳化硅颗粒，粒度要求为1～5mm直径颗粒含量≥90％。由于碳化硅颗粒加入铁水包的过程中容易出现挥洒和烧损，并且优选碳化硅与脱硫剂需要同时加入铁水包内，因此本发明还提供了上述碳化硅的加入装置，即碳化硅加料装置。

上述碳化硅加料装置包括进料管、下料溜槽和气封装置，气封装置与进料管的进口连接，进料管的出口连接下料溜槽；所述气封装置包括安装板和进气板，所述安装板与进料管的进口连接，所述进气板包括外进气板和内进气板，外进气板连接进气总管，内进气板上开有数个出气口。

进一步的，上述下料溜槽上设置有固定支架，通过固定支架将本发明装置安装在一定高度的平台上，使得下料溜槽位于铁水包上方，以便从下料溜槽内溜出的物料能进入铁水包内。

进一步的，上述安装板包括上安装板和下安装板，下安装板与进料管的进口连接，上安装板连接盖板。盖板的设置用于密封气封装置的开口，既防止了工人掉落，提高了装置的安全性，也避免了气体的逸出。优选的是，盖板上设置有把手，方便加料工人的开启和关闭。

进一步的，上述出气口开设在内进气板的中部，优选的是，上述出气口在内进气板上等分分布，保证了气封装置的均匀出气。更优的是，所述内进气板上开设的出气口为朝进料管出口方向向下倾斜的倾斜出气口，使得气体能更集中的吹出，加强了气封装置的密封性。

现有的KR搅拌脱硫在处理低温高硫铁水时，由于脱硫反应产生的大量气体不能及时排出，容易发生“漫包”现象。本发明发明人从研究“漫包”现象的发生机理出发，发现脱硫反应产生的气体主要是脱硫剂(CaO)与铁水中S、C反应产生的CO，在进行脱硫反应时增加Si的含量可增加脱硫中的固体产物，从而减少脱硫中的气体产物。因此在KR搅拌脱硫处理低温高硫铁水时，向其中加入适量的碳化硅，可以有效的避免“漫包”现象。由于碳化硅的粒度比脱硫剂的粒度大，若使用KR铁水脱硫设备中的脱硫剂加入装置来加入碳化硅，很容易造成堵料现象，并且脱硫剂和碳化硅最好是同时加入铁水，因此现有的KR铁水脱硫设备无法直接将碳化硅加入铁水中。而本发明提供的碳化硅加料装置，可以有效通畅的将碳化硅加入铁水包中，同时设置的气封装置，可以有效抑制脱硫反应时产生的烟气从溜槽口逸出污染环境。

综上所述，本发明提供的一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法，可以有效抑制漫包现象的发生，减少铁水损失，保障脱硫的生产顺行。

附图说明

图1为本发明碳化硅加料装置的结构示意图；

图2为图1中气封装置的结构示意图；

图3为图1中气封装置的俯视结构示意图；

图4为图2中Ⅰ的放大示意图；

图5为本发明碳化硅加料装置的安装示意图。

图中标记：

1-进料管，2-下料溜槽，3-气封装置，31-上安装板，32-下安装板，33-外进气板，34-内进气板，35-进气总管，36-出气口，4-固定支架，5-盖板，6-把手，7-KR铁水脱硫设备，8-脱硫中心线。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1，本发明提供了一种碳化硅加料装置，它包括进料管1、下料溜槽2和气封装置3，气封装置3与进料管1的进口连接，进料管1的出口连接下料溜槽2，气封装置与进料管之间可通过螺栓连接的方式实现连接，进料管与下料溜槽之间可通过焊接、一体成型等方式实现连接；参见图2和图3，所述气封装置3包括安装板和进气板，安装板包括上安装板31和下安装板32，下安装板32与进料管1的进口可通过螺栓连接的方式实现连接，上安装板31可通过螺栓连接的方式连接盖板5。优选的是，盖板5上设置有把手6，把手6可通过焊接、螺钉连接等方式固定在盖板5上。所述进气板包括外进气板33和内进气板34，外进气板33连接进气总管35，内进气板34上开有数个出气口36。进一步的是，出气口36在内进气板34上等分分布，保证了气封装置的均匀出气。更优的是，参见图2和图4，出气口36开设在内进气板34的中部，出气口36为朝进料管1出口方向向下倾斜的倾斜出气口，使得气体能更集中的吹出，可加强气封装置的密封性。

参见图5，上述碳化硅加料装置是与KR铁水脱硫设备7配套使用的，通过设置在下料溜槽2上的固定支架4将本发明碳化硅加料装置安装在一定高度的平台上，使得下料溜槽位于铁水包上方，以便从下料溜槽内溜出的物料能进入铁水包内。该平台可以为KR铁水脱硫设备现有使用的平台，图5所示的实施例就是以现有的平台横梁为基础，将本发明碳化硅加料装置安装在7.5米平台上，下料溜槽2与脱硫中心线8的夹角为35°，当然该夹角也可以为其它任意角度，以能正常将料加入铁水包内为准，具体数值根据现场的实际情况如平台高度，铁水包的直径、高度等进行测算得到。下料溜槽的长度也以能正常将料加入铁水包内为准进行测算得到。

KR脱硫工作时，工人打开盖板5，倒入适量的碳化硅后将盖板5关闭，碳化硅通过下料溜槽进入铁水包内，防止了铁水包“漫包”现象的发生，同时气封装置的进气总管不断通入气体，气体通过出气口在进料管处形成了密封结构，可有效抑制脱硫产生的烟气从下料溜槽逸出。进气总管内通入的气体为现有技术使用的密封气体，以氮气为最佳。氮气密封具有价格低、密封效果好、原材料简便易得等优点。

下面以具体实施方式来介绍本发明所提供的一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法。

下述实施例所用铁水包均为本发明申请人2#生产线高炉所产的钒钛铁水包，每包铁水重量80吨，铁水温度为1165～1250℃，硫含量为0.18～0.22％。脱硫剂(CaO)使用上述KR铁水脱硫设备7配套的脱硫剂加入装置加入，碳化硅采用上述的碳化硅加料装置加入。

实施例1：铁水包内直接加入脱硫剂(CaO≥75％)1500kg

实施例2：铁水包内同时加入脱硫剂(CaO≥75％)1500kg和45碳化硅颗粒(1～5mm直径颗粒含量≥90％)180kg

实施例3：铁水包内同时加入脱硫剂(CaO≥75％)1500kg和65碳化硅颗粒(1～5mm直径颗粒含量≥90％)150kg

实施例4：铁水包内同时加入脱硫剂(CaO≥75％)1500kg和75碳化硅颗粒(1～5mm直径颗粒含量≥90％)120kg

实施例5：铁水包内同时加入脱硫剂(CaO≥75％)1500kg和75碳化硅球(直径≈50mm)120kg

实施例6：铁水包内先加入脱硫剂(CaO≥75％)1500kg，脱硫剂加完后再加入75碳化硅颗粒(1～5mm直径颗粒含量≥90％)120kg

实施例7：铁水包内同时加入脱硫剂(CaO≥75％)1500kg和45碳化硅颗粒(1～5mm直径颗粒含量≥90％)200kg

实施例8：铁水包内同时加入脱硫剂(CaO≥75％)1500kg和75碳化硅颗粒(1～5mm直径颗粒含量≥90％)100kg

实验结果见下表所示：

从上表可以看出，本发明碳化硅的加入并不会影响脱硫剂的脱硫效果，相反还会增强脱硫剂的脱硫效果，同时碳化硅与脱硫剂同时加入铁水包的防漫包效果比前后加入的效果好，使用碳化硅颗粒的防漫包效果比使用碳化硅球好，而且碳化硅的加入量少于120kg每铁水包时，不能避免发生漫包现象，而高于180kg每铁水包时，多加入的碳化硅不再对是否发生漫包现象产生影响。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法，其特征在于：KR脱硫时向低温高硫钒钛铁水包内加入碳化硅，所述碳化硅与脱硫剂同时加入低温高硫钒钛铁水包内，所述碳化硅的加入量为1.5～2.25kg/吨铁水；所述碳化硅中SiC含量≥75％；所述碳化硅为碳化硅颗粒，粒度要求为1～5mm直径颗粒含量≥90％。

2.根据权利要求1所述的一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法，其特征在于：所述碳化硅通过碳化硅加料装置加入低温高硫钒钛铁水包内，所述碳化硅加料装置包括进料管、下料溜槽和气封装置，气封装置与进料管的进口连接，进料管的出口连接下料溜槽；所述气封装置包括安装板和进气板，所述安装板与进料管的进口连接，所述进气板包括外进气板和内进气板，外进气板连接进气总管，内进气板上开有数个出气口。

3.根据权利要求2所述的一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法，其特征在于：所述下料溜槽上设置有固定支架。

4.根据权利要求2所述的一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法，其特征在于：所述安装板包括上安装板和下安装板，下安装板与进料管的进口连接，盖板与上安装板连接。

5.根据权利要求2所述的一种防止低温高硫钒钛铁水KR脱硫漫包的方法，其特征在于：所述出气口为朝进料管出口方向向下倾斜的倾斜出气口，开设在内进气板的中部，在内进气板上等分分布。

Images