專利名稱：鐵水脫硫劑及其制備方法和用該脫硫劑的脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫硫劑，尤其是一種鐵水脫硫劑以及用該脫硫劑的脫硫方法。
背景技術(shù)：
鐵水預(yù)處理技術(shù)是指在采用鐵水作為煉鋼原料的流程中，預(yù)先對(duì)鐵水進(jìn)行脫硫、 脫磷、脫硅等處理，去除鐵水中有害元素硫、磷和合金元素硅，提高入爐鐵水質(zhì)量，達(dá)到提高煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏、鋼水潔凈度并實(shí)現(xiàn)少渣冶煉的目的。鐵水預(yù)處理技術(shù)中以爐外脫硫預(yù)處理方式最為普遍。由于在鐵水罐內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理脫硫比在煉鋼爐內(nèi)或精煉爐內(nèi)脫硫成本低、效果好，因此鐵水預(yù)脫硫被廣泛應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)流程中。目前常用的鐵水預(yù)脫硫方法以噴吹法為主，即以噴槍為管道向鐵水中噴吹脫硫粉齊U，利用攪拌的動(dòng)力學(xué)條件達(dá)到脫去鐵水硫含量的目的，然后進(jìn)行扒渣或撈渣，處理后的鐵水硫含量可以降到0.005%以下。目前比較成熟和應(yīng)用較廣泛的工藝主要有兩種一種是通過脫硫噴槍噴吹顆粒鎂粉進(jìn)行鐵水脫硫，叫顆粒鎂粉噴吹法；一種是通過脫硫噴槍分階段噴吹石灰粉和顆粒鎂粉進(jìn)行鐵水脫硫，叫石灰_鎂粉復(fù)合噴吹法。此外還有一種應(yīng)用較少的工藝為噴吹CaC2脫硫法，以CaC2作為脫硫劑。單純顆粒鎂噴吹法的主要缺點(diǎn)是 JJ鈍化顆粒鎂價(jià)格較貴，每噸3萬元以上脫硫渣稀，不易扒凈，生成的脫硫產(chǎn)物為MgS，
如果脫硫渣沒有扒凈，進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煉鋼，在煉鋼高溫條件下MgS會(huì)分解導(dǎo)致鋼水回硫；f)由于
鎂的熔點(diǎn)為650°C，沸點(diǎn)為1100°C，而鐵水溫度高達(dá)1300°C左右，因此導(dǎo)致鎂在鐵水溫度條件大量揮發(fā)和升華，利用率和收得率低。復(fù)合噴吹法對(duì)比單純顆粒鎂有一定優(yōu)勢(shì)，能用價(jià)格便宜的石灰粉部分替代鎂粉， 脫硫渣相對(duì)粘稠，容易扒凈。其缺點(diǎn)是^)復(fù)合噴吹設(shè)備較復(fù)雜，故障率較高；Si石灰密度
小，所需噴吹罐體積大，在鐵水中上浮時(shí)間快，脫硫時(shí)間短，利用率差；g)石灰的熔點(diǎn)高，為
2580°C，在鐵水溫度下不能熔化，大量活性石灰并未能有效利用，增加生產(chǎn)成本。CaC2脫硫法的主要缺點(diǎn)為CaC2在空氣中與氧氣接觸容易自燃，儲(chǔ)藏、使用的安全性差，因此使用較少。除以上主要工藝外，申請(qǐng)?zhí)枮?00810137867.6的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種復(fù)合型鐵水脫硫劑及其制備方法、申請(qǐng)?zhí)枮?1114232. 4的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種復(fù)合型鐵水脫硫劑、以及申請(qǐng)?zhí)枮?00610018700. 9的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種復(fù)合型鐵水脫硫劑； 上述幾種脫硫劑本質(zhì)均為以石灰和鎂粉為主要原料，添加一些螢石等渣料或其它金屬如鋁，進(jìn)行機(jī)械攪拌混合，形成的一種含石灰、鎂粉、螢石、鋁粉等物質(zhì)的混合物，由于該混合物里的石灰、鎂粉等物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)并沒有發(fā)生變化，比如石灰的熔點(diǎn)仍為2580°C，鎂粉的熔點(diǎn)仍為650°C，沸點(diǎn)仍為1100°C，混合物進(jìn)入鐵水后仍然存在石灰難以熔化和鎂粉汽化升華等問題，脫硫劑利用率低，成本高等問題并沒有根本解決，因此在國(guó)內(nèi)尚無應(yīng)用業(yè)績(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用率高、成本較低的鐵水脫硫劑；本發(fā)明同時(shí)提供了該鐵水脫硫劑的制備方法以及用該脫硫劑的脫硫方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是鐵水脫硫劑，其特征在于，其各成分的重量百分含量為:CaO 55 70%、A1203 5 20%、Si02 2 4%、MgO 2 15%和CaF2 2 10%。本發(fā)明所述鐵水脫硫劑經(jīng)預(yù)熔處理。本發(fā)明所述鐵水脫硫劑為粉劑，粒度為0. 5 2mm。本發(fā)明的制備方法為將含Ca0、Al203、Si02、Mg0和CaF2的原料熔化后混合均勻； 降溫后破碎、研磨成粉末，即可得到本鐵水脫硫劑。本發(fā)明脫硫方法采用噴吹法進(jìn)行鐵水脫硫，所述脫硫劑采用上述的鐵水脫硫劑。本發(fā)明進(jìn)一步的脫硫方法其以N2作為載粉氣體，脫硫劑通過噴槍噴入鐵水罐內(nèi)處理罐內(nèi)鐵水；噴吹壓力為0. 5 IMpa，噴吹強(qiáng)度為10 50kg/min，鐵水溫度范圍為 1250 1350 。本發(fā)明脫硫劑為預(yù)熔型鋁酸鈣系脫硫劑，通過對(duì)原料的預(yù)熔，形成以CaO，Al2O3， SiO2,,MgO和CaF2為主要成分的鋁酸鈣渣系脫硫劑，熔點(diǎn)與組成是固定的，不含鎂粉和其它
金屬粉。本發(fā)明脫硫方法，具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)P本方法使用預(yù)熔型鋁酸鈣作為脫硫粉
齊U，該粉劑的熔點(diǎn)設(shè)計(jì)在1150°C -1350°C之間，能在鐵水的溫度范圍內(nèi)快速熔化，保證良好
的利用率和脫硫效果；g)本方法使用鋁酸鈣系脫硫劑，脫硫產(chǎn)物為CaS，在煉鋼高溫過程中
比較穩(wěn)定，回硫現(xiàn)象較輕；；！)本方法形成的脫硫渣較稠，容易在扒渣或撈渣環(huán)節(jié)中去除，進(jìn)
一步減少回硫的影響；本方法使用的預(yù)熔型鋁酸鈣粉劑原料來源廣泛，價(jià)格遠(yuǎn)比鎂粉和
鋁粉便宜，熔化性能好，能替代鎂粉降低脫硫成本；；§)本方法由于使用的脫硫粉劑密度大
于石灰粉，熔點(diǎn)在鐵水溫度范圍內(nèi)，在噴入鐵水后能充分與鐵水混合并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，脫硫效果優(yōu)于石灰粉，所需存儲(chǔ)罐容量也較小，設(shè)備也比較簡(jiǎn)單，而且粉劑不需要鈍化處理。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于jj本脫硫劑為復(fù)合渣系，脫硫能力
強(qiáng)，成分可靈活調(diào)整；!)本脫硫粉劑為粉劑時(shí)，其密度較大、粉劑的熔點(diǎn)在鐵水溫度范圍內(nèi)，熔化好，渣利用率高，因此脫硫效果好，經(jīng)脫硫和扒渣處理后的鐵水硫含量可降低到 0. 006%以下；；！)本脫硫粉劑能替代顆粒鎂進(jìn)行脫硫，可大幅降低成本，形成脫硫渣主要為
CaS,比MgS更穩(wěn)定，不易分解回硫應(yīng)用本脫硫劑進(jìn)行脫硫，成渣較稠，扒渣容易，回硫的可能性小。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本鐵水脫硫劑的制備以及脫硫方法
1、鐵水脫硫劑的制 備將含CaO、A1203、SiO2,MgO和CaF2的原料熔化，按照規(guī)定配比形成鋁酸鈣渣系，進(jìn)行預(yù)熔(將各成分熔化、混合均勻)、降溫破碎后，磨成粉末，粒度在0. 5 2mm之間，即得到本脫硫劑；
2、裝罐將混勻后的本脫硫劑通過輸送裝置送入噴吹罐，以N2作為載粉氣體。3、噴吹利用電氣控制系統(tǒng)切換開關(guān)回路，以N2作為載粉氣體，將本脫硫劑從噴吹罐傳送到噴槍，通過噴槍噴入鐵水中，噴吹流量調(diào)節(jié)范圍為10 50kg/min、噴吹壓力為 0. 5 IMpa、鐵水溫度范圍為1250°C 1350°C，噴吹時(shí)間根據(jù)鐵水初始硫含量及目標(biāo)硫含量確定。4、扒渣脫硫完畢后，通過扒渣機(jī)對(duì)鐵水進(jìn)行扒渣。實(shí)施例1
本鐵水脫硫劑主要成分(重量百分比)CaO 64. 29%, Al2O3 15. 98%，SiO2 2. 8%, MgO 2. 02%, CaF2 3. 8%;熔點(diǎn) 1310°C，粒度 0. 5 2mm，鐵水重量 108t，鐵水包凈空> 600mm， 鐵水溫度1320°C，噴吹強(qiáng)度25kg/min，噴吹時(shí)間12. 5min,扒渣時(shí)間14min，扒渣率95% ；鐵水化學(xué)成分(重量百分比):3. 9% C，0.45% Si，0. 15% Mn,0.07% P，0.039% S，余量為鐵；處理后鐵水硫含量為0. 006%。實(shí)施例2:
本鐵水脫硫劑主要成分(重量百分比)CaO 63. 09%, Al2O3 16. 78%，SiO2 2. 9%, MgO 3. 42%, CaF2 4.2% ；熔點(diǎn)1294°C，粒度0. 5 2mm，鐵水重量100t，鐵水包凈空> 600mm,鐵水溫度1310°C，噴吹強(qiáng)度27kg/min，噴吹時(shí)間lOmin，扒渣時(shí)間12min，扒渣率96% ； 鐵水化學(xué)成分(重量百分比):4. 2% C，0. 53% Si，0. 12% Mn，0· 06% P，0· 042% S，余量為鐵；處理后鐵水硫含量為0. 005%。實(shí)施例3
本鐵水脫硫劑主要成分(重量百分比)CaO 55%, Al2O3 =20%, SiO2 -A0Z0, MgO 11%, CaF2 10% ；熔點(diǎn)1335°C，粒度0. 5 2_，鐵水重量100t，鐵水包凈空> 600_，鐵水溫度 1350°C，噴吹強(qiáng)度10kg/min，噴吹時(shí)間18min，扒渣時(shí)間20min，扒渣率94% ；鐵水化學(xué)成分 (重量百分比):4. 1% C，0. 54% Si，0. 14% Mn，0· 06% P，0· 040% S，余量為鐵；處理后鐵水硫含量為 0. 006%ο實(shí)施例4
本鐵水脫硫劑主要成分(重量百分比)CaO 70%, Al2O3 11%，SiO2 :2%，MgO 15%, CaF2 2% ；熔點(diǎn)1260°C，粒度0. 5 2_，鐵水重量100t，鐵水包凈空> 600_，鐵水溫度 13400C，噴吹強(qiáng)度50kg/min，噴吹時(shí)間9min，扒渣時(shí)間lOmin，扒渣率94. 5% ；鐵水化學(xué)成分 (重量百分比):4. 3% C，0. 54% Si，0. 12% Mn，0· 06% P，0· 041% S，余量為鐵；處理后鐵水硫含量為 0. 0055%。實(shí)施例5
本鐵水脫硫劑主要成分(重量百分比)CaO 70%, Al2O3 5%, SiO2 3. 6%, MgO 13%,CaF2 8. 4% ；熔點(diǎn)1180°C，粒度0. 5 2_，鐵水重量100t，鐵水包凈空> 600_，鐵水溫度 1250°C，噴吹強(qiáng)度30kg/min，噴吹時(shí)間llmin，扒渣時(shí)間13min，扒渣率95. 5% ；鐵水化學(xué)成分 (重量百分比):4. 3% C，0. 54% Si，0. 12% Mn,0.06% P，0.041% S，余量為鐵；處理后鐵水硫含量為 0. 005%。
實(shí)施例6
本鐵水脫硫劑主要成分(重量百分比)CaO 70%, Al2O3 19%，SiO2 :3. 0%，MgO 2. 0%, CaF2 6. 0% ；熔點(diǎn)1260°C，粒度0. 5 2_，鐵水重量100t，鐵水包凈空> 600_，鐵水溫度 1280°C，噴吹強(qiáng)度20kg/min，噴吹時(shí)間12min，扒渣時(shí)間13. 5min，扒渣率95% ；鐵水化學(xué)成分 (重量百分比):4. 3% C，0. 54% Si，0. 12% Mn，0· 06% P，0· 041% S，余量為鐵；處理后鐵水硫含量為 0. 006%ο
權(quán)利要求
1.一種鐵水脫硫劑，其特征在于，其各成分的重量百分含量為CaO 55 70%、Al2O3 5 20%、SiO2 2 4%、MgO 2 15% 禾口 CaF2 2 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水脫硫劑，其特征在于所述鐵水脫硫劑經(jīng)預(yù)熔處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵水脫硫劑，其特征在于所述鐵水脫硫劑為粉劑，粒度為 0. 5 2mm。
4.權(quán)利要求1所述的鐵水脫硫劑的制備方法，其特征在于將含CaO、A1203、SiO2,CaF2 和MgO的原料熔化后混合均勻；降溫后破碎、研磨成粉末，即可得到本鐵水脫硫劑。
5 一種脫硫方法，其采用噴吹法進(jìn)行鐵水脫硫，其特征在于所述脫硫劑采用權(quán)利要求 1 3中任意一項(xiàng)所述的鐵水脫硫劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脫硫方法，其特征在于其以N2作為載粉氣體，脫硫劑通過噴槍噴入鐵水罐內(nèi)對(duì)鐵水進(jìn)行處理；噴吹壓力為0. 5 IMpa，噴吹強(qiáng)度為10 50kg/min，鐵水溫度范圍為1250°C 1350°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵水脫硫劑及其制備方法和用該脫硫劑的脫硫方法，其各成分的重量百分含量為CaO55～70%、Al2O35～20%、SiO22～4%、MgO2～15%和CaF22～10%。本發(fā)明使用該鐵水脫硫劑對(duì)鐵水進(jìn)行噴吹處理脫硫，以N2作為載粉氣體，利用氣體的動(dòng)力學(xué)條件和鐵水物理熱熔化脫硫渣，最終達(dá)到脫硫的目的，經(jīng)脫硫和扒渣處理后的鐵水硫含量可降低到0.006%以下。
文檔編號(hào)C21C1/02GK102230049SQ20111016863
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者付成安, 侯金海, 張曉力, 聶玉珠, 胡志剛, 陳瑜 申請(qǐng)人:河北鋼鐵集團(tuán)有限公司