專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種用于超低碳鋼爐外精煉深脫硫的脫硫方法及脫硫劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及煉鋼的爐外精煉技術(shù)的一種用于超低碳鋼爐外精煉深脫硫的脫硫方法及脫硫劑。
背景技術(shù)：
：一般來(lái)說(shuō)，除個(gè)別鋼種如易切削鋼外，硫是鋼中的有害元素，在鋼中形成硫化物夾雜，降低鋼的延展性和韌性，特別是沖擊韌性。當(dāng)硫以硫化鐵的形式存在時(shí)，會(huì)引起熱脆，同時(shí)，含硫高的鋼抗腐蝕能力大幅度降低，對(duì)鋼的焊接性能也不利。奧氏體不銹鋼經(jīng)點(diǎn)腐蝕可出現(xiàn)硫化物應(yīng)力腐蝕裂紋(sscc)，其點(diǎn)腐蝕源就在硫化錳夾雜等非金屬夾雜物處；氫誘導(dǎo)裂紋(HIC)是對(duì)石油管線危害最大的缺陷，硫化錳系的夾雜物與鋼之間就會(huì)產(chǎn)生間隙，使之成為氫誘導(dǎo)裂紋的敏感源，因此，提高鋼的純凈度，降低硫含量對(duì)提高鋼材性能和減少缺陷至關(guān)重要。目前有很多脫硫工藝方法，如利用預(yù)熔渣在LF等精煉設(shè)備、利用脫硫劑在RH處理中噴粉等，但通過(guò)檢索沒(méi)有發(fā)現(xiàn)超低碳鋼水的深脫硫處理方法的相關(guān)專(zhuān)利。通過(guò)文獻(xiàn)檢索，第十三屆全國(guó)煉鋼學(xué)術(shù)會(huì)議中發(fā)表論文《寶鋼RH-KTB預(yù)熔渣深脫硫試驗(yàn)》中提出RH真空脫硫方法主要有兩種形式，一種是RH噴粉脫硫，另一種是RH真空槽內(nèi)頂加脫硫劑脫硫，前者由于需要配備相應(yīng)的噴粉設(shè)備，投資大，環(huán)境差且運(yùn)行成本相對(duì)較高；該文提出RH-KTB真空槽內(nèi)頂加預(yù)熔渣脫硫技術(shù)，需對(duì)鋼包頂渣進(jìn)行特殊的改質(zhì)處理，同時(shí)提出"對(duì)于RH超低碳超低硫鋼真空處理的鋼包頂渣改質(zhì)及爐渣成分控制尚有一定的難度，該項(xiàng)技術(shù)有待于進(jìn)一步的深入研究。"該文提出利用預(yù)熔渣脫硫技術(shù)，勢(shì)必在預(yù)熔處理階段會(huì)影響其主要原料CaO的活性。目前工藝技術(shù)存在以下不足利用LF、RH等精煉設(shè)備進(jìn)行深脫硫處理時(shí)，需靠設(shè)備加熱維持脫硫系統(tǒng)的溫度，而加熱過(guò)程會(huì)造成對(duì)超低碳鋼水的污染，如導(dǎo)致鋼水大幅度增碳；另外在RH真空設(shè)備中噴粉脫硫，存在需專(zhuān)門(mén)配備相應(yīng)的噴粉設(shè)施，還需對(duì)鋼包頂渣進(jìn)行特殊點(diǎn)改質(zhì)處理等不足；目前工藝技術(shù)脫硫能力較弱，一般深脫硫處理只可達(dá)到0.0020%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述鋼水脫硫過(guò)程中，特別是針對(duì)超低碳鋼精煉深脫硫存在的問(wèn)題，公開(kāi)一種采用自發(fā)熱深脫硫劑用于超低碳鋼爐外精煉深脫硫的方法，提高脫硫率，對(duì)超低碳鋼水處理時(shí)增碳影響小。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，采用自發(fā)熱深脫硫劑，具體工藝步驟如下①將已進(jìn)行脫碳處理的超低碳鋼水置于具備底吹裝置裝置的鋼包中，鋼水溫度范圍1590~1640°C。②計(jì)算脫硫劑加入總量，按49kg/噸鋼加入。③脫氧處理，將待處理鋼水進(jìn)行脫氧處理，達(dá)到a[c^0.0003%。脫氧后，首批次脫硫劑，加入量為加入總量的1/3~1/2，約為25kg/噸鋼，要均勻加入到鋼包渣表面，同時(shí)開(kāi)始持續(xù)底吹氬氣，氬氣壓力1.02.5MPa，流量15~25Nm3/h。⑤底吹開(kāi)始后，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度，當(dāng)溫度降低幅度超過(guò)58'C開(kāi)始持續(xù)加入余下的脫硫劑，分n次加入(n=5~15)，速率可按0.2~0.4kg/噸鋼'min控制?！蚣尤肴棵摿騽┖?，可持續(xù)底吹25min，即可完成脫硫處理，全部脫硫處理時(shí)間為1025min。本發(fā)明的脫硫劑其成份按重量百分比，包括CaO:60%~69%，Al:ll%~20%，MgO:5%10%，SiO2:5%~10%，A1203:1%~5%，F(xiàn)e2O3:0.5%~1.2%，CaF2:l%~3%，B203:1%~3%，BaO:1%~3%，其余為雜質(zhì)。本發(fā)明脫硫劑的制造方法為-1)混合按比例將物料混合；2)粉碎將混合后的物料放入破碎機(jī)中進(jìn)行粉碎加工，粒度dnm;3)鈍化采用濃度為30%~50%有機(jī)硅溶液霧化噴入進(jìn)行鈍化處理，其有機(jī)硅溶液用量為物料總重的1%~2%，經(jīng)鈍化處理后在物料顆粒表面形成厚度為1.05.0mixi的鈍化薄膜；4)烘干粉碎、鈍化后，進(jìn)行干燥處理，烘干溫度在12015(TC，烘干時(shí)間為515min，使鈍化溶液的有機(jī)成分快速揮發(fā)，同時(shí)排出微量水分。本發(fā)明采用自發(fā)熱CaO基脫硫劑，脫硫反應(yīng)方程式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>可見(jiàn)脫硫反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，在脫硫處理過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)溫度下降，而脫硫處理具有在較高溫度下脫硫能力更強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)此本發(fā)明通過(guò)脫硫劑自發(fā)熱調(diào)整系統(tǒng)溫度。脫硫劑中Al粉可發(fā)生如下反應(yīng)并放熱<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>但過(guò)熱會(huì)造成燒損鋼包等損害，必須控制系統(tǒng)溫度在合適范圍內(nèi)，既保證合適的脫硫溫度，又不能造成系統(tǒng)溫度過(guò)高，需按(2)式控制，為此，本發(fā)明提出脫硫劑加入速率的工藝參數(shù)，即在脫硫處理時(shí)，在脫硫處理開(kāi)始時(shí)一次性加入一定量初始脫硫劑熔化后，將余下脫硫劑按系統(tǒng)溫度變化情況，控制加入脫硫劑的速率，控制系統(tǒng)溫度在合適的范圍內(nèi)。Q發(fā)熱-Q反應(yīng)+Q散熱+Q熔化(3)式中Q^是脫硫劑反應(yīng)放熱Qss是脫硫反應(yīng)吸熱Q^是脫硫反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)散熱Q培化是熔化脫硫劑所需熱量本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果是通過(guò)自發(fā)熱CaO基脫硫劑并控制脫硫劑的加入數(shù)量、加入速率，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制系統(tǒng)溫度確保脫硫處理快捷、高效，同時(shí)能防止出現(xiàn)鋼水表面出現(xiàn)劇烈反應(yīng)造成的過(guò)度噴濺。通過(guò)脫硫劑快速熔化成鋼包頂渣，形成具有極大硫容量的脫硫渣，合理控制鋼包系統(tǒng)溫度，在合適的攪拌作用下快速對(duì)超低碳鋼水進(jìn)行深脫硫處理，且對(duì)超低碳鋼水(碳含量低于0.0020%)進(jìn)行處理時(shí)增碳影響小，增碳幅度低于0.0012%。本發(fā)明的深脫硫方法，脫硫能力強(qiáng)可實(shí)現(xiàn)鋼水精煉深脫硫至硫含量低于0.0010%。附圖為本發(fā)明的流程示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的脫硫劑其成份按重量百分比，包括CaO:60%~69%，Al:ll%~20%,MgO:5%~10%,SiO2:5%~100/o,A1203:1%~5%,Fe2O3:0.5%~1.2%，CaF2:1%~30/0，B203:l0/o~3%，BaO:1%3%，其余為雜質(zhì)。下面介紹幾個(gè)采用本發(fā)明自發(fā)熱脫硫劑進(jìn)行脫硫的具體實(shí)施例。成分重量百分比％組成CaOAlCaF2B203BaOMgOA1203雜質(zhì)實(shí)施例1651421141實(shí)施例267122一641實(shí)施例36913—23431實(shí)施例466143一16451如圖所示本發(fā)明選擇上述脫硫劑中任一實(shí)施例中一種按比例將物料混合，其脫硫工藝流程如下①將已進(jìn)行脫碳處理的超低碳鋼水置于具備底吹裝置裝置的鋼包中，鋼水溫度范圍1590~1640°C。②計(jì)算脫硫劑加入總量，按49kg/噸鋼加入。③脫氧處理，將待處理鋼水進(jìn)行脫氧處理，達(dá)到ct[o]^).0003%。脫氧后，首批次脫硫劑，加入量為加入總量的1/31/2，約為25kg/噸鋼，要均勻加入到鋼包渣表面，同時(shí)開(kāi)始持續(xù)底吹氬氣，氬氣壓力1.02.5MPa，流量1525Nm3/h。⑤底吹開(kāi)始后，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度，當(dāng)溫度降低幅度超過(guò)58'C開(kāi)始持續(xù)加^余下的脫硫劑，分n次加入(n=515)，加入速率可按0.20.4kg/噸鋼Tnin控制。⑥加入全部脫硫劑后，可持續(xù)底吹25min，即可完成脫硫處理。全部脫硫處理時(shí)間為1(K25min。應(yīng)用實(shí)例①180噸鋼包(鋼水重189.7噸)精煉脫硫，鋼水脫硫前后主要成分指標(biāo)見(jiàn)表1表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>連鑄鋼坯0.0010%脫硫率85.71%，采用本發(fā)明的工藝方法具有較高的脫硫率，且抑制回硫能力較好。②180噸鋼包(鋼水重185噸)精煉脫硫，鋼水脫硫前后主要成分指標(biāo)見(jiàn)表2表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>脫硫率50%，采用本發(fā)明的工藝方法對(duì)低硫鋼水進(jìn)行脫硫處理依然具有較高的脫硫率，且抑制回硫能力較好。為了保證本發(fā)明脫硫劑的配方充分有效，本發(fā)明脫硫劑按下面的制造方法1)混合將上述成分的物料按比例混合；2)粉碎將混合后的物料放入破碎機(jī)中粉碎加工，粒度《lmm;3)鈍化采用濃度為30%~50%有機(jī)硅溶液霧化噴入進(jìn)行鈍化處理(硅樹(shù)脂溶液為市場(chǎng)上購(gòu)入的成品)，其有機(jī)硅溶液用量為物料總重的1%~2%，經(jīng)鈍化處理后在物料顆粒表面形成厚度為1.05.(Him的鈍化薄膜；4)烘干粉碎、鈍化后，進(jìn)行干燥處理，烘干溫度在120~150°C，烘干時(shí)間為515min,使鈍化溶液的有機(jī)成分快速揮發(fā)，同時(shí)排出微量水分o為了保證脫硫劑的質(zhì)量，脫硫劑要求在制造后進(jìn)行裝袋處理，包裝要確保密封良好，防止潮濕，并在30天內(nèi)使用。權(quán)利要求1、一種用于超低碳鋼爐外精煉深脫硫的方法，其特征在于，①將已進(jìn)行脫碳處理的超低碳鋼水置于具備底吹裝置的鋼包中，鋼水溫度范圍1590～1640℃；②計(jì)算脫硫劑加入總量，按4～9kg/噸鋼加入；③脫氧處理，將待處理鋼水進(jìn)行脫氧處理，達(dá)到α[o]≤0.0003％；④脫氧后，首批次脫硫劑，加入量為加入總量的1/3～1/2，約為2～5kg/噸鋼，均勻加入到鋼包渣表面，同時(shí)開(kāi)始持續(xù)底吹氬氣，氬氣壓力1.0～2.5MPa，流量15～25Nm3/h；⑤底吹開(kāi)始后，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度，當(dāng)溫度降低超過(guò)5～8℃開(kāi)始持續(xù)加入余下的脫硫劑，分n次加入，n＝5～15，加入速率可按0.2～0.4kg/噸鋼·min控制；⑥加入全部脫硫劑后，持續(xù)底吹2～5min，完成脫硫處理，全部脫硫處理時(shí)間為10～25min。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種用于超低碳鋼爐外精煉深脫硫的脫硫方法及脫硫劑，脫硫劑成份按重量百分比，CaO60％～69％，Al11％～20％，MgO5％～10％，SiO<sub>2</sub>5％～10％，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>1％～5％，F(xiàn)e<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0.5％～1.2％，CaF<sub>2</sub>1％～3％，B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>1％～3％，BaO1％～3％，其余為雜質(zhì)。脫硫方法為，鋼水溫度1590～1640℃，按4～9kg/噸鋼加入，脫氧達(dá)到α<sub>[O</sub>]≤0.0003％，首次加入為總量的1/3～1/2，持續(xù)底吹氬氣，溫度降低5～8℃后持續(xù)加入余下的脫硫劑，全部脫硫處理時(shí)間為10～25min。本發(fā)明通過(guò)自發(fā)熱CaO基脫硫劑并控制脫硫劑的加入數(shù)量、加入速率，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制系統(tǒng)溫度確保脫硫處理快捷、高效，對(duì)超低碳鋼水的增碳影響極小，脫硫后硫含量低于0.0010％。文檔編號(hào)C21C7/064GK101096720SQ200610047100公開(kāi)日2008年1月2日申請(qǐng)日期2006年6月27日優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日發(fā)明者群孫,廖相巍,張富強(qiáng),李廣幫,李德剛,潘秀蘭,榮王,雷王,王魯義申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司