CN101358265A - 复合型铁水脱硫剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明复合型铁水脱硫剂及其制备方法，涉及到用于铁水或钢水脱硫的新型脱硫剂及其制造工艺。该复合型铁水脱硫剂组分及重量百分比为：CaO 70.0％～75.0％，TMg 2.0％～3.0％，CaC2 10.0％～12.0％，NaHCO38.0％～10.0％，Al 0.5％～1.5％，C 1.0％～4.0％，CaF2 0～5.0％，S≤0.18％，P≤0.10％，其余为杂质。其成品为粉状。其制备方法是，利用石灰、钝化镁粉、电石、碱金属碳酸盐类添加剂、铝粉、石墨或木炭、萤石等作原料，按一定重量百分比进行配料、混匀，干燥预处理，并配制钝化液，再将钝化液倒入上述物料，搅拌直到物料干燥为止，自然冷却、研磨后制成粉状成品。本发明所述的复合型脱硫剂及其制备工艺与现有技术相比，具有如下的优点：脱硫处理所需时间短、渣量少、温降小和脱硫效果好。综合使用成本较低。生产工艺简单，且原料来源广泛。可以改善铁水脱硫过程中的渣态，降低铁水脱硫铁损。电石，尤其是镁粉(粒)都是高能耗的产品，因本发明复合型铁水脱硫剂相应降低了CaC2或Mg的使用量，从而达到节能的效果。
Description
所属技术领域
本发明属于冶金炼钢过程中铁水脱硫剂技术领域，具体地说是涉及一种既能满足铁水深脱硫要求又能降低铁水脱硫过程中铁损的复合型铁水脱硫剂及其制备方法。
背景技术
钢中硫对钢的性能有不良的影响，使刚钢的塑性和韧性降低，并影响钢的表面和内在质量。现代工业所需的钢，要求硫含量应≤0.015％，而管线钢其硫含量限制在0.002～0.005％的水平。为了降低钢中硫含量、提高钢的质量水平，铁水炉外处理脱硫技术已成为炼钢工艺不可缺少的环节。传统的铁水脱硫剂主要有碳化钙(CaC2)、石灰(CaO)基脱硫剂和镁(Mg)基脱硫剂等三种，其成分都单一，也各有利弊。一种是用电石(CaC2)脱硫，其脱硫能力强，但电石粉易吸潮，放出易爆气体C2H2，吸潮后会大大降低电石的脱硫能力，且成本比较高。另一种是用石灰(CaO)脱硫，其价格低，易加工，使用安全，但CaO脱硫能力有限，用量较大，流动性差；再一种脱硫剂就是Mg粉脱硫，其脱硫能力非常强，因此一般不使用纯Mg，而是与其它材料混合一起使用，且Mg的价格昂贵。也有将上述三种物质按一定比例混合在一起的脱硫剂，但它们的成本较高，而且脱硫效果也不是很明显。
现有技术中，为了一方面保证铁水脱硫的效果，另一方面又通过改进脱硫过程中渣态以降低铁损，或降低脱硫剂使用综合成本，在上述的三种脱硫剂及其混合物作为脱硫剂的基础上，通过填加新的物质，如稀土金属和碱金属，研究了许多新型的复合脱硫剂。如，中国专利申请(01106069.7)公开一种镁钡脱硫合金，合金中含有10～30％的镁，含有20～40％的钡，含有30～45％的硅。该合金的优点在于，在使用中镁的利用率可提高到70％以上，同时镁钡合金的用量要比镁基脱硫剂的用量减少50％左右。但其缺点在于：生产镁钡合金需要有专门的设备，如中频电炉、颚式破碎机等，增加了镁基脱硫剂的成本。又如中国专利申请(01109969.0)公开了一种用于炼钢脱氧和脱硫的铝镁合金，其化学成分为(wt，％)：Al 30～98％，Mg 2～70％及其它不可避免的杂质。该合金具有很强的脱氧和脱硫能力，但生产和使用成本都较高。
发明内容
本发明的第一个目的是提供适合于铁水脱硫的复合型铁水脱硫剂，实现铁水脱硫的高效且节能，且不增加铁水脱硫综合成本；第二个目的是提供该复合型铁水脱硫剂的制备方法。
根据本发明的第一个目的，提供一种复合型铁水脱硫剂，其组分及重量百分比为：CaO 70.0％～75.0％，TMg 2.0％～3.0％，CaC2 10.0％～12.0％，NaHCO3 8.0％～10.0％，Al 0.5％～1.5％，C 1.0％～4.0％，CaF2 0～5.0％，S≤0.18％，P≤0.10％，其余为杂质。其成品制成粉状，其粒度为0.10～0.50mm。
根据本发明的第二个目的，提供本发明复合型铁水脱硫剂的制备方法，即：
使用下列原料：含CaO≥70～88％的石灰，其S≤0.05％，活性度≥250ml/4N(HCl)，灼减＜0.5％，安息角＜35°，经钝化处理，粒度为0.01～0.1mm；含TMg≥85％的钝化镁粉，其粒度为0.1～0.5mm；含CaC2≥75％的碳化钙(电石)，其S≤0.15％，发气量≥230～250L/Kg，粒度为0.01～0.1mm；纯度≥98％的铝粉(粒)；含CaF2≥75％的萤石；含C≥90％的石墨或木炭；以及含碱金属盐的添加剂，其粒度为0.01～0.mm；以及钝化液；
原料配比为(重量百分比)：石灰70.0％～90.0％，钝化镁粉2.0％～3.5％，电石10.0％～16.0％，添加剂8.0％～10.0％，铝粉Al 0.5％～1.6％，石墨或木炭1.0％～4.0％，萤石0～5.0％，钝化液0.6％～0.7％；
制备步骤：先按上述原料配比范围将石灰、钝化镁粉、电石、添加剂、石墨或木炭、萤石各种组分进行配料、混匀，干燥预处理，并配制钝化液，再将钝化液倒入上述物料，搅拌直到物料干燥为止，自然冷却、研磨后制成粉状成品。
进一步的是，所述的添加剂为碳酸氢钠、碳酸钠、钾的碳酸盐的一种或其组合。
进一步的是，所述的钝化液是醋酸或草酸等有机酸的一种。
进一步的是，所述的钝化液还可以是氯化镁与醋酸或草酸、水的混合溶液，其浓度为65～80g/L。
在本发明复合型铁水脱硫剂的组分中，主要含有CaO，其脱硫能力相对较弱，用量大，形成的渣量也大，铁损也较高，但脱硫渣为固态渣，扒渣方便，对铁水罐、混铁车侵蚀较小，且资源广，价格低，易加工，使用安全。
含有一定量的Mg粉和电石(CaC2)，其共同的特点是脱硫能力强，用量烧，渣量少，铁损小，但它们价格昂贵，电石易吸潮、易爆，镁粉易挥发，使用不安全。
添加一定的小苏打(NaHCO3)或纯碱(Na2CO3)或钾盐，其作用在于，钠、钾等碱金属具有较强的脱硫效果，而且容易获得且价格便宜，与纯钙基或含镁基脱硫剂相比，相应减少CaO或Mg粉的用量，从而降低脱硫成本。
添加一定的铝粉(Al)的作用在于增加铁水脱硫剂中CaO的活性，减少CaO的用量，且铝本身具有一定的脱硫作用。
添加一定的萤石(CaF2)的作用在于，英石本身没有脱硫能力，但它可以使CaO的脱硫速度显著增加，并调节铁水脱硫过程中的渣态，以便适应不同的铁水原料条件，这一点已在实践中得到证实。
本发明所述的复合型脱硫剂及其制备方法与现有技术相比，具有如下的优点：
1、与纯钙基或含镁脱硫剂的使用效果相比，脱硫处理所需时间短、渣量少、温降小和脱硫效果好，且在较低铁水温度(≤1300℃)下，仍具有较好的脱硫能力。
2、本复合型脱硫剂综合使用成本与使用纯钙基铁水脱硫剂或含镁基铁水脱硫剂的成本相当。
3、本复合型脱硫剂的生产工艺简单，且原料来源广泛。
4、本发明铁水脱硫剂可以改善铁水脱硫过程中的渣态，可针对不同的原料条件通过选择本复合型脱硫剂的组分等手段，实现降低铁水脱硫过程中铁损的目的。
5、电石，尤其是镁粉(粒)都是高能耗的产品，本发明复合型铁水脱硫剂，与以往的纯钙基铁水脱硫剂和含镁基铁水脱硫剂相比，相应降低了CaC2或Mg的使用量，从而达到节能的效果。
具体实施方式
下面通过实施例进一步地阐明本发明的技术方案。
实施例1
一种复合型铁水脱硫剂，其组分及重量百分比为：CaO 71.0％，TMg2.5％，CaC2 12.0％，NaHCO3 9.0％，Al 0.6％，C 2.0％，CaF2 2.0％，S≤0.18％，P≤0.10％，其余为杂质。该成品为粉状，其粒度为0.10～0.50mm。
按一定重量百分比准备原料，即：含CaO 85％的石灰83.5％，其S≤0.05％，活性度≥250ml/4N(HCl)，灼减＜0.5％，安息角＜35°，经钝化处理，粒度为0.01～0.1mm，含TMg 90％的钝化镁粉2.8％，其粒度为0.1～0.5mm，含CaC2 80％的碳化钙(电石)15％，其S≤0.15％，发气量≥230～250L/Kg，粒度为0.01～0.1mm，小苏打(NaHCO3)9.0％，纯度为99％的铝粉(粒)0.61％；含C 99％的石墨或木炭2.0％，含CaF2 80％的萤石2.5％，以及为总重量0.6％～0.7％氯化镁与醋酸混合溶液的钝化液等原料。
制备步骤：先将石灰、钝化镁粉、电石、添加剂、石墨或木炭、萤石各种组分进行配料、混匀，干燥预处理，再将配制号的钝化液倒入上述物料，搅拌直到物料干燥为止，自然冷却、研磨后制成粉状成品。
实施例2
一种复合型铁水脱硫剂，其组分及重量百分比为：CaO 75.0％，TMg2.0％，CaC2 11.5％，NaHCO3 10.0％，Al 0.8％，C 3.0％，CaF2 3.0％，S≤0.18％，P≤0.10％，其余为杂质。该成品为粉状，其粒度为0.10～0.50mm。
按一定重量百分比准备原料，即：含CaO 88％的石灰85.2％，其S≤0.05％，活性度≥250ml/4N(HCl)，灼减＜0.5％，安息角＜35°，经钝化处理，粒度为0.01～0.1mm，含TMg 95％的钝化镁粉2.1％，其粒度为0.1～0.5mm，含CaC2 84％的碳化钙(电石)13.7％，其S≤0.15％，发气量≥230～250L/Kg，粒度为0.01～0.1mm，小苏打(NaHCO3)10.0％，纯度为99％的铝粉(粒)0.81％；含C 99％的石墨或木炭3.0％，含CaF2 80％的萤石3.75％，以及为总重量0.6％～0.7％氯化镁与醋酸混合溶液的钝化液等原料。
制备步骤同实施例1。
实施例3
一种复合型铁水脱硫剂，其组分及重量百分比为：CaO 75.0％，TMg2.5％，CaC2 11.0％，NaHCO3 9.0％，Al 0.9％，C 2.5％，S≤0.18％，P≤0.10％，其余为杂质。该成品为粉状，其粒度为0.10～0.50mm。
按一定重量百分比准备原料，即：含CaO 85％的石灰88.2％，其S≤0.05％，活性度≥250ml/4N(HCl)，灼减＜0.5％，安息角＜35°，经钝化处理，粒度为0.01～0.1mm，含TMg 98％的钝化镁粉2.55％，其粒度为0.1～0.5mm，含CaC2 85％的碳化钙(电石)12.9％，其S≤0.15％，发气量≥230～250L/Kg，粒度为0.01～0.1mm，小苏打(NaHCO3)9.0％，纯度为99％的铝粉(粒)1.01％；含C 99％的石墨或木炭2.6％，以及为总重量0.6％～0.7％醋酸钝化液等原料。
制备步骤同实施例1。
实施例4
一种复合型铁水脱硫剂，其组分及重量百分比为：CaO 74.0％，TMg2.8％，CaC2 10.5％，Na2CO3 9.0％，Al 1.0％，C 2.0％，CaF2 2.0％，S≤0.18％，P≤0.10％，其余为杂质。该成品为粉状，其粒度为0.10～0.50mm。
按一定重量百分比准备原料，即：含CaO 85％的石灰87.0％，其S≤0.05％，活性度≥250ml/4N(HCl)，灼减＜0.5％，安息角＜35°，经钝化处理，粒度为0.01～0.1mm，含TMg 98％的钝化镁粉2.85％，其粒度为0.1～0.5mm，含CaC2 86％的碳化钙(电石)12.2％，其S≤0.15％，发气量≥230～250L/Kg，粒度为0.01～0.1mm，纯碱(Na2CO3)9.0％，纯度为99％的铝粉(粒)1.01％；含C 99％的石墨或木炭2.0％，含CaF2 80％的萤石2.5％，以及为总重量0.6％～0.7％氯化镁与醋酸混合溶液的钝化液等原料。
制备步骤同实施例1。
实施例5
一种复合型铁水脱硫剂，其组分及重量百分比为：CaO 73.0％，TMg2.6％，CaC2 10.0％，KHCO3 9.0％，Al 1.0％，C 2.7％，S≤0.18％，P≤0.10％，其余为杂质。该成品为粉状，其粒度为0.10～0.50mm。
按一定重量百分比准备原料，即：含CaO 85％的石灰85.9％，其S≤0.05％，活性度≥250ml/4N(HCl)，灼减＜0.5％，安息角＜35°，经钝化处理，粒度为0.01～0.1mm，含TMg 98％的钝化镁粉2.65％，其粒度为0.1～0.5mm，含CaC2 85％的碳化钙(电石)11.8％，其S≤0.15％，发气量≥230～250L/Kg，粒度为0.01～0.1mm，KHCO3 9.0％，纯度为99％的铝粉(粒)1.01％；含C 99％的石墨或木炭2.73％，以及为总重量0.6％～0.7％氯化镁与醋酸混合溶液的钝化液等原料。
制备步骤同实施例1。
Claims (7)
1、复合型铁水脱硫剂，其特征在于，其组分及重量百分比为：CaO70.0％～75.0％，TMg 2.0％～3.0％，CaC2 10.0％～12.0％，NaHCO3 8.0％～10.0％，Al 0.5％～1.5％，C 1.0％～4.0％，CaF2 0～5.0％，S≤0.18％，P≤0.10％，其余为杂质。
2、根据权利要求1所述的复合型铁水脱硫剂，其特征在于，其成品最好制成粉状，其粒度为0.10～0.50mm。
3、根据权利要求1或2所述复合型铁水脱硫剂的制备方法，其特征在于：
(1)使用原料为：含CaO≥70～88％的石灰，其S≤0.05％，活性度≥250ml/4N(HCl)，灼减＜0.5％，安息角＜35°，经钝化处理，粒度为0.01～0.1mm；含TMg≥85％的钝化镁粉，其粒度为0.1～0.5mm；含CaC2≥75％的碳化钙(电石)，其S≤0.15％，发气量≥230～250L/Kg，粒度为0.01～0.1mm；纯度≥98％的铝粉(粒)；含CaF2≥75％的萤石；含C≥90％的石墨或木炭；以及含碱金属盐的添加剂，其粒度为0.01～0.mm；以及钝化液；
(2)原料配比为(重量百分比)：石灰70.0％～90.0％，钝化镁粉2.0％～3.5％，电石10.0％～16.0％，添加剂8.0％～10.0％，铝粉Al 0.5％～1.6％，石墨或木炭1.0％～4.0％，萤石0～5.0％，钝化液0.6％～0.7％；
(3)制备步骤：先按(2)的原料配比范围将石灰、钝化镁粉、电石、添加剂、石墨或木炭、萤石各种组分进行配料、混匀，干燥预处理，并配制钝化液，再将钝化液倒入上述物料，搅拌直到物料干燥为止，自然冷却、研磨后制成粉状成品。
4、根据权利要求3所述复合型铁水脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述的添加剂为碳酸氢钠。
5、根据权利要求3所述复合型铁水脱硫剂的制备工艺，其特征在于，所述的添加剂为碳酸钠、钾的碳酸盐的一种或其组合。
6、根据权利要求3所述复合型铁水脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述的钝化液是醋酸或草酸等有机酸的一种。
7、根据权利要求3所述复合型铁水脱硫剂的制备方法，其特征在于，所述的钝化液是氯化镁与醋酸或草酸、水的混合溶液，其浓度为65～80g/L。
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