CN114875194B - 一种铁水石灰基kr高效脱硫剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁水石灰基KR高效脱硫剂及其制备方法，脱硫剂的成分按质量百分比计算包括70～85％的石灰颗粒与15～30％的添加剂；所述石灰颗粒包括活性石灰颗粒与钝化石灰颗粒；所述添加剂按质量百分比计算包括37～63％的烧结铝酸钙、6～13％的用后镁碳砖颗粒、15～30％的工业级纯碱、6～13％的萤石、10～20％的硅铝钙碳合金。本发明制备的脱硫剂具有脱硫效率高、硫容量大、抗潮解能力强、环境污染小、制备简单、成本低廉等优点。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼领域，具体涉及一种铁水石灰基KR高效脱硫剂。
背景技术
铁水KR机械搅拌脱硫工艺通过浸入铁水中的矩形或倒直角梯形叶片单层十字交叉布置搅拌器的旋转搅拌，使投加在铁水液面的石灰脱硫剂循环卷入铁水，实现脱硫剂在铁水中的持续分散和界面脱硫反应，达到铁水稳定深脱硫的目的，因而，具有优越的脱硫反应动力学条件和低廉的脱硫剂消耗成本，并成为铁水深脱硫的首选工艺。目前国内外铁水KR搅拌脱硫常用的脱硫剂为活性石灰与萤石复配的复合脱硫剂，由于活性石灰易受潮，导致脱硫剂运输与存放困难、脱硫稳定性差；由于高炉铁水硅含量波动大以及硅脱氧对脱硫反应热力学条件的改善作用，导致脱硫剂铁水成分依赖性强、铁水适应能力差；由于萤石(CaF2)与石灰(CaO)结合形成低熔点的共晶熔体，促进了脱硫反应的进行，但存在CaF2炉衬侵蚀与环境污染严重的不足。
目前国内外现有以铝渣代替萤石与石灰复合的脱硫剂的技术，当石灰脱硫剂中加入金属铝后，脱硫反应中S置换CaO中的O，由于Al的还原性比Si强，优先于铁水中的Si和被置换出的O结合生成Al2O3，随着反应程度的加深，生成的Al2O3不断地和CaO结合生成钙铝酸盐，采用金属铝渣生成钙铝酸盐能起到同萤石相同的化渣效果，达到改善铁水石灰脱硫反应动力学条件的目的，同时，金属铝的脱氧反应还使铁水中[O]降低到极低的水平，从而有效地改善了铁水石灰脱硫反应热力学条件。
如文献《铝渣复合脱硫剂在KR铁水脱硫过程中的应用》(钢铁研究学报，2017年第29卷第1期)中报导用质量分数为5％的铝渣完全代替萤石，铝渣复合脱硫剂可以明显促进脱硫反应进行，代替萤石避免其侵蚀炉衬和污染环境。但是脱硫剂是石灰和铝渣简单的混合加入到铁水中脱硫，存在几点不足：1)在该配比下石灰颗粒表面易形成高熔点的铝硅酸盐，降低其表面活性，进而降低其脱硫效果；2)石灰和铝渣混合后，铝渣与铁水的接触面积较小，脱氧效果较低；3)由于铝渣和石灰的密度不同，两者机械混合后很难保证复合脱硫剂的均匀性。
针对以上不足，公开号为CN113388716A的中国发明专利公开了一种无氟复合型铁水脱硫剂及制备方法，该脱硫剂由内部的石灰颗粒和外部包裹的铝渣层组成，虽能有效解决上述文献的不足之处，但其铝渣熔化温度为850～950℃。由此可见，该复合型结构脱硫剂铝渣比例高、石灰比例偏低，将导致脱硫剂消耗高、脱硫渣量大，不利于脱硫温降与扒渣铁损的减少，势必导致脱硫生产成本上升；同时，其脱硫剂粒度偏大，达2～4mm，将导致脱硫剂KR搅拌卷吸混合困难、脱硫反应流体动力学条件差，进一步恶化了脱硫反应的进行；此外，感应炉内熔融铝渣加入造粒的石灰颗粒搅拌混合的石灰颗粒表面包覆铝渣方式，难以保证石灰颗粒表面铝渣包覆的均匀性，尤其是凝固后破碎过程中存在沿铝渣层结合界面的剥离，导致复合型结构脱硫剂颗粒铝渣层包覆不彻底，难以彻底克服铝渣与石灰简单混合脱硫剂的不足。
如公开号为CN111979376A的中国发明专利公开了一种石灰基铁水脱硫剂及其制备方法，通过金属铝、金属硅的铁水脱氧，降低铁水氧位，改善铁水氧化钙脱硫反应热力学条件，通过低熔点铝酸钙物相的形成，促进石灰表面的渣化，实现了脱硫剂的无氟化，并改善了石灰脱硫反应的传质过程；通过碳酸盐的高温分解放气，强化铁水脱硫搅拌混合，改善脱硫反应动力学条件，但脱硫剂中石灰与添加剂比例控制范围大，导致各项功能的发挥稳定性差，同时，添加剂中Al2O3、MgO和SiO2的总含量高，势必加剧铁水脱硫温降，影响铁水脱硫反应热力学条件，此外，对于高活性的石灰以受潮问题未能充分考虑改进措施。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，具有具有脱硫效率高、硫容量大、抗潮解能力强、环境污染小、制备简单、成本低廉等优点。
本发明解决上述技术问题的方案如下：一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，它的成分按质量百分比计算由70～85％的石灰颗粒与15～30％的添加剂组成；所述添加剂按质量百分比计算包括37～63％的烧结铝酸钙、6～13％的用后镁碳砖颗粒、15～30％的工业级纯碱、6～13％的萤石、10～20％的硅铝钙碳合金。
优选的，所述脱硫剂的成分按质量百分比计算由73～84％的石灰颗粒与16～27％的添加剂组成；所述添加剂按质量百分比计算包括37～55％的烧结铝酸钙、8～13％的用后镁碳砖颗粒、18～29％的工业级纯碱、6～10％的萤石、12～18％的硅铝钙碳合金。
优选的，所述石灰颗粒包括活性石灰颗粒与钝化石灰颗粒。用钝化石灰颗粒制备的脱硫剂成品仓存储时间为1～2月，用活性石灰颗粒制备的脱硫剂成品仓存储时间控制为1～2周。使用时，最好直接用槽罐车运至用户使用，有效抑制了活性石灰颗粒潮解粉化与脱硫剂投加过程的粉尘逃逸，稳定石灰颗粒活性，降低脱硫剂综合制备成本
优选的，所述石灰颗粒中CaO的质量百分比≥80％，所述石灰颗粒的粒度为0.5～1.5mm。
优选的，所述硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括：Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质；所述硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm。硅铝钙碳合金的原料从武汉亚钛实业有限公司采购。
上述硅铝钙碳合金的制备方法如下：
1)按重量百分比称取20-25％的硅石、8-15％的石灰、30-35％的铝矾土矿、30-35％的焦碳、3-6％的萤石、余量为钢屑；其中，所述硅石中的SiO2≥90％，石灰中的CaO≥85％，铝矾土矿中的Al2O3≥40％和SiO2≤50％，焦碳中的C≥80％，萤石中的CaF2≥80％。
2)将硅石、石灰、铝矾土矿、焦碳、萤石和钢屑粉碎；
3)取硅石、石灰、铝矾土矿和焦碳混合，再将上述混合料分次加入矿热炉内熔炼，在熔炼的混合料出炉前10-30分钟向炉内加入萤石；
4)在冶炼过程中控制温度≤1800℃，当炉温高于1800℃时，加入钢屑用于控制炉温；
5)冶炼2-3小时后冷却，检测成品成分合格后，破碎成颗粒，粒径控制在35～55mm内，密封保存，即获得低成本硅铝钙碳合金。
优选的，所述烧结铝酸钙主要成分包括12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3，所述烧结铝酸钙中，12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3和CaO·2Al2O3的总含量≥85％，所述烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm。
优选的，所述萤石中的CaF2质量百分比≥80％，所述萤石的粒度为0.5～1.5mm。
烧结铝酸钙、工业级纯碱、萤石均为市售产品。
优选的，所述用后镁碳砖颗粒中的MgO质量百分比≥80％、C的质量百分比含量≥3％，粒度为0.5～1.5mm。
优选的，所述脱硫剂的成分按质量百分比计算包括80％的活性石灰颗粒与20％的添加剂；所述添加剂按质量百分比计算包括47％的烧结铝酸钙、9％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、9％的萤石、15％的硅铝钙碳合金。
优选的，所述脱硫剂的成分按质量百分比计算包括80％的钝化石灰颗粒与20％的添加剂；所述添加剂按质量百分比计算包括47％的烧结铝酸钙、9％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、9％的萤石、15％的硅铝钙碳合金。
本发明的目的之二在于提供上述铁水石灰基KR高效脱硫剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金按粒度要求加工好；
2)按质量配比称量石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后混合均匀，得到添加剂；
3)按质量配比称量石灰颗粒并与添加剂混合均匀，得到所述脱硫剂。
本发明的有益效果如下：
1、通过控制脱硫剂中重量百分比为70～85％的石灰颗粒与15～30％的添加剂的配比、及石灰颗粒CaO重量百分比含量≥80％、粒度为0.5～1.5mm的控制，保证了脱硫剂中含有充足的脱硫成分含量CaO，降低了铁水KR脱硫过程中脱硫剂投加的石灰除尘逃逸率，提高石灰颗粒脱硫利用率；
2、通过活性石灰颗粒或钝化石灰颗粒的原材料选择，满足了脱硫剂对存储与及时使用的需求；
3、通过引入低成本的硅铝钙碳合金，通过脱氧合金元素对顶渣的还原改质，不仅避免了铁水高氧位引起的脱硫困难以及高氧化性渣易回硫的问题，而且显著降低了顶渣的粘稠性与金属铁包裹，大幅度提高了铁水扒渣效率、降低扒渣铁损，满足了加废钢铁水KR高效低成本脱硫的要求；尤其是先于Si、Al合金脱氧的Ca合金元素，不仅能够实现铁水的深度脱氧，而且还能进行Ca合金元素的脱硫反应，显著提高铁水脱硫效率，同时，其脱氧产物CaO活性高，脱硫能力强，避免了Si合金元素脱氧产物在石灰颗粒表面形成高熔点硅酸二钙沉积对传质的阻碍作用，此外，先于Si合金脱氧的Al合金元素引入，其脱氧产物在石灰颗粒表面形成的低熔点物相铝酸钙，促进了石灰颗粒表面的渣化以及石灰颗粒表面的脱硫反应，从而保证了铁水脱硫反应的持续稳定进行；
4、通过以低熔点物相12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3为主要成分的烧结铝酸钙的引入，进一步促进了石灰颗粒表面的渣化，改善脱硫反应传质行为，同时，具有良好的铁水脱硫能力、降低脱硫渣熔点、提高脱硫渣的硫容量，促进脱硫反应进行；
5、通过引入工业级纯碱，一方面因其自身优良的铁水脱硫性能及其化渣效果，提高渣中CaO的溶解度和铁水脱硫综合反应速度，同时能够显著提升脱硫渣的硫容量，另一方面通过高温分解排汽，强化铁水搅拌混合，改善铁水脱硫反应动力学条件，降低脱硫剂消耗；
6、少量萤石的引入，进一步促进了石灰颗粒表面的渣化和渣中CaO的溶解量，提高铁水脱硫反应速度，并通过减少萤石用量，达到降低环境的氟污染；
7、通过用后镁碳砖颗粒引入的MgO和C，降低了渣中CaF2的溶解度、2CaO·SiO2饱和的二氧化硅含量和脱硫渣的氧化性，抑制了铁水中Si元素的氧化损失，提高脱硫渣碱度，减轻了脱硫渣对耐火材料衬的侵蚀与渣中F元素的排放。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，它的成分按质量百分比计算包括78％的活性石灰颗粒与22％的添加剂；添加剂按质量百分比计算包括47％的烧结铝酸钙、9％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、9％的萤石、15％的硅铝钙碳合金。
其中，活性石灰颗粒中CaO的质量百分比为85％，粒度为0.5～1.5mm；硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质，硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm；烧结铝酸钙中的12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3质量百分比总和为85％，烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm；萤石中的CaF2质量百分比为80％，萤石的粒度为0.5～1.5mm；用后镁碳砖颗粒中的MgO质量百分比为85％、C的质量百分比含量为5％，粒度为0.5～1.5mm。
制备上述的铁水石灰基KR高效脱硫剂，包括以下步骤：
1)将活性石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金破碎、磁选、筛分出粒径为0.5～1.5mm的原材料备用；
2)按质量配比称量好粒径为0.5～1.5mm的烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后加入螺旋混料机中混合15分钟，得到添加剂；
3)按质量配比称量好活性石灰颗粒与添加剂，并加入螺旋混料机中混合15分钟，即得到上述铁水石灰基KR高效脱硫剂。
实施例2
一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，它的成分按质量百分比计算包括80％的活性石灰颗粒与20％的添加剂；添加剂按质量百分比计算包括47％的烧结铝酸钙、9％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、9％的萤石、15％的硅铝钙碳合金。
其中，活性石灰颗粒中CaO的质量百分比为85％，粒度为0.5～1.5mm；硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质，硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm；烧结铝酸钙中的12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3质量百分比总和为85％，烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm；萤石中的CaF2质量百分比为80％，萤石的粒度为0.5～1.5mm；用后镁碳砖颗粒中的MgO质量百分比为85％、C的质量百分比含量为5％，粒度为0.5～1.5mm。
制备上述的铁水石灰基KR高效脱硫剂，包括以下步骤：
1)将活性石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金破碎、磁选、筛分出粒径为0.5～1.5mm的原材料备用；
2)按质量配比称量好粒径为0.5～1.5mm的烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后加入螺旋混料机中混合15分钟，得到添加剂；
3)按质量配比称量好活性石灰颗粒与添加剂，并加入螺旋混料机中混合15分钟，即得到上述铁水石灰基KR高效脱硫剂。
实施例3
一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，它的成分按质量百分比计算包括82％的活性石灰颗粒与18％的添加剂；添加剂按质量百分比计算包括50％的烧结铝酸钙、12％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、6％的萤石、12％的硅铝钙碳合金。
其中，活性石灰颗粒中CaO的质量百分比为85％，粒度为0.5～1.5mm；硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质，硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm；烧结铝酸钙中的12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3质量百分比总和为85％，烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm；萤石中的CaF2质量百分比为80％，萤石的粒度为0.5～1.5mm；用后镁碳砖颗粒中的MgO质量百分比为85％、C的质量百分比含量为5％，粒度为0.5～1.5mm。
制备上述的铁水石灰基KR高效脱硫剂，包括以下步骤：
1)将活性石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金破碎、磁选、筛分出粒径为0.5～1.5mm的原材料备用；
2)按质量配比称量好粒径为0.5～1.5mm的烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后加入螺旋混料机中混合15分钟，得到添加剂；
3)按质量配比称量好活性石灰颗粒与添加剂，并加入螺旋混料机中混合15分钟，即得到上述铁水石灰基KR高效脱硫剂。
实施例4
一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，它的成分按质量百分比计算包括84％的活性石灰颗粒与16％的添加剂；添加剂按质量百分比计算包括50％的烧结铝酸钙、12％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、6％的萤石、12％的硅铝钙碳合金。
其中，活性石灰颗粒中CaO的质量百分比为85％，粒度为0.5～1.5mm；硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质，硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm；烧结铝酸钙中的12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3质量百分比总和为85％，烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm；萤石中的CaF2质量百分比为80％，萤石的粒度为0.5～1.5mm；用后镁碳砖颗粒中的MgO质量百分比为85％、C的质量百分比含量为5％，粒度为0.5～1.5mm。
制备上述的铁水石灰基KR高效脱硫剂，包括以下步骤：
1)将活性石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金破碎、磁选、筛分出粒径为0.5～1.5mm的原材料备用；
2)按质量配比称量好粒径为0.5～1.5mm的烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后加入螺旋混料机中混合15分钟，得到添加剂；
3)按质量配比称量好活性石灰颗粒与添加剂，并加入螺旋混料机中混合15分钟，即得到上述铁水石灰基KR高效脱硫剂。
实施例5
一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，它的成分按质量百分比计算包括78％的钝化石灰颗粒与22％的添加剂；添加剂按质量百分比计算包括47％的烧结铝酸钙、9％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、9％的萤石、15％的硅铝钙碳合金。
其中，钝化石灰颗粒中CaO的质量百分比为85％，粒度为0.5～1.5mm；硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质，硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm；烧结铝酸钙中的12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3质量百分比总和为85％，烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm；萤石中的CaF2质量百分比为80％，萤石的粒度为0.5～1.5mm；用后镁碳砖颗粒中的MgO质量百分比为85％、C的质量百分比含量为5％，粒度为0.5～1.5mm。
制备上述的铁水石灰基KR高效脱硫剂，包括以下步骤：
1)将石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金破碎、磁选、筛分出粒径为0.5～1.5mm的原材料备用；
2)将粒度为0.5～1.5mm的石灰课粒进行钝化处理：在容器中将含氢硅油的钝化剂喷洒于熟石灰表面,其钝化剂与熟石灰的加入比例为5:95，并采取边喷洒边旋转的方式喷洒混匀，喷洒结束后，盖上容器密封盖，并对容器边加热边旋转至105℃，保持105℃4分钟，使钝化剂沸化并完全挥发被熟石灰吸附而形成一层保护膜，停止保温，将容器静置并自然冷却至常温；
3)按质量配比称量好粒径为0.5～1.5mm的烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后加入螺旋混料机中混合15分钟，得到添加剂；
4)按质量配比称量好钝化石灰颗粒与添加剂，并加入螺旋混料机中混合15分钟，即得到上述铁水石灰基KR高效脱硫剂。
实施例6
一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，它的成分按质量百分比计算包括80％的钝化石灰颗粒与20％的添加剂；添加剂按质量百分比计算包括47％的烧结铝酸钙、9％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、9％的萤石、15％的硅铝钙碳合金。
其中，钝化石灰颗粒中CaO的质量百分比为85％，粒度为0.5～1.5mm；硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质，硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm；烧结铝酸钙中的12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3质量百分比总和为85％，烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm；萤石中的CaF2质量百分比为80％，萤石的粒度为0.5～1.5mm；用后镁碳砖颗粒中的MgO质量百分比为85％、C的质量百分比含量为5％，粒度为0.5～1.5mm。
制备上述的铁水石灰基KR高效脱硫剂，包括以下步骤：
1)将石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金破碎、磁选、筛分出粒径为0.5～1.5mm的原材料备用；
2)将粒度为0.5～1.5mm的石灰课粒进行钝化处理：在容器中将含氢硅油的钝化剂喷洒于熟石灰表面,其钝化剂与熟石灰的加入比例为5:95，并采取边喷洒边旋转的方式喷洒混匀，喷洒结束后，盖上容器密封盖，并对容器边加热边旋转至105℃，保持105℃4分钟，使钝化剂沸化并完全挥发被熟石灰吸附而形成一层保护膜，停止保温，将容器静置并自然冷却至常温；
3)按质量配比称量好粒径为0.5～1.5mm的烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后加入螺旋混料机中混合15分钟，得到添加剂；
4)按质量配比称量好钝化石灰颗粒与添加剂，并加入螺旋混料机中混合15分钟，即得到上述铁水石灰基KR高效脱硫剂。
实施例7
一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，它的成分按质量百分比计算包括82％的钝化石灰颗粒与18％的添加剂；添加剂按质量百分比计算包括50％的烧结铝酸钙、12％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、6％的萤石、12％的硅铝钙碳合金。
其中，钝化石灰颗粒中CaO的质量百分比为85％，粒度为0.5～1.5mm；硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质，硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm；烧结铝酸钙中的12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3质量百分比总和为85％，烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm；萤石中的CaF2质量百分比为80％，萤石的粒度为0.5～1.5mm；用后镁碳砖颗粒中的MgO质量百分比为85％、C的质量百分比含量为5％，粒度为0.5～1.5mm。
制备上述的铁水石灰基KR高效脱硫剂，包括以下步骤：
1)将石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金破碎、磁选、筛分出粒径为0.5～1.5mm的原材料备用；
2)将粒度为0.5～1.5mm的石灰课粒进行钝化处理：在容器中将含氢硅油的钝化剂喷洒于熟石灰表面,其钝化剂与熟石灰的加入比例为5:95，并采取边喷洒边旋转的方式喷洒混匀，喷洒结束后，盖上容器密封盖，并对容器边加热边旋转至105℃，保持105℃4分钟，使钝化剂沸化并完全挥发被熟石灰吸附而形成一层保护膜，停止保温，将容器静置并自然冷却至常温；
3)按质量配比称量好粒径为0.5～1.5mm的烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后加入螺旋混料机中混合15分钟，得到添加剂；
4)按质量配比称量好钝化石灰颗粒与添加剂，并加入螺旋混料机中混合15分钟，即得到上述铁水石灰基KR高效脱硫剂。
实施例8
一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，它的成分按质量百分比计算包括84％的钝化石灰颗粒与16％的添加剂；添加剂按质量百分比计算包括50％的烧结铝酸钙、12％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、6％的萤石、12％的硅铝钙碳合金。
其中，钝化石灰颗粒中CaO的质量百分比为85％，粒度为0.5～1.5mm；硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质，硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm；烧结铝酸钙中的12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3质量百分比总和为85％，烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm；萤石中的CaF2质量百分比为80％，萤石的粒度为0.5～1.5mm；用后镁碳砖颗粒中的MgO质量百分比为85％、C的质量百分比含量为5％，粒度为0.5～1.5mm。
制备上述的铁水石灰基KR高效脱硫剂，包括以下步骤：
1)将石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金破碎、磁选、筛分出粒径为0.5～1.5mm的原材料备用；
2)将粒度为0.5～1.5mm的石灰课粒进行钝化处理：在容器中将含氢硅油的钝化剂喷洒于熟石灰表面,其钝化剂与熟石灰的加入比例为5:95，并采取边喷洒边旋转的方式喷洒混匀，喷洒结束后，盖上容器密封盖，并对容器边加热边旋转至105℃，保持105℃4分钟，使钝化剂沸化并完全挥发被熟石灰吸附而形成一层保护膜，停止保温，将容器静置并自然冷却至常温；
3)按质量配比称量好粒径为0.5～1.5mm的烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后加入螺旋混料机中混合15分钟，得到添加剂；
4)按质量配比称量好钝化石灰颗粒与添加剂，并加入螺旋混料机中混合15分钟，即得到上述铁水石灰基KR高效脱硫剂。
各实施例的铁水石灰基KR高效脱硫剂进行了高炉铁水和加废钢铁水的KR搅拌脱硫工业性试验，其中，1355℃高炉铁水深脱硫条件下，脱硫剂消耗由6.55Kg/t铁降低至5.45Kg/t铁，同时降低铁水扒渣量2.21Kg/t铁，1345℃加废钢铁水(吨铁加50Kg废钢)深脱硫条件下，硫剂消耗由7.75Kg/t铁降低至6.50Kg/t铁，同时降低铁水扒渣量3.02Kg/t铁，满足了高炉铁水与加废钢铁水的高效稳定深脱硫需求，达到了预期的工业性试验目的。
Claims (4)
1.一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，其特征在于，它的成分按质量百分比计由73～84％的石灰颗粒与16～27％的添加剂组成；所述添加剂按质量百分比计算包括37～55％的烧结铝酸钙、8～13％的用后镁碳砖颗粒、18～29％的工业级纯碱、6～10％的萤石、12～18％的硅铝钙碳合金；
所述石灰颗粒为活性石灰颗粒或钝化石灰颗粒；
所述石灰颗粒中CaO的质量百分比≥80％，所述石灰颗粒的粒度为0.5～1.5mm；
所述硅铝钙碳合金的元素成分按质量百分比计算包括Si：35～45％、Al：5～10％、Ca：9～19％、C：4～12％、Fe：1.5～2.5％、P≤0.05％、≤0.1％S，以及不可避免的杂质；所述硅铝钙碳合金的粒度≤1.5mm；所述硅铝钙碳合金的按照以下步骤制备而成：
1)按重量百分比称取20-25％的硅石、8-15％的石灰、30-35％的铝矾土矿、30-35％的焦碳、3-6％的萤石、余量为钢屑；其中，所述硅石中的SiO2≥90％，石灰中的CaO≥85％，铝矾土矿中的Al2O3≥40％和SiO2≤50％，焦碳中的C≥80％，萤石中的CaF2≥80％；
2)将硅石、石灰、铝矾土矿、焦碳、萤石和钢屑粉碎；
3)取硅石、石灰、铝矾土矿和焦碳混合，再将上述混合料分次加入矿热炉内熔炼，在熔炼的混合料出炉前10-30分钟向炉内加入萤石；
4)在冶炼过程中控制温度≤1800℃，当炉温高于1800℃时，加入钢屑用于控制炉温；
5)冶炼2-3小时后冷却，检测成品成分合格后，破碎成颗粒，粒径控制在35～55mm内，密封保存，即获得低成本硅铝钙碳合金；
所述烧结铝酸钙主要成分包括12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3、CaO·2Al2O3，所述烧结铝酸钙中，12CaO·7Al2O3、CaO·Al2O3和CaO·2Al2O3的总含量≥85％，所述烧结铝酸钙的粒度为0.5～1.5mm；
所述萤石中的CaF2质量百分比≥80％，所述萤石的粒度为0.5～1.5mm；所述用后镁碳砖颗粒中，MgO的质量百分比≥80％、C的质量百分比含量≥3％，粒度为0.5～1.5mm。
2.根据权利要求1所述一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，其特征在于，它的成分按质量百分比计算包括80％的活性石灰颗粒与20％的添加剂；所述添加剂按质量百分比计算包括47％的烧结铝酸钙、9％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、9％的萤石、15％的硅铝钙碳合金。
3.根据权利要求1所述一种铁水石灰基KR高效脱硫剂，其特征在于，它的成分按质量百分比计算包括80％的钝化石灰颗粒与20％的添加剂；所述添加剂按质量百分比计算包括47％的烧结铝酸钙、9％的用后镁碳砖颗粒、20％的工业级纯碱、9％的萤石、15％的硅铝钙碳合金。
4.制备如权利要求1-3任一所述的铁水石灰基KR高效脱硫剂的方法，包括以下步骤：
1)将石灰颗粒、烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金按粒度要求加工好；
2)按质量配比称量烧结铝酸钙、用后镁碳砖颗粒、工业级纯碱、萤石、硅铝钙碳合金后混合均匀，得到添加剂；
3)按质量配比称量石灰颗粒并与添加剂混合均匀，得到所述脱硫剂。
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