CN114959158A - 一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，在铁水沟的末端设置导流区、渐缩区、圆形回旋出铁区，导流区内依次砌筑第一导流坝、第二导流坝，渐缩区内砌筑第三导流坝，使铁水经过多次折回从第三导流坝底部进入圆形回旋出铁区，渐缩区末端与圆形回旋出铁区切向连接，圆形回旋出铁区中部设有偏心的控流塞，铁水进入圆形回旋出铁区后在偏心的控流塞的控流作用下，从控流塞外周的窄流道流向宽流道形成旋流，铁水最后由圆形回旋出铁区底部的铁水口流出。第二导流坝和第三导流坝之间设有喷枪一，圆形回旋出铁区的底部设有喷枪二，出铁口内设有喷枪三，在出铁过程中喷枪一、喷枪二及喷枪三按工艺喷射，实现铁水沟内脱硫、脱硅及脱磷。

Description

一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼，特别涉及一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法。
背景技术
随着社会经济的高速发展，对高性能钢铁材料的需求愈加强烈，高品质洁净钢的冶炼技术受到广泛关注。磷、硫作为钢中的有害元素，如何控制钢中硫、磷含量成为冶炼超低硫低磷钢的核心技术。
20世纪50年代以来，铁水预处理技术开始飞速发展，并且逐渐成为衡量现代钢铁生产流程水平与高质量钢铁产品水平的标志。铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进行的各种处理技术。铁水预处理可分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理。普通铁水预处理又分为铁水脱硫预处理及铁水“全三脱”(脱硫、脱硅、脱磷)预处理；特殊铁水预处理是指针对铁水中的含有的特殊元素进行综合利用或是提纯精炼，例如铁水的提铌、提钒、脱铬等工艺。对于普通铁水预处理工艺，根据其反应流程不同基本分为铁水沟欲脱硅处理，对号外铁进行预脱硫处理；对于一般钢种多采用铁水运输(鱼雷罐)、储存设备(铁水包)作为反应器，进行预脱硫、脱磷处理；对于生产纯净钢多采用单独的铁水脱硫站进行铁水深脱硫，转炉进行脱硅、脱磷、脱碳工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，缩短钢铁工业生产流程，提质增效、节能环保。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，在铁水沟的末端设置导流区、渐缩区、圆形回旋出铁区，导流区内依次砌筑第一导流坝、第二导流坝，渐缩区内砌筑第三导流坝，第一导流坝、第二导流坝及第三导流坝上下交错设置，使铁水经过多次折回从第三导流坝底部进入圆形回旋出铁区，渐缩区末端与圆形回旋出铁区切向连接，圆形回旋出铁区中部设有偏心的控流塞，控流塞及圆形回旋出铁区的底部均为弧形，铁水进入圆形回旋出铁区后在偏心的控流塞的控流作用下，从控流塞外周的窄流道流向宽流道形成旋流，铁水最后由圆形回旋出铁区底部的铁水口流出，第二导流坝和第三导流坝之间设有喷枪一，圆形回旋出铁区的底部设有喷枪二，出铁口内设有喷枪三，喷枪一、喷枪二、喷枪三均通过管道连接喷粉罐，喷粉罐分别连接脱硫剂罐、脱硅剂罐及脱磷剂罐，在出铁过程中喷枪一、喷枪二及喷枪三按工艺喷射，实现铁水沟内脱硫、脱硅及脱磷，铁水沟靠近高炉的位置连接渣铁沟，导流区的第一导流坝前侧与渣铁沟连接，圆形回旋出铁区的一侧与渣铁沟连接。
所述的导流区、渐缩区、圆形回旋出铁区的上方设置除尘烟罩，除尘烟罩连接至除尘管道。
所述的控流塞上滑动连接挡渣板，挡渣板形状与圆形回旋出铁区的顶部配合，控流塞上端连接升降装置。
所述的脱硫剂罐内填充金属镁粉或苏打粉。
所述的脱硅剂罐内填充精矿粉、烧结矿粉或氧化铁皮粉。
所述脱磷剂罐内填充石灰粉+烧结矿粉+氟化钙粉。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用铁水沟进行高效的脱硫、脱硅、脱磷技术，解放了炼铁炉、炼钢炉。利于钢铁企业缩短冶炼流程，达到提质增效、节能环保。
附图说明
图1为本发明的结构俯视图。
图2为本发明的结构侧视图。
图中：导流区Ⅰ、渐缩区Ⅱ、圆形回旋出铁区Ⅲ、铁水沟1、第一导流坝2、第二导流坝3、第三导流坝4、控流塞5、挡渣板6、升降装置7、出铁口8、除尘烟罩9、除尘管道10。喷枪一11、喷枪二12、喷枪三13、喷粉罐14、脱硫剂罐15、脱硅剂罐16、脱磷剂罐17。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
如图1-图2，一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，在铁水沟1的末端设置导流区Ⅰ、渐缩区Ⅱ、圆形回旋出铁区Ⅲ，铁水沟1靠近高炉的位置连接渣铁沟18，导流区Ⅰ内依次砌筑第一导流坝2、第二导流坝3，渐缩区Ⅱ内砌筑第三导流坝4，第一导流坝2、第二导流坝3及第三导流坝4上下交错设置，使铁水经过多次折回从第三导流坝4的底部进入圆形回旋出铁区Ⅱ，导流区的第一导流坝前侧与渣铁沟18连接，高炉渣被第一导流坝2阻挡流入渣铁沟18。
渐缩区Ⅱ的末端与圆形回旋出铁区Ⅲ切向连接，圆形回旋出铁区Ⅲ的中部设有偏心的控流塞5，控流塞5及圆形回旋出铁区Ⅲ的底部均为弧形，铁水进入圆形回旋出铁区Ⅲ后在偏心的控流塞5的控流作用下，从控流塞5外周的窄流道流向宽流道形成旋流，铁水最后由圆形回旋出铁区Ⅲ底部的出铁口8流出，控流塞5上滑动连接挡渣板6，挡渣板6的形状与圆形回旋出铁区Ⅲ的顶部配合，控流塞5上端连接升降装置7。通过调整控流塞高度来控制铁水口流速，进而控制铁水在回旋区停留时间，强化脱硫、脱硅及脱磷效果。
第二导流坝3和第三导流坝4之间设有喷枪一11，深入液面以下至第三导流坝4底部，圆形回旋出铁区Ⅲ的底部设有喷枪二12，出铁口8内设有喷枪三13，喷枪一11、喷枪二12、喷枪三13均通过管道连接喷粉罐14，喷粉罐14分别连接脱硫剂罐15、脱硅剂罐16及脱磷剂罐17，脱硫剂罐15内填充脱硫剂，包括金属镁粉或苏打粉，脱硅剂罐16内填充脱硅剂，包括精矿粉、烧结矿粉或氧化铁皮粉，脱磷剂罐17内填充脱磷剂，为石灰粉+烧结矿粉+氟化钙粉。
在出铁过程中喷枪一11、喷枪二12及喷枪三13按工艺喷射，铁水掺杂脱硫剂、脱硅剂及脱磷剂，利用自身的动能和势能在圆形回旋出铁区内高速旋转，强化反应动力学条件，有害元素被有效去除并以炉渣的形式碰撞、长大、上浮，实现铁水沟内脱硫、脱硅及脱磷。
圆形回旋出铁区的一侧与渣铁沟18连接，上浮的高炉渣被挡渣板6捕捉，并利用炉渣的旋转惯性流入渣铁沟18内。
导流区Ⅰ、渐缩区Ⅱ、圆形回旋出铁区Ⅲ的上方设置除尘烟罩9，除尘烟罩9连接至除尘管道10。
反应生成的粉尘、烟气均由除尘烟罩9收集。
实施例
某厂1580m3高炉，高炉利用系数2.6，焦比330，单次出铁时间80min，单次出铁量300t，铁水成分S、P、Si分别为0.03％、0.11％、0.4％，对应120t转炉生产超低硫、低磷的油田用钢。
铁水沟喷射的工艺：喷枪一11喷吹金属镁粉，喷枪二12喷吹氧化铁皮粉，喷枪三13喷吹石灰粉、烧结矿粉、氟化钙粉混合物，以氮气为喷吹气体；金属镁粉1.5-5kg/min，氧化铁皮粉4.5-10kg/min，石灰粉、烧结矿粉、氟化钙粉混合物25-60kg/min；助吹氮气压力：1.2MPa，出铁结束后停止喷吹处理。
铁水沟出铁后，铁水成分S、P、Si可分别达到0.005％、0.015％、0.15％，满足转炉入炉铁水标准。
根据120t铁水包深脱硫时间计算，高炉单次出铁300t，对比喷出法深脱硫工艺，可节约时间40min；对比KR法脱硫工艺，可节约时间25min。
本发明有效的将脱硫剂、脱硅剂及脱磷剂喷射入铁水深处，增大反应面积，延长反应时间；圆形回旋出铁区利用铁水自身的动能和势能对铁水和脱硫剂、脱硅剂及脱磷剂进行搅拌，大大改善反应动力学条件，达到高效三脱目的，且节约能耗。利用渣、铁自身的旋转惯性，利用挡渣板自动进行渣铁分离。
本发明在高炉出铁过程中同时进行三脱操作，不仅一定程度上解放了炼铁炉、炼钢炉，为高品质洁净钢的量化生产做出重要贡献，而且有利于钢铁企业缩短冶炼流程，达到提质增效、节能环保的目的。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (6)

1.一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，其特征在于，在铁水沟的末端设置导流区、渐缩区、圆形回旋出铁区，导流区内依次砌筑第一导流坝、第二导流坝，渐缩区内砌筑第三导流坝，第一导流坝、第二导流坝及第三导流坝上下交错设置，使铁水经过多次折回从第三导流坝底部进入圆形回旋出铁区，渐缩区末端与圆形回旋出铁区切向连接，圆形回旋出铁区中部设有偏心的控流塞，控流塞及圆形回旋出铁区的底部均为弧形，铁水进入圆形回旋出铁区后在偏心的控流塞的控流作用下，从控流塞外周的窄流道流向宽流道形成旋流，铁水最后由圆形回旋出铁区底部的铁水口流出，第二导流坝和第三导流坝之间设有喷枪一，圆形回旋出铁区的底部设有喷枪二，出铁口内设有喷枪三，喷枪一、喷枪二、喷枪三均通过管道连接喷粉罐，喷粉罐分别连接脱硫剂罐、脱硅剂罐及脱磷剂罐，在出铁过程中喷枪一、喷枪二及喷枪三按工艺喷射，实现铁水沟内脱硫、脱硅及脱磷，铁水沟靠近高炉的位置连接渣铁沟，导流区的第一导流坝前侧与渣铁沟连接，圆形回旋出铁区的一侧与渣铁沟连接。
2.根据权利要求1所述的一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，其特征在于，所述的导流区、渐缩区、圆形回旋出铁区的上方设置除尘烟罩，除尘烟罩连接至除尘管道。
3.根据权利要求1所述的一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，其特征在于，所述的控流塞上滑动连接挡渣板，挡渣板形状与圆形回旋出铁区的顶部配合，控流塞上端连接升降装置。
4.根据权利要求1所述的一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，其特征在于，所述的脱硫剂罐内填充金属镁粉或苏打粉。
5.根据权利要求1所述的一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，其特征在于，所述的脱硅剂罐内填充精矿粉、烧结矿粉或氧化铁皮粉。
6.根据权利要求1所述的一种铁水沟自旋流高效脱硫、脱硅、脱磷方法，其特征在于，所述脱磷剂罐内填充石灰粉+烧结矿粉+氟化钙粉。
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