本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合預(yù)熔鐵水脫硫劑及其制備和使用方法。
背景技術(shù)：
鐵水預(yù)處理脫硫技術(shù)目前是鋼鐵生產(chǎn)流程的重要工藝環(huán)節(jié)之一，為各大企業(yè)廣為采用，尤其是隨著用戶對鋼材質(zhì)量要求的日益嚴(yán)格，以及鋼鐵企業(yè)降本增效壓力的增加，此項技術(shù)更是顯得不可或缺。眾所周知，在鋼鐵生產(chǎn)流程中，從高爐到轉(zhuǎn)爐(電爐)，去硫的主要方法包括高爐內(nèi)控制鐵水硫含量、鐵水脫硫預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐(電爐)脫硫及爐外精煉脫硫。由于轉(zhuǎn)爐(電爐)冶煉脫硫的能力很低，而爐外精煉去硫時間較長，影響處理周期，而且成本較高。高爐內(nèi)控硫的主要措施包括控制入爐礦石及焦炭等原料的硫含量、提高爐渣堿度、增加渣量、控制爐內(nèi)溫度等措施，但高爐內(nèi)控硫能力有限，而且導(dǎo)致鐵水成本增加。
鐵水預(yù)處理脫硫目前主要以噴吹脫硫和kr攪拌法為主，噴吹法所使用的脫硫劑主要包括顆粒鎂或顆粒鎂+石灰，而kr法所用的脫硫劑主要是石灰以及石灰系脫硫劑。對于脫硫劑而言，顆粒鎂價格比較高，脫硫成本偏高，而且生成的脫硫產(chǎn)物mgs不穩(wěn)定，如果脫硫后爐渣扒不干凈，很容易被還原形成回硫。而石灰系脫硫劑熔點偏高，若鐵水溫度偏低，熔化效果不理想，影響脫硫率。此外，噴吹法脫硫和kr法脫硫都需要增建脫硫設(shè)備，要求足夠大的空間場地，一次性投資較大，而且噸鋼脫硫成本較高。
對于許多以生產(chǎn)中低端鋼材為主的鋼鐵企業(yè)來說，由于當(dāng)初建廠時沒有預(yù)留鐵水預(yù)處理設(shè)備的場地位置，無法增建設(shè)備，加上大多數(shù)產(chǎn)品對成分中硫含量的要求并不是特別嚴(yán)格，沒有必要進(jìn)行設(shè)備復(fù)雜、成本較高的深脫硫操作，而只需要對鐵水進(jìn)行適當(dāng)脫硫就可以滿足鋼種生產(chǎn)要求。其主要目的是：1、為了在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低鋼中硫含量，提高產(chǎn)品的市場競爭力。2、為了減小lf精煉過程脫硫負(fù)擔(dān)，從而縮短lf精煉周期，更好的實現(xiàn)爐機周期的匹配，以便更順利的組織生產(chǎn)?；谝陨峡紤]，其對鐵水預(yù)處理脫硫的要求是：(1)利用現(xiàn)有設(shè)備條件，不增加新設(shè)備投入。(2)具有較好的脫硫效果(脫硫率達(dá)到40％以上)。(3)工藝簡單易行、原料制備簡單、噸鐵成本較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合預(yù)熔鐵水脫硫劑及其制備和使用方法，解決了不增設(shè)脫硫設(shè)備的企業(yè)脫硫效果不好的問題。主要目的是為那些不具備噴吹及kr脫硫設(shè)備的鋼鐵企業(yè)提供一種簡單易行、成本較低、處理效果較好的鐵水預(yù)處理脫硫方法，達(dá)到降低產(chǎn)品中硫含量、減少lf精煉脫硫時間，從而縮短精煉周期以實現(xiàn)更好爐機周期匹配的目的。
一種復(fù)合預(yù)熔鐵水脫硫劑，各組分的重量百分含量為：cao：60-75％，caf2：8-15％，sio2：3-7％，al2o3：5-10％、cac2：5-10％，其余為雜質(zhì)。
脫硫劑形態(tài)為顆粒狀固態(tài)，粒度為8～25mm，其中粒度＜15mm的≥80wt％。
一種復(fù)合預(yù)熔鐵水脫硫劑的制備方法，具體步驟及參數(shù)如下：
1、將含cao、al2o3、sio2、caf2和cac2等組分的原料(白灰、鋁礬土、螢石及電石等)按照脫硫劑要求混合均勻，脫硫劑各組分的重量百分含量為：cao：60-75％，caf2：8-15％，sio2：3-7％，al2o3：5-10％、cac2：5-10％；
2、然后將混勻后的原料在1250-1550℃高溫下熔化，待降至室溫后將原料破碎為8-25mm顆粒，其中粒度＜15mm的≥80wt％。
一種復(fù)合預(yù)熔鐵水脫硫劑的使用方法，具體步驟及參數(shù)如下：
1、出鐵前在鐵水包底加入脫硫劑，加入量2.0-10.0kg/t鐵，然后出鐵，使脫硫劑與鐵水混沖并充分接觸，要求鐵水溫度1230-1360℃；
2、出鐵達(dá)到鐵包容積的2/3時，根據(jù)現(xiàn)場條件，采用人工或機械加料方式，再次向鐵包中加入脫硫劑，加入量為2.0-10.0kg/t鐵；
脫硫劑總加入量為4.0-20.0kg/t鐵。
本發(fā)明的優(yōu)點在于：
1、成本低：本發(fā)明中脫硫劑原料價格低廉，都是煉鋼廠常見的造渣原料，主要原料白灰大部分企業(yè)均可以自產(chǎn)；制備成本簡單，因此脫硫劑綜合成本較低。此外，本發(fā)明應(yīng)用工藝操作簡單，基本不需要增加其他新設(shè)備，因此，工藝成本低。
2、脫硫效果好：經(jīng)實驗室檢測，本發(fā)明中脫硫劑的半球點溫度為1170-1250℃之間，在正常的鐵水溫度條件下(1320-1450℃)能夠充分熔化，從而保證更好的與鐵水接觸反應(yīng)，達(dá)到良好的脫硫效果。熱力學(xué)計算及生產(chǎn)現(xiàn)場試驗結(jié)果表明，按照本發(fā)明脫硫劑成分及加入量，脫硫渣中硫的分配系數(shù)ls((％s)/[％s])在4300-5100之間，脫硫率達(dá)到38-52％，平均43.6％。
3、回硫量較低：實驗室檢測結(jié)果及生產(chǎn)現(xiàn)場實踐證明，采用本發(fā)明中脫硫劑成分及加入量，脫硫后鐵渣半球熔化溫度在1280-1340℃之間，不會凝固結(jié)殼，而且脫硫劑與出鐵帶渣反應(yīng)后的鐵包頂渣比較粘稠，更容易扒除，可以有效減少鐵渣回硫。此外，由于本發(fā)明中脫硫劑以cao為主，生成的硫化物主要是cas，cas比較穩(wěn)定，在鐵水溫度下不易分解，抑制了脫硫后的回硫。
具體實施方式
實施例1
脫硫劑成分(重量百分比)：cao：70.6％，caf2：11.2％，sio2：3.5％，al2o3：5.8％、cac2：7.6％，其余為雜質(zhì)；鐵水重量82.3噸，鐵水溫度1365℃；第一次加入脫硫劑2.5kg/t鐵，第二次加入脫硫劑2.4kg/t鐵，總加入量為4.9kg/t鐵，鐵水初始硫含量為0.028％，處理后鐵水硫含量為0.0171％，脫硫率為39.3％。
實施例2
脫硫劑成分(重量百分比)：cao：67.5％，caf2：12.7％，sio2：3.2％，al2o3：8.2％、cac2：6.3％，其余為雜質(zhì)；鐵水重量83.5噸，鐵水溫度1380℃；第一次加入脫硫劑3.6kg/t鐵，第二次加入脫硫劑2.8kg/t鐵，總加入量為6.4kg/t鐵，鐵水初始硫含量為0.032％，處理后鐵水硫含量為0.0175％，脫硫率為45.2％。
實施例3
脫硫劑成分(重量百分比)：cao：69.3％，caf2：11.5％，sio2：5.5％，al2o3：5.9％、cac2：6.1％，其余為雜質(zhì)；鐵水重量82.4噸，鐵水溫度1382℃；第一次加入脫硫劑4.5kg/t鐵，第二次加入脫硫劑4.0kg/t鐵，總加入量為8.5kg/t鐵，鐵水初始硫含量為0.026％，處理后鐵水硫含量為0.0126％，脫硫率為51.5％。