CN114250340A

CN114250340A - 一种rh脱硫方法

Info

Publication number: CN114250340A
Application number: CN202210095102.0A
Authority: CN
Inventors: 刘珍童; 张立峰; 孙亮; 刘风刚; 龚坚; 高攀; 刘道正
Original assignee: Beijing Shougang Co Ltd
Current assignee: Beijing Shougang Co Ltd
Priority date: 2022-01-26
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2042-01-26
Also published as: CN114250340B

Abstract

本申请涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种RH脱硫方法。所述方法包括以下步骤：根据待脱硫钢水的初始硫含量和目标钢水的目标含硫量，获得脱硫剂的质量用量；根据所述脱硫剂的质量用量，将所述待脱硫钢水进行RH脱硫处理，得到脱硫钢水；其中，所述脱硫剂包括第一脱硫剂和第二脱硫剂，所述第一脱硫剂的添加方式为喷吹法添加，所述第二脱硫剂的添加方式为投入法添加，所述第一脱硫剂的添加质量M和所述第二脱硫剂的添加质量量N满足如下关系：M∶N＝1∶1‑3。第一脱硫剂和第二脱硫剂的混合使用，减短了脱硫剂的使用量，脱硫总时间降低到9min以内，减少了喷吹脱硫的成本；有效地节约了不同脱硫剂的使用量，实现了高效、高质RH脱硫，实现了低成本脱硫。

Description

一种RH脱硫方法

技术领域

本申请涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种RH脱硫方法。

背景技术

随着钢铁产品的不断升级，部分产品对硫的要求越来越严。钢中硫含量对钢性能影响较大，硫含量越低，铁损越低。因此，各大钢企通过各种方法来达到降低钢水硫含量。

针对不同的钢种，脱硫工艺包括LF炉造渣深脱硫工艺和RH脱硫工艺；其中，RH脱硫方法主要有投入法和喷吹法，投入法的脱硫率一般在35％～50％，操作简单，脱硫效果较差，脱硫周期一般在≥12min，投入法脱硫剂分批加入，一般分为2-4批，每批料间隔一定时间，脱硫剂全部加入完毕后纯循环时间≥5min，甚至≥10min；顶枪喷吹法脱硫的脱硫率一般能达到50％～80％，效率最高，但其投入昂贵，但喷吹法的整体脱硫周期较长，一般控制在15～30min，脱硫剂全部由喷枪喷吹加入，喷吹流量基本≤150Kg/min，甚至欧洲企业要求≤100Kg/min，造成喷吹周期长，同时喷吹完毕后纯循环一定时间，一般≥5min。

发明内容

本申请提供了一种RH脱硫方法，以解决脱硫成本较高的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种RH脱硫方法，所述方法包括以下步骤：

根据待脱硫钢水的初始硫含量和目标钢水的目标含硫量，获得脱硫剂的质量用量；

根据所述脱硫剂的质量用量，将所述待脱硫钢水进行RH脱硫处理，得到脱硫钢水；

其中，所述脱硫剂包括第一脱硫剂和第二脱硫剂，所述第一脱硫剂的添加方式为喷吹法添加，所述第二脱硫剂的添加方式为投入法添加，所述第一脱硫剂的添加质量M和所述第二脱硫剂的添加质量量N满足如下关系：M:N＝1:1-3。

可选的，所述待脱硫钢水中，所述第一脱硫剂的流量为80～150Kg/min，喷吹时间≤4min。

可选的，所述第二脱硫剂的添加时机为所述喷吹脱硫用脱硫枪开始降枪时。

可选的，所述第一脱硫剂的组分包括：以质量分数计，CaO：48％～60％、Al₂O₃：30％～50％、SiO₂：0～3.5％、MgO＜5％、TiO₂≤0.15％、MtH₂O≤0.5％和Ca：0～5％。

可选的，所述第一脱硫剂中，粒度为0.2-1.0mm的质量占比≥80％，粒度＜0.2mm的质量占比＜5％和余下的粒度为1～2mm。

可选的，所述第二脱硫剂的组分包括：以质量分数计，CaO：55％～75％、Al₂O₃：10％～15％、CaF₂：5％-10％、SiO₂：0～5％、TiO₂≤0.10％、MtH₂O≤0.5％和Al：3％～8％。

可选的，所述第二脱硫剂中，粒度为5～30mm的质量占比≥90％，粒度＜5mm的质量占比＜3％和余下的粒度＞30mm。

可选的，所述方法还包括：

控制所述脱硫处理前的第一真空度和第一循环气体流量，以减少脱硫剂损耗和延长反应时间；

控制所述脱硫处理后的第二真空度和第二循环气体流量，并控制浸渍管插入深度，以控制所述待脱硫钢水中的夹杂物和加速脱硫。

可选的，所述第一真空度为10～80mbar，第一循环气体流量≤9L/min.t^-1。

可选的，所述第二真空度为≤0.67mbar，第二循环气体流量≤12-16L/min.t^-1。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的该方法，根据待脱硫钢水的初始硫含量和目标钢水的目标含硫量，获得脱硫剂的质量用量；根据所述脱硫剂的质量用量，将所述待脱硫钢水进行RH脱硫处理，得到脱硫钢水；其中，所述脱硫剂包括第一脱硫剂和第二脱硫剂，所述第一脱硫剂的添加方式为喷吹法添加，所述第二脱硫剂的添加方式为投入法添加，所述第一脱硫剂的添加质量M和所述第二脱硫剂的添加质量量N满足如下关系：M:N＝1:1-3。由于喷吹脱硫和投入脱硫的混合使用，减短了脱硫剂的使用量，脱硫总时间降低到9min以内，减少了喷吹脱硫的成本；控制第一脱硫剂和第二脱硫剂的重量比例为1:1～1:3，有效地节约了不同脱硫剂的使用量，实现了高效、高质RH脱硫，实现了低成本脱硫。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种RH脱硫方法的流程示意图；

图2为本申请实施例1提供的一种RH脱硫方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种RH脱硫方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

S1.根据待脱硫钢水的初始硫含量和目标钢水的目标含硫量，获得脱硫剂的质量用量；

S2.根据所述脱硫剂的质量用量，将所述待脱硫钢水进行RH脱硫处理，得到脱硫钢水；

本申请实施例中，控制第一脱硫剂和所第二脱硫剂的重量比例为1:1～1:3，具有解决单喷吹法脱硫时间长和单投入法脱硫效果差的积极效果。所述待脱硫钢水为脱氧合金化后的钢水。

在一些实施方式中，所述待脱硫钢水中，所述第一脱硫剂的流量为80～150Kg/min，喷吹时间≤4min。

本申请实施例中，控制第一脱硫剂的流量为80～150Kg/min的积极效果是喷吹流量过低则喷吹时间延长或喷吹脱硫剂量减少，对脱硫效率和脱硫率不利、喷吹流量过大则可看似改进后投入法脱硫，脱硫率降低，控制喷吹时间≤4min的积极效果是优化控制脱硫剂总加入时间，进而控制脱硫总周期。

在一些实施方式中，所述第二脱硫剂的添加时机为所述喷吹脱硫用脱硫枪开始降枪时。本申请实施例中，控制第二脱硫剂的添加时机为喷粉脱硫枪开始降枪时；还可以控制喷吹脱硫结束前30s停止投入法加料(投入法脱硫剂加入通过调整下料速度使下料时间基本与喷吹时间相符，一改原投入法的间隔投料为连续投料)；所述第二脱硫剂的添加量为300-1800kg。

喷吹脱硫结束前停止投入法加料的积极效果是：1)投入法脱硫改变了原来的分批加入脱硫剂为连续加入脱硫剂，保证了钢水温度的温度，利于脱硫，同时延长了脱硫剂与钢水反应时间(原来投入法分2批加入，一次加入量比较大，造成钢水局部温降大，低温不利于脱硫，同时脱硫剂集中加入造成真空室内瞬间脱硫剂量激增，被钢水迅速带出真空室)；2)投入法脱硫剂与喷吹法同时加入，有效地解决了喷吹结束后在投入法脱硫的时间长问题。

在一些实施方式中，所述第一脱硫剂的组分包括：以质量分数计，CaO：48％～60％、Al₂O₃：30％～50％、SiO₂：0～3.5％、MgO＜5％、TiO₂≤0.15％、MtH₂O≤0.5％和Ca：0～5％。

本申请实施例中，第一脱硫剂的组分中控制Ca的比例为0-5％，具有促进脱硫的积极效果；TiO₂≤0.15％减少脱硫剂带来的钢水增钛；Al₂O₃：30％～50％替代常规脱硫剂中的CaF₂减少脱硫剂对耐材的侵蚀。

在一些实施方式中，所述第一脱硫剂中，粒度为0.2-1.0mm的质量占比≥80％，粒度＜0.2mm的质量占比＜5％和余下的粒度为1～2mm。

本申请实施例中，第一脱硫剂的粒度包括：0.2～1.0mm的粒度≥80％比现有的单独使用喷吹法的脱硫剂粒度大，现有喷吹脱硫剂的粒度一般为0.15mm以内，具有提高喷吹枪口粉剂出口速度进而提高粉剂穿透钢水深度的积极效果。

在一些实施方式中，所述第二脱硫剂的组分包括：以质量分数计，CaO：55％～75％、Al₂O₃：10％～15％、CaF₂5％-10％、SiO₂：0～5％、TiO₂≤0.10％、MtH₂O≤0.5％和Al：3％～8％。

本申请实施例中，第二脱硫剂的组分中控制Al₂O₃的比例为10％～15％主要替代部分CaF₂减少脱硫剂对耐材的侵蚀。控制Al：3％～8％可促进RH脱硫反应向反应方向进行，同时弥补了脱硫过程造成的铝损，提高了脱硫效果，TiO₂≤0.10％减少脱硫剂带来的钢水增钛，严控SiO₂≤5％，以提高有效CaO含量，进而提高脱硫剂碱度。

在一些实施方式中，所述第二脱硫剂中，粒度为5～30mm的质量占比≥90％，粒度＜5mm的质量占比＜3％和余下的粒度＞30mm。

本申请实施例中，第二脱硫剂的粒度包括5～30mm的粒度≥90％，具有进一步减少小粒度脱硫剂被真空抽走目的，提高脱硫剂利用率的积极效果；进一步降低粒度＞30mm脱硫剂比例，粒度过大易造成加入钢水熔化时间偏长，降低脱硫剂利用率。

在一些实施方式中，所述方法还包括：

控制所述脱硫处理前的第一真空度和第一循环气体流量的原因在于：高真空度造成喷吹脱硫剂和投入法小粒度脱硫剂被真空抽走；同时，低真空度时，真空室内钢水喷溅相对减小，喷枪枪位可进一步降低，提高喷粉脱硫剂与钢水接触力(冲击深度)，降低循环气体流量和低真空度主要延长脱硫剂在真空室的停留时间，进而延长脱硫反应时间的目的；

控制所述脱硫处理后的第二真空度和第二循环气体流量，并控制浸渍管插入深度，以控制所述待脱硫钢水中的夹杂物和加速脱硫；

控制所述脱硫处理后的第二真空度和第二循环气体流量的原因具体包括：可以加快处理后期钢水循环脱除钢水夹杂物，以及增加RH下降管流出钢水冲击深度进而加速钢包底部钢水脱硫的进程；控制浸渍管插入深度，可以降低浸渍管插入深度，脱硫处理前浸渍管插入深度为300-400mm，脱硫处理后浸渍管插入深度为700-850mm，可以达到脱硫期扩大钢水与脱硫剂接触面积，同时脱硫期浅的插入深度可有效减少钢包顶部钢水循环死区，进而提高脱硫效果的积极效果；第一脱硫剂和第二脱硫剂加入结束后，循环2min，根据理论公式，2min左右真空室内部脱硫剂已基本循环至钢包内部，真空室内部加入的脱硫剂脱硫基本完成，所述脱硫处理后开始深真空3min，可以达到加速钢水循环促进钢水夹杂物上浮去除，同时增加了RH下降管流出钢水冲击深度，进而加速钢包底部钢水脱硫的进程，3min足以使得全部钢水在真空室内部循环2次，并完成钢水深脱气过程。

在一些实施方式中，所述第一真空度为10～80mbar，第一循环气体流量≤9L/min.t^-1。

在一些实施方式中，所述第二真空度为0-0.67mbar，第二循环气体流量≤12-16L/min.t^-1。

本申请实施例中，控制所述第一真空度为10～80mbar，第一循环气体流量≤9L/min.t^-1的积极效果是提高喷粉脱硫剂与钢水接触力(冲击深度)，降低循环气体流量和低真空度主要延长脱硫剂在真空室的停留时间，进而延长脱硫反应时间的目的；控制所述第二真空度为0-0.67mbar，第二循环气体流量≤12-16L/min.t^-1的积极效果是：深真空条件下(高真空度条件下)，提高循环气体流量非常有助于提高钢水循环流量，加速RH处理末期的钢水夹杂物上浮和深脱气进程。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本发明的方法进行详细说明，实施例、对比例选取钢水初始硫含量相当的炉次和处理结束要求硫含量相同的炉次进行对比。

实施例1

本实施例提供了一种RH脱硫方法，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

S2.控制所述脱硫处理前的第一真空度和第一循环气体流量，以减少脱硫剂损耗和延长反应时间；

S3.根据所述脱硫剂的质量用量，将所述待脱硫钢水进行RH脱硫处理，得到脱硫钢水；

其中，所述脱硫剂包括第一脱硫剂和第二脱硫剂，所述第一脱硫剂的添加方式为喷吹法添加，所述第二脱硫剂的添加方式为投入法添加，所述第一脱硫剂的添加质量M和所述第二脱硫剂的添加质量N满足如下关系：M:N＝1:1-3。

S4.控制所述脱硫处理后的第二真空度和第二循环气体流量，并控制浸渍管插入深度，以控制所述待脱硫钢水中的夹杂物和加速脱硫。

具体地，第一脱硫剂成分及粒度：以质量分数计，以质量分数计，CaO：48％～60％、Al₂O₃：30％～50％、SiO₂：0～3.5％、MgO＜5％、TiO₂≤0.15％、MtH₂O≤0.5％和Ca：0～5％。

粉剂粒度0.2～1.0mm，占比80％以上，＜0.2mm占比控制＜5％，其他为1～2mm。

第二脱硫剂成分及粒度：以质量分数计，CaO：55％～75％、Al₂O₃：10％～20％、CaF₂5％-10％、SiO₂：0～5％、TiO₂≤0.10％、MtH₂O≤0.5％和Al：3％～8％。粒度5～30mm，占比90％以上。

具体方法包括：脱硫为RH脱氧合金化后2～4min，采用喷吹法+投入法复合脱硫模式。

脱硫剂加入量根据初始硫含量与处理结束要求硫含量进行控制，喷粉量：投入法量在1:1～1:3。喷粉流量控制在80～150Kg/min，喷吹时间控制≤4min；投入法脱硫剂加入通过调整下料速度使下料时间基本与喷吹时间相符；开始脱硫前将真空度调整为10～80mbar，循环气体流量降低9L/min.t^-1以下，降低浸渍管插入深度，脱硫剂加入结束后循环2min，开始深真空3min、同时循环气体流量12～16L/min.t^-1，即可结束处理。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：所述喷吹脱硫使用的第一脱硫剂和所述投入脱硫使用的第二脱硫剂的重量比例为1:2。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：所述喷吹脱硫使用的第一脱硫剂和所述投入脱硫使用的第二脱硫剂的重量比例为1:3。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：所述喷吹脱硫使用的第一脱硫剂和所述投入脱硫使用的第二脱硫剂的重量比例为1:2.2。

对比例1

本实施例与实施例1的区别在于：只采用喷吹脱硫法进行脱硫，粒度为0.2-1.0脱硫剂的使用量为1200kg。

对比例2

本实施例与实施例1的区别在于：只采用投入脱硫法进行脱硫，脱硫剂的使用量为1200kg。

对实施条例和对比例的脱硫进行记录和跟踪，得到的脱硫参数如表1所示。

表1实施例和对比例的脱硫情况。

由表1可知，实施例1-4的脱硫率为67.2％-77.2％，脱硫时间为8-9min，而对比例中，脱硫率为和脱硫时间不能做到最优。综合表中数据可知：1、使用本申请的脱硫方法，每吨钢水成本节约了2.4～3.5元；采用喷吹脱硫+投入脱硫相结合，避开了两种工艺的缺点(一个时间长、一个脱硫率低)；2、投入法的物料粒度变小，原来投入法的物料20-50mm，同时，原工艺为分批投加，对设备进行改造投入法为连续投料；3、脱硫阶段分不同真空度和不同浸渍管插入深度控制，有效地保证了在提高脱硫率同时确保夹杂物充分上浮、4、喷吹脱硫用的第一脱硫剂为相对新型脱硫剂，粒度更大(现有喷吹用脱硫剂的粒径为0.1mm左右)，购买粒度更大的脱硫剂，可以节约成本。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，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，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种RH脱硫方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待脱硫钢水中，所述第一脱硫剂的流量为80～150Kg/min，喷吹时间≤4min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二脱硫剂的添加时机为所述喷吹脱硫用脱硫枪开始降枪时。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一脱硫剂的组分包括：以质量分数计，CaO：48％～60％、Al₂O₃：30％～50％、SiO₂：0～3.5％、MgO＜5％、TiO₂≤0.15％、Mt H₂O≤0.5％和Ca：0～5％。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一脱硫剂中，粒度为0.2-1.0mm的质量占比≥80％，粒度＜0.2mm的质量占比＜5％和余下的粒度为1～2mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二脱硫剂的组分包括：以质量分数计，CaO：55％～75％、Al₂O₃：10％～15％、CaF₂：5％-10％、SiO₂：0～5％、TiO₂≤0.10％、MtH₂O≤0.5％和Al：3％～8％。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二脱硫剂中，粒度为5～30mm的质量占比≥90％，粒度＜5mm的质量占比＜3％和余下的粒度＞30mm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一真空度为10～80mbar，第一循环气体流量≤9L/min.t^-1。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二真空度为≤0.67mbar，第二循环气体流量≤12-16L/min.t^-1。