CN115505667A - 一种kr喷粉铁水预处理方法 - Google Patents

一种kr喷粉铁水预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种KR喷粉铁水预处理方法，属于冶金工业炼钢技术领域，所述方法包括：铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液；将KR喷粉枪的枪头顺流插入所述流动钢液界面下，喷入脱硫剂，以实现铁水脱硫；其中，所述KR喷粉的枪头上设置有电极，以实现与所述铁水包中的电极形成回路。本申请解决了传统KR喷粉脱S喷枪低寿命的问题，且优化脱硫喷剂及炉渣组成，提高脱硫率，处理后无需扒渣。

Description

一种KR喷粉铁水预处理方法
技术领域
本申请涉及冶金工业炼钢技术领域，尤其涉及一种KR喷粉铁水预处理方法。
背景技术
KR铁水预脱硫是低硫钢、超低硫钢冶炼过程中必要的工艺环节，现有技术中在KR铁水预脱硫操作时，向铁水液面加入石灰，配合KR搅拌，促进铁水中[S]与石灰中CaO发生反应，进入炉渣。现有技术中，从KR喷枪向钢渣体系喷入脱硫粉剂，由于喷头插入位置缺乏准确控制系统，KR喷枪若被插入铁水，则寿命较低；若仅插入炉渣内，则粉剂脱硫效率不高。
发明内容
本申请实施例提供了一种KR喷粉铁水预处理方法，以解决传统KR喷粉脱硫喷枪低寿命的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种KR喷粉铁水预处理方法，所述方法包括：
铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液；
将KR喷粉枪的枪头顺流插入所述流动钢液界面下，喷入脱硫剂，以实现铁水脱硫；
其中，所述KR喷粉的枪头上设置有电极，以实现与所述铁水包中的电极形成回路。
进一步地，以质量份数计，所述脱硫剂包括以下组分：氧化铁3～5份、碳粉3～5份和石灰80～90份。
进一步地，所述KR喷粉枪的枪头与铁水包渣面中心的距离为所述铁水包的四分之一半径到铁水包四分之三半径的环形范围内。
进一步地，所述铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头深入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液，具体包括：
铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液
铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下1600mm～2400mm，以40～120rpm/min的搅拌速度进行持续搅拌，得到流动钢液。
进一步地，所述脱硫剂的粒径控制为0.2mm～1mm。
进一步地，所述脱硫剂的注入量为30～300kg/min。
进一步地，将KR喷粉枪的枪头顺流插入所述流动钢液界面下，喷入脱硫剂，以实现铁水脱硫，具体包括：
将KR喷粉枪的枪头顺流插入所述流动钢液界面下，用载流气体喷洒脱硫剂，以实现铁水脱硫；
其中，所述载流气体的气体流量10～50Nm3/h，所述KR喷粉枪的枪头与所述流动钢液的流动方向角度为110°-130°。
进一步地，KR操作结束，无需扒前渣。
进一步地，以质量分数计，KR操作过程中炉渣中的组分包括：CaO：40～80％，SiO2：15～35％，FeO：2％～5％。
进一步地，所述KR搅拌头和所述KR喷粉枪的工作时长均为2～8min。
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：
本申请实施例提供了一种KR喷粉铁水预处理方法，该方法通过在所述KR喷粉的枪头上设置有电极，以实现与所述铁水包中的电极形成回路，以此控制喷枪在钢渣体系中的位置，一旦喷头接触到钢液，就提升喷头，直到喷头与钢水分离。通过回路的控制，使得KR喷粉枪的插入位置适宜，有效避免了因KR喷枪插入铁水中所导致的损坏问题，使得KR喷粉枪寿命提高500～800％，解决了传统KR喷粉脱硫喷枪低寿命的问题。
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地介绍，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为本申请实施例提供的一种KR喷粉铁水预处理方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种装有电极的KR喷枪工作示意图一；
图3为本申请实施例提供的一种装有电极的KR喷枪工作示意图二。
具体实施方式
下面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。
KR铁水预脱硫是低硫钢、超低硫钢冶炼过程中必要的工艺环节，现有技术中在KR铁水预脱硫操作时，向铁水液面加入石灰，配合KR搅拌，促进铁水中[S]与石灰中CaO发生反应，进入炉渣。现有技术中，从KR喷枪向钢渣体系喷入脱硫粉剂，由于喷头插入位置缺乏准确控制系统，KR喷枪若被插入铁水，则寿命较低；若仅插入炉渣内，则粉剂脱硫效率不高。
现有的KR喷枪工作时插入铁水液面下，从喷枪喷入粉状石灰，铁水中[S]从0.02％降低到0.0010％需要耗时约(4-6min)，效率提高30％，消耗降低30％。然而，由于KR喷枪在铁水高温环境下受KR搅拌铁水紊流冲刷，喷枪可在200吨位铁水包持续处理20炉，随后失效更换。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种KR喷粉铁水预处理方法，如图1所示，所述方法包括：
铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液；
将KR喷粉枪的枪头顺流插入所述流动钢液界面下，喷入脱硫剂，以实现铁水脱硫；
其中，所述KR喷粉的枪头上设置有电极，以实现与所述铁水包中的电极形成回路。
本申请实施例提供了一种KR喷粉铁水预处理方法，该方法通过在所述KR喷粉的枪头上设置有电极，以实现与所述铁水包中的电极形成回路，以此控制喷枪在钢渣体系中的位置，一旦喷头接触到钢液，就提升喷头，直到喷头与钢水分离。通过回路的控制，主要优点：(1)KR喷头不插入钢液，钢液流动对喷头的影响较小，提高喷头寿命；(2)插入在钢渣界面及炉渣中，有利于粉剂尽量多的进入钢液与炉渣，避免产生大量的粉尘；(3)提高生产效率，降低KR生产时间，降低KR石灰消耗。有效避免了因KR喷枪插入铁水中所导致的损坏问题，使得KR喷粉枪寿命提高500～800％，解决了传统KR喷粉脱硫喷枪低寿命的问题。
作为本申请实施例的一种实施方式，以质量份数计，所述脱硫剂包括以下组分：氧化铁3～5份、碳粉3～5份和石灰80～90份。
本申请中，通过优化脱硫喷剂，控制脱硫剂的组成，提高脱硫率，且处理后无需扒渣，操作更加简单，进一步提高工作效率。具体来说：脱硫剂中的用于脱硫的有效成分是CaO，在脱硫时，发生的主要化学反应为：(CaO)+[S]→(CaS)+[O]。传统脱硫剂(CaO+萤石)铁水预处理前由于铁水的脱硅反应，铁水中的一部分Si转变成成SiO2进入炉渣中，导致碱度降低影响脱硫，需要进行脱硫前扒渣，优化脱硫喷剂及炉渣组成后，FeO+碳粉+石灰会形成泡沫渣，泡沫渣改变了炉渣的性质，不影响脱硫从而省去了KR脱硫扒前渣工序，同时提高了CaO的利用效率从而进一步的提高脱硫效率和生产效率。在一些具体实施例中，若以质量百分数计，所述脱硫剂包括以下组分：氧化铁3～5％、碳粉3～5％和石灰80～90％。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述KR喷粉枪的枪头与铁水包渣面中心的距离为所述铁水包的四分之一半径到铁水包四分之三半径的环形范围内。
本申请中，控制喷枪插入铁水包时相对铁水包横截面的位置，该操作的核心作用是确保喷枪喷粉时的动力学条件满足粉剂的扩散，有效地提高脱硫效率，增加脱硫剂的利用率和降低脱硫时间。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头深入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液，具体包括：
铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液
铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下1600mm～2400mm，以40～120rpm/min的搅拌速度进行持续搅拌，得到流动钢液。
本申请中，控制KR搅拌头插入铁水液面的深度以及搅拌速度，可进一步提高脱硫效率。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述脱硫剂的粒径控制为0.2mm～1mm。
本申请中，控制脱硫剂的粒径控制为0.2mm～1mm，可进一步提高脱硫效率。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述脱硫剂的注入量为30～300kg/min。
作为本申请实施例的一种实施方式，将KR喷粉枪的枪头顺流插入所述流动钢液界面下，用载流气体喷洒脱硫剂，以实现铁水脱硫；
其中，所述载流气体的气体流量10～50Nm3/h，所述KR喷粉枪的枪头与所述流动钢液的流动方向角度为110°-130°。
作为本申请实施例的一种实施方式，KR操作结束，无需扒前渣。
作为本申请实施例的一种实施方式，以质量分数计，KR操作过程中炉渣中的组分包括：CaO：40～80％，SiO2：15～35％，FeO：2％～5％。
本申请中，在KR处理过程中，一边进行搅拌一边进行喷吹，提高效率；对石灰的要求不高，能够采用石灰窑产生的筛下物，且炉渣的组成和发泡效果得到控制，可以无需扒前渣。
作为本申请实施例的一种实施方式，所述KR搅拌头和所述KR喷粉枪的工作时长均为2～8min。
综上所述，本申请实施例提供了一种KR喷粉铁水预处理方法，在一些具体实施例中，所述方法具体可为：
(1)KR搅拌头深入铁水液面下1600-2400mm；
(2)开启KR搅拌，搅拌速度40～120rpm/min；
(3)喷粉枪头顺流插入钢渣界面，喷头与钢液流动方向角度为110°-130°，插入点与铁水包渣面中心的距离为铁水包的四分之一半径到铁水包四分之三半径的环形范围内；
(4)从KR喷头喷入FeO+碳粉+石灰混合脱硫剂，载流气体为工业氮气；
(5)KR搅拌头及喷枪持续工作2～8min；
(6)KR喷枪抬起；
(7)KR搅拌头抬起，KR操作结束，无需扒前渣。
上述方法的工作示意图如图2和图3所示，喷粉枪头上加装电极，可与铁水包中的电极形成回路，以此控制喷枪在钢渣体系中的位置，一旦喷头接触到钢液，就提升喷头，直到喷头与钢水分离。喷枪顶部与KR铁水包包壁处分别安装耐高温电极接触点并布置如图所示的直流电回路。当KR喷枪插入至铁水液面以上时，由于脱硫渣层不具备导电性，整个回路断开，示意图二(图3)中的灯泡处于熄灭状态；持续将喷枪向下深入，直至喷枪头部的电极接触点触碰铁水液面，回路连接，灯泡亮起。实际操作中，以灯泡亮起作为停止降枪的操作指示标志。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
在200t铁水包中进行KR铁水预处理，喷粉枪头上加装电极，可与铁水包中的电极形成回路，以此控制喷枪在钢渣体系中的位置，一旦喷头接触到钢液，就提升喷头，直到喷头与钢水分离，同时该工艺操作包括以下步骤：
(1)KR搅拌头深入铁水液面下1600mm；
(2)开启KR搅拌，搅拌速度40rpm/min；
(3)喷粉枪头顺流插入钢渣界面，喷头与钢液流动方向角度为110°，插入点与铁水包渣面中心的距离为铁水包的四分之一半径；
(4)从KR喷头喷入FeO+碳粉+石灰混合脱硫剂，载流气体为工业氮气；
(5)KR搅拌头及喷枪持续工作2min；
(6)KR喷枪抬起；
(7)KR搅拌头抬起，KR操作结束，无需扒前渣；
(8)混合脱硫剂中，FeO、碳粉、石灰的质量百分比控制为5％、5％和80％，粒径控制为1mm，载流气体氮气气体流量为10Nm3/h，混合脱硫剂量为30kg/min。FeO、碳粉和石灰会形成泡沫渣，省去KR脱硫扒前渣工序，进一步的提高脱硫效率和生产效率；
(9)KR操作过程，控制炉渣中主要组元质量分数为：CaO：72.3％，SiO2：25.2％，FeO：2.1％经过此工艺后，由于KR喷头不插入钢液，钢液流动对喷头的影响较小，提高喷头寿命至160炉；同时插入在钢渣界面及炉渣中，有利于粉剂尽量多的进入钢液与炉渣，避免产生大量的粉尘，提高了生产效率，KR脱硫时间降低50％，石灰消耗降低48％。
实施例2
在350t铁水包中进行KR铁水预处理，喷粉枪头上加装电极，可与铁水包中的电极形成回路，以此控制喷枪在钢渣体系中的位置，一旦喷头接触到钢液，就提升喷头，直到喷头与钢水分离，同时该工艺操作包括以下步骤：
(1)KR搅拌头深入铁水液面下2400mm；
(2)开启KR搅拌，搅拌速度120rpm/min；
(3)喷粉枪头顺流插入钢渣界面，喷头与钢液流动方向角度为130°，插入点与铁水包渣面中心的距离为铁水包的四分之三半径；
(4)从KR喷头喷入FeO+碳粉+石灰混合脱硫剂，载流气体为工业氮气；
(5)KR搅拌头及喷枪持续工作8min；
(6)KR喷枪抬起；
(7)KR搅拌头抬起，KR操作结束，无需扒前渣；
(8)混合脱硫剂中，FeO、碳粉、石灰的质量百分比控制为3％、3％和90％，粒径控制为0.2mm，载流气体氮气气体流量为50Nm3/h，混合脱硫剂量为300kg/min。FeO、碳粉和石灰会形成泡沫渣，省去KR脱硫扒前渣工序，进一步的提高脱硫效率和生产效率。
(9)KR操作过程，控制炉渣中主要组元质量分数为：CaO：52.7％，SiO2：37.2％，FeO：4.3％经过此工艺后，由于KR喷头不插入钢液，钢液流动对喷头的影响较小，提高喷头寿命至120炉；同时插入在钢渣界面及炉渣中，有利于粉剂尽量多的进入钢液与炉渣，避免产生大量的粉尘，提高了生产效率，KR脱硫时间降低63％，石灰消耗降低54％。
应该理解，在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
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。另外，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
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，在其它实施例中实现。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 (10)

1.一种KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，所述方法包括：
铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液；
将KR喷粉枪的枪头顺流插入所述流动钢液界面下，喷入脱硫剂，以实现铁水脱硫；
其中，所述KR喷粉的枪头上设置有电极，以实现与所述铁水包中的电极形成回路。
2.根据权利要求1所述的KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，以质量份数计，所述脱硫剂包括以下组分：氧化铁3～5份、碳粉3～5份和石灰80～90份。
3.根据权利要求1所述的KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，所述KR喷粉枪的枪头与铁水包渣面中心的距离为所述铁水包的四分之一半径到铁水包四分之三半径的环形范围内。
4.根据权利要求1所述的KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，所述铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头深入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液，具体包括：
铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下进行持续搅拌，得到流动钢液
铁水包进入KR工序后，将KR搅拌头插入铁水液面下1600mm～2400mm，以40～120rpm/min的搅拌速度进行持续搅拌，得到流动钢液。
5.根据权利要求1所述的KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，所述脱硫剂的粒径控制为0.2mm～1mm。
6.根据权利要求1所述的KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，所述脱硫剂的注入量为30～300kg/min。
7.根据权利要求1所述的KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，将KR喷粉枪的枪头顺流插入所述流动钢液界面下，喷入脱硫剂，以实现铁水脱硫，具体包括：
将KR喷粉枪的枪头顺流插入所述流动钢液界面下，用载流气体喷洒脱硫剂，以实现铁水脱硫；
其中，所述载流气体的气体流量10～50Nm3/h，所述KR喷粉枪的枪头与所述流动钢液的流动方向角度为110°-130°。
8.根据权利要求1所述的KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，KR操作结束，无需扒前渣。
9.根据权利要求1所述的KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，以质量分数计，KR操作过程中炉渣中的组分包括：CaO：40～80％，SiO2：15～35％，FeO：2％～5％。
10.根据权利要求1所述的KR喷粉铁水预处理方法，其特征在于，所述KR搅拌头和所述KR喷粉枪的工作时长均为2～8min。
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