CN115074478A

CN115074478A - 一种铁水预处理高效脱硅剂及脱硅方法

Info

Publication number: CN115074478A
Application number: CN202210756513.XA
Authority: CN
Inventors: 陈涛
Original assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Current assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Priority date: 2022-06-29
Filing date: 2022-06-29
Publication date: 2022-09-20

Abstract

本发明公开一种铁水预处理高效脱硅剂及脱硅方法。其中，所述的脱硅剂为高炉布袋除尘灰或烧结电除尘灰。所述的方法为高炉布袋除尘灰为脱硅原料的脱硅剂用于处理铁中[Si]位于0.45～0.90之间的高硅铁水；烧结电除尘灰为脱硅原料的脱硅剂用于处理铁中[Si]大于0.90的高硅铁水。本发明充分考虑高炉布袋除尘灰及烧结电除尘灰的有效成分和不同程度的高硅铁水脱硅需求，配合以调渣剂和最佳处理位置及处理方式选择，达到既消耗了固废又提高铁水质量的目标，具有较高的推广价值。

Description

一种铁水预处理高效脱硅剂及脱硅方法

技术领域

本发明涉及一种钢铁冶金高炉工艺生产过程中铁水预处理的方法。

背景技术

高炉生产过程中难免产生高硅铁水，当高硅铁水进入炼钢车间会一定程度延长炼钢周期，造成前工序铁水罐积压和后工序轧钢的达标钢水不足，影响整个钢铁流程物流组织；尤其当冶炼高洁净度钢时，甚至会影响产品质量，废钢率提高，给企业经营带来困扰。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明目的：利用钢铁冶炼过程产生的废料作为脱硅原料，配合石灰石调渣，通过在过主沟撇渣器的铁沟端部上方用压缩空气输送脱硅剂，达到高效脱硅的目的。

为达到上述目的，本发明的铁水预处理高效脱硅剂，所述的脱硅剂为高炉布袋除尘灰或烧结电除尘灰。

为达到上述目的，本发明的铁水预处理高效脱硅方法，所述的方法为，向高炉中添加高炉布袋除尘灰或烧结电除尘灰。

进一步的，所述的方法具体为：

高炉布袋除尘灰为脱硅原料的脱硅剂用于处理铁中[Si]位于0.45～0.90之间的高硅铁水；烧结电除尘灰为脱硅原料的脱硅剂用于处理铁中[Si]大于0.90的高硅铁水。

进一步的，脱硅后铁中[Si]目标值0.25～0.3。

进一步的，在所述的添加剂中还添加有调渣剂CaO；剂量根据脱硅后目标终渣R₂下限不低于0.55自行计算。

进一步的，脱硅位置为主沟过撇渣器后的主铁沟端部。

本发明通过冶金物理化学原理和炉渣相图研究，通过利用钢铁工艺流程产生的废弃物配加调渣原料通过喷吹装置在过撇器的铁沟端部坑处喷入高硅铁水进行脱硅处理，消耗了钢铁流程废弃物的同时提高铁水质量，变废为宝。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

脱硅原理

[Si]+[O]＝SiO(g)

[Si]+2[O]＝(SiO₂)

[C]+[O]＝CO

脱硅剂脱硅原理如以上平衡方程所示：脱硅剂脱硅的主要原因是富含有效氧[O]，与高炉铁水中的[Si]发生反应，最终生成(SiO2)进入终渣，同时因高炉铁水是[C]饱和的高温熔液，脱硅过程同时伴随产生大量CO气体。由于终渣体密大概2.0～2.5g/cm3，而高温熔液状态的高炉铁水体密在7.0g/cm3左右，因此终渣漂浮在熔液上面能够阻碍脱硅过程气体的排出，进而产生泡沫渣，影响脱硅效率和生产安全。

综上，脱硅剂的作用有二：其一，富含有效氧[O]；其二，脱硅产生的终渣具有较低的发泡指数。

高炉布袋除尘灰及烧结电除尘灰因富含碱金属元素，常规做法当垃圾外运出厂，然而大多数城市钢厂在环保的压力下，公司固废不能出厂，只能将这两种除尘灰配加到烧结原料中，最终送进高炉，进而造成碱金属在高炉内循环富集，损坏高炉内衬和炉内原燃料质量，为高炉生产带来极大的困扰。

本发明将该两种废料用作脱硅原料。其一，高炉布袋除尘灰含有用来脱硅的有效氧和碳粉，脱硅过程中有效氧[O]与铁中[Si]反应达到脱硅的目标，而碳粉与压缩空气中的氧气反应既能为铁水提供部分物理热，又能达到搅拌铁水提高脱硅剂脱硅效率；其二，烧结电除尘灰碳粉含量可以忽略不计，但有效氧[O]较高炉布袋除尘灰高一些。综上分析，以高炉布袋除尘灰为脱硅原料的脱硅剂适合用于处理铁中[Si]位于0.45～0.90之间的高硅铁水，以烧结电除尘灰为脱硅原料的脱硅剂适合处理铁中[Si]大于0.90的高硅铁水。

实际作用过程中，将高炉布袋除尘灰及烧结电除尘灰分类处理作为脱硅原料配合以调渣原料达到既脱硅又抑制泡沫渣发生的目标；

进一步的，发明人结合冶金物理化学理论与渣相图原理并通过高温试验，认为：

1)铁中[Si]目标值0.25～0.3

经过理论分析及实验验证，采用本发明的方法铁中[Si]目标值从高值降到0.25～0.3比较容易，想控制到0.25以下，动力学条件受限，脱硅剂效率降低，需要增大脱硅剂用量才能达到。当脱硅剂用量过大时，会导致脱硅剂中过量的有效氧[O]与铁中[C]反应，炉渣泡沫化增加造成外溢的风险，同时铁水物理热也会受到影响，进一步加速泡沫渣的形成。同时，脱硅剂用量过大后，脱硅剂中的有效氧大部分会与熔液中的[C]发生反应，产生CO气体量剧增，造成脱硅剂浪费的同时，终渣发泡更严重，极大危害操作人员的人身安全。

2)调渣目标碱度R₂下限0.55

为抑制脱硅过程中炉渣泡沫化的发展，需加入CaO进行调渣，当加入调渣剂不足时，加入铁水中的CaO及其他成分迅速和脱硅产生的SiO₂反应造渣，形成高粘度渣阻碍铁液中传质作用，为减少新合成炉渣对脱硅传质作用的影响，必须结合渣相图调整炉渣黏度至合理区间，经过试验研究，在制备脱硅剂时，以目标终渣R₂下限不低于0.55计算调渣剂CaO在脱硅剂中的实际配比。

3)脱硅操作位置

本发明选取主沟过撇渣器后的主铁沟端部，选取该位置有以下考虑：(1)刚过撇渣器后的铁水温度损失少且不受原始炉渣影响；(2)该位置喷吹脱硅剂反应面积最大利于传质； (3)该位置有除尘，脱硅操作过程对出铁场环境破坏小；(4)该位置即使产生泡沫渣也可以引流到主渣沟，不会产生安全事故。

实际操作时，可利用压缩空气将脱硅剂送入铁水表面提高脱硅效率。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种铁水预处理高效脱硅剂，其特征在于，所述的脱硅剂为高炉布袋除尘灰或烧结电除尘灰。

2.一种铁水预处理高效脱硅方法，其特征在于，所述的方法为，向高炉中添加如权利要求1所述的脱硅剂。

3.如权利要求2所述的铁水预处理高效脱硅方法，其特征在于，所述的方法具体为：

4.如权利要求3所述的铁水预处理高效脱硅方法，其特征在于，脱硅后铁中[Si]目标值0.25～0.3。

5.如权利要求2所述的铁水预处理高效脱硅方法，其特征在于，在所述的添加剂中还添加有CaO；脱硅后目标终渣R₂下限不低于0.55。

6.如权利要求1所述的铁水预处理高效脱硅方法，其特征在于，脱硅位置为主沟过撇渣器后的主铁沟端部。