CN114752731A - 一种rh精炼高效脱硫的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种RH精炼高效脱硫的方法,属于钢铁精炼技术领域,脱硫剂包括:第一脱硫剂和第二脱硫剂,所述第一脱硫剂的成分包括:CaO、Al2O3和MgO,所述第二脱硫剂的成分包括:CaO、CaF2和SiO2;其中第一脱硫剂完全在液相区,而第二脱硫剂的部分成分未落入液相区,将两者混合加入,虽然成分未落入完全液相区内,但在实际生产中,脱硫反应产物氧化铝的持续生成,可以使脱硫剂成分继续向液相变化,这样既能保证氧化钙活度保持较高的水平,也能起到脱硫剂熔化,促进渣钢间传质与反应,实现RH脱硫的效率的提高。
Description
技术领域
本发明属于钢材制备技术领域,特别涉及一种RH精炼高效脱硫的方法。
背景技术
RH-TOP法以其具备真空、钢液循环、温度成分调整和脱气等功能,被广泛应用于高附加值钢种的生产。随着高品质钢对杂质元素含量的要求越来越高,精炼工序的工艺改进也成为热门课题。其中S含量的极低控制成为高品质钢冶炼生产的重点和难点。目前,RH脱硫的方法主要有喷吹法和投入法,喷吹法是通过顶枪将脱硫粉剂喷吹至真空室,与钢液反应脱硫,据文献报道,这种方法能够将钢中S脱除至10-6级,但其存在工程造价高,设备运行不稳定,管道堵塞等问题,应用稳定性尚待提高。投入法是通过合金下料系统,将脱硫剂投入至真空室,与钢液反应,由于在抽真空条件下,脱硫剂粒径较大,存在与钢液反应不完全,脱硫率效率低下,脱硫剂加入量大的问题,脱硫效率是该方法的主要瓶颈。
发明内容
本申请的目的在于提供一种RH精炼高效脱硫的方法,以解决目前投入法脱硫效率低下的问题。
本发明实施例提供了一种RH精炼高效脱硫的脱硫剂,所述脱硫剂包括:第一脱硫剂和第二脱硫剂,所述第一脱硫剂的成分包括:CaO、Al2O3和MgO,所述第二脱硫剂的成分包括:CaO、CaF2和SiO2。
可选的,所述第一脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:45%-65%,Al2O3:35%-50%和MgO:4%-6%。
可选的,所述第一脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:50%-60%,Al2O3:40%-45%和MgO:5%。
可选的,所述第一脱硫剂的粒径为1cm-6cm。
可选的,所述第二脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:60%-80%,CaF2:
≤30%,SiO2:≤6%。
可选的,所述第二脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:65%-75%,CaF2:10%-30%,SiO2:2%-4%。
可选的,所述第二脱硫剂的粒径为1cm-6cm。
可选的,所述第一脱硫剂加入质量和所述第二脱硫剂的加入质量的比为:1-5:1。
基于相同的发明构思,本发明实施例还提供了一种RH精炼高效脱硫的方法,所述方法包括:
将待精炼钢水进行脱碳,得到脱碳钢水;
将所述脱碳钢水进行脱氧合金化,得到合金钢水;
将所述合金钢水进行脱硫,得到脱硫钢水,完成RH精炼高效脱硫;
其中,所述脱硫的脱硫剂为如上所述的脱硫剂。
可选的,所述脱硫剂的添加总质量通过脱碳钢水中S质量含量获得。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明实施例提供的RH精炼高效脱硫的脱硫剂,其中第一脱硫剂在完全液相区,而第二脱硫剂的部分成分未落入液相区,将两者混合加入,虽然成分未落入完全液相区内,但在实际生产中,脱硫反应产物氧化铝的持续生成,可以使脱硫剂成分继续向液相变化,这样既能保证氧化钙活度保持较高的水平,也能起到脱硫剂熔化,促进渣钢间传质与反应,实现RH脱硫的效率的提高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的脱硫剂成分点与液相关系图;
图3是本发明实施例提供的单一CA型脱硫剂和(CA+CF)型脱硫剂的组元活度图。
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。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
申请人在发明过程中发现:实际生产中需要考虑脱硫剂熔化性能,只有熔化性能好的脱硫剂才能更好的进行脱硫反应。由图2可见,CF脱硫剂(成分包括CaO、CaF2、SiO2)的成分未落入液相区,因此其熔化性能差是其脱硫效率低下的一个原因。CA脱硫剂(成分包括CaO、Al2O3、MgO)在完全液相区内,其熔化性能好,但由于氧化铝含量偏高,导致氧化钙活性偏低,是制约其脱硫性能相对较差的原因。
根据本发明一种典型的实施方式,提供了一种RH精炼高效脱硫的脱硫剂,所述脱硫剂包括:第一脱硫剂和第二脱硫剂,所述第一脱硫剂的成分包括:CaO、Al2O3和MgO,所述第二脱硫剂的成分包括:CaO、CaF2和SiO2。
如图2所示,通过混加CA和CF脱硫剂,虽然成分未落入完全液相区内,但在实际生产中,脱硫反应产物氧化铝的持续生成,可以使脱硫剂成分继续向液相变化,这样既能保证氧化钙活度保持较高的水平,也能起到脱硫剂熔化,促进渣钢间传质与反应。
在一些实施例中,第一脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:45%-65%,Al2O3:35%-50%和MgO:4%-6%。
CaO的含量越大越有利于脱硫;Al2O3替换一般脱硫剂中的CaF2,能够减少脱硫剂对耐材的侵蚀;在CaO-Al2O3体系中加入MgO能够减小脱硫剂对耐材侵蚀的影响;控制以上各成分含量能够确保成分在脱硫与降低耐材侵蚀的最佳区间。
更优化的,第一脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:50%-60%,Al2O3:40%-45%和MgO:5%。
在一些实施例中,第一脱硫剂的粒径为1cm-6cm,该粒径取值包括但不限于1cm、2cm、3cm、4cm、5cm和6cm。
控制第一脱硫剂的粒径为1cm-6cm,能够保证其与钢液完全反应,减少整个脱硫剂的使用量,进而提高脱硫效率。
在一些实施例中,第二脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:60%-80%,CaF2:≤30%,SiO2:≤6%。
以上各成分协同作用,既保证良好的脱硫性能,又能解决精炼渣结壳问题,控制以上各成分含量的原因是使脱硫剂在良好的脱硫性能区间。
更优化的,第二脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:65%-75%,CaF2:10%-30%,SiO2:2%-4%。
在一些实施例中,第二脱硫剂的粒径为1cm-6cm,该粒径取值包括但不限于1cm、2cm、3cm、4cm、5cm和6cm。
控制第二脱硫剂的粒径为1cm-6cm,能够保证其与钢液完全反应,减少整个脱硫剂的使用量,进而提高脱硫效率。
在一些实施例中,第一脱硫剂(即CA脱硫剂)加入质量和所述第二脱硫剂(即CF脱硫剂)的加入质量的比为:1-5:1。
控制第一脱硫剂加入质量和所述第二脱硫剂的加入质量的比为:1-5:1,能够保证整个脱硫剂在液相区附近,能够在反应过程中向液相变换,既能保证氧化钙活度保持较高的水平,也能起到脱硫剂熔化,促进渣钢间传质与反应。
根据本发明另一种典型的实施方式,提供了一种RH精炼高效脱硫的方法,所述方法包括:
S1.将待精炼钢水进行脱碳,得到脱碳钢水;
S2.将所述脱碳钢水进行脱氧合金化,得到合金钢水;
S3.将所述合金钢水进行脱硫,得到脱硫钢水,完成RH精炼高效脱硫;脱硫的脱硫剂为如上提供的脱硫剂。在实际操作时,据过程成分确定加入时机和总加入量,实现RH深脱硫。具体的,加入时机和加入量的确定方式为:当得到过程成分化验值时,根据硫含量加入相应的400~800kg脱硫剂量。
在实际操作时,可以将脱硫剂进行分批加入,分批加入的次数可以为2次、3次、4次和5次等
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的RH精炼高效脱硫的方法进行详细说明。
实施例1
冶炼某炉次,钢包进入处理位,测到站温度和定氧,取到站样。顶升钢包抽真空脱碳,脱碳结束后,取过程样,进行脱氧合金化,待成分混匀后,取合金化后的过程样。脱碳后的过程样化验S为30ppm,加入205kg的CF型脱硫剂,同时加入538kg的CA型脱硫剂,进行脱硫;循环后破空出站。
实施例2
冶炼某炉次,钢包进入处理位,测到站温度和定氧,取到站样。顶升钢包抽真空脱碳,脱碳结束后,取过程样,进行脱氧合金化,待成分混匀后,取合金化后的过程样。脱碳后的过程样化验S为30ppm,加入200kg的CF型脱硫剂,同时加入527kg的CA型脱硫剂,进行脱硫;循环后破空出站。
实施例3
冶炼某炉次,钢包进入处理位,测到站温度和定氧,取到站样。顶升钢包抽真空脱碳,脱碳结束后,取过程样,进行脱氧合金化,待成分混匀后,取合金化后的过程样。脱碳后的过程样化验S为25ppm,加入110kg的CF型脱硫剂,同时加入610kg的CA型脱硫剂,进行脱硫;循环后破空出站。
实施例4
冶炼某炉次,钢包进入处理位,测到站温度和定氧,取到站样。顶升钢包抽真空脱碳,脱碳结束后,取过程样,进行脱氧合金化,待成分混匀后,取合金化后的过程样。脱碳后的过程样化验S为25ppm,加入101kg的CF型脱硫剂,同时加入308kg的CA型脱硫剂,进行脱硫。待合金化的成分化验出结果后,加入第二批次的脱硫剂,加入105kg的CF型脱硫剂,同时加入218kg的CA型脱硫剂,循环后破空出站。
实施例5
冶炼某炉次,钢包进入处理位,测到站温度和定氧,取到站样。顶升钢包抽真空脱碳,脱碳结束后,取过程样,进行脱氧合金化,待成分混匀后,取合金化后的过程样。脱碳后的过程样化验S为28ppm,加入141kg的CF型脱硫剂,同时加入261kg的CA型脱硫剂,进行脱硫。待合金化的成分化验出结果后,加入第二批次的脱硫剂,加入131kg的CF型脱硫剂,同时加入256kg的CA型脱硫剂,循环后破空出站。
实施例6
冶炼某炉次,钢包进入处理位,测到站温度和定氧,取到站样。顶升钢包抽真空脱碳,脱碳结束后,取过程样,进行脱氧合金化,待成分混匀后,取合金化后的过程样。脱碳后的过程样化验S为26ppm,加入126kg的CF型脱硫剂,同时加入224kg的CA型脱硫剂,进行脱硫。待合金化的成分化验出结果后,加入第二批次的脱硫剂,加入121kg的CF型脱硫剂,同时加入232kg的CA型脱硫剂,循环后破空出站。
对比例1
冶炼某炉次,钢包进入处理位,测到站温度和定氧,取到站样。顶升钢包抽真空脱碳,脱碳结束后,取过程样,进行脱氧合金化,待成分混匀后,取合金化后的过程样。脱碳后的过程样化验S为30ppm,加入1202kg的CA型脱硫剂,进行脱硫;循环后破空出站。
对比例2
冶炼某炉次,钢包进入处理位,测到站温度和定氧,取到站样。顶升钢包抽真空脱碳,脱碳结束后,取过程样,进行脱氧合金化,待成分混匀后,取合金化后的过程样。脱碳后的过程样化验S为30ppm,加入1235kg的CA型脱硫剂,进行脱硫;循环后破空出站。
对比例3
冶炼某炉次,钢包进入处理位,测到站温度和定氧,取到站样。顶升钢包抽真空脱碳,脱碳结束后,取过程样,进行脱氧合金化,待成分混匀后,取合金化后的过程样。脱碳后的过程样化验S为30ppm,加入1227kg的CA型脱硫剂,进行脱硫;循环后破空出站。
实施例1-6和对比例1-3的脱硫率如下表所示。
脱硫率(%) | |
实施例1 | 66 |
实施例2 | 68 |
实施例3 | 57 |
实施例4 | 70 |
实施例5 | 71 |
实施例6 | 73 |
对比例1 | 45 |
对比例2 | 37 |
对比例3 | 61 |
由表可得,采用本发明提供的方法对钢水进行脱硫,脱硫率由原单一脱硫剂的脱硫率48%提高至61%,脱硫率提高了13%;单位脱硫剂脱硫量由9.8ppm提高至14.7ppm。
附图2-3的详细说明:
如图2所示,为脱硫剂成分点与液相关系图,由图可得,单一的CF脱硫剂的成分未落入液相区,这是其熔化性能差是其脱硫效率低下的一个原因。单一的CA脱硫剂的成分在完全液相区内,其熔化性能好,但由于氧化铝含量偏高,导致氧化钙活性偏低,是制约其脱硫性能相对较差的原因。而混加CA和CF脱硫剂虽然成分未落入完全液相区内,但在实际生产中,脱硫反应产物氧化铝的持续生成,可以使脱硫剂成分继续向液相变化,这样既能保证氧化钙活度保持较高的水平,也能起到脱硫剂熔化,促进渣钢间传质与反应;
如图3所示,为单一CA型脱硫剂和(CA+CF)型脱硫剂的组元活度图,由图可得,单一CA型脱硫剂的CaO活度约为0.5,(CA+CF)型脱硫剂因其具有更高的氧化钙含量,使其CaO活度具有约为0.6水平;其中活度曲线引自热力学商业软件Factsage7.1。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少还具有如下技术效果或优点:
本发明实施例提供的方法通过调配两种脱硫剂的加入量比例,根据过程成分确定加入时机和总加入量,实现RH深脱硫。
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RH精炼高效脱硫的脱硫剂,其特征在于,所述脱硫剂包括:第一脱硫剂和第二脱硫剂,所述第一脱硫剂的成分包括:CaO、Al2O3和MgO,所述第二脱硫剂的成分包括:CaO、CaF2和SiO2。
2.根据权利要求1所述的RH精炼高效脱硫的脱硫剂,其特征在于,所述第一脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:45%-65%,Al2O3:35%-50%和MgO:4%-6%。
3.根据权利要求2所述的RH精炼高效脱硫的脱硫剂,其特征在于,所述第一脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:50%-60%,Al2O3:40%-45%和MgO:5%。
4.根据权利要求1所述的RH精炼高效脱硫的脱硫剂,其特征在于,所述第一脱硫剂的粒径为1cm-6cm。
5.根据权利要求1所述的RH精炼高效脱硫的脱硫剂,其特征在于,所述第二脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:60%-80%,CaF2:≤30%,SiO2:≤6%。
6.根据权利要求5所述的RH精炼高效脱硫的脱硫剂,其特征在于,所述第二脱硫剂的化学成分以质量分数计包括:CaO:65%-75%,CaF2:10%-30%,SiO2:2%-4%。
7.根据权利要求1所述的RH精炼高效脱硫的脱硫剂,其特征在于,所述第二脱硫剂的粒径为1cm-6cm。
8.根据权利要求1所述的RH精炼高效脱硫的脱硫剂,其特征在于,所述第一脱硫剂加入质量和所述第二脱硫剂的加入质量的比为:1-5:1。
9.一种RH精炼高效脱硫的方法,其特征在于,所述方法包括:
将待精炼钢水进行脱碳,得到脱碳钢水;
将所述脱碳钢水进行脱氧合金化,得到合金钢水;
将所述合金钢水进行脱硫,得到脱硫钢水,完成RH精炼高效脱硫;
其中,所述脱硫的脱硫剂为权利要求1至8中任意一项所述的脱硫剂。
10.根据权利要求9所述的RH精炼高效脱硫的方法,其特征在于,所述脱硫剂的添加总质量通过脱碳钢水中S质量含量获得。
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