[發(fā)明專利]一種鐵水預(yù)處理脫磷劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910263060.1
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN101781697A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏明;李桂榮;趙玉濤
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵水預(yù)處理脫磷用脫磷劑。

背景技術(shù)

由于磷在鋼中偏析較嚴(yán)重，使鋼的韌性變壞，特別在低溫條件下，含磷鋼易產(chǎn)生“冷脆”現(xiàn)象，鋼中磷元素的偏析還會造成鋼的各項(xiàng)異性，降低鋼的機(jī)械性能和焊接性能等，所以，對大多數(shù)鋼種而言，磷是鋼中的有害元素，必須嚴(yán)格控制。高級優(yōu)質(zhì)鋼要求鋼中磷含量低于0.015％，一些低溫用鋼、海洋用鋼、石油管線鋼、抗氫裂紋鋼等特殊鋼要求鋼中的磷含量低于0.01％甚至0.005％，這樣高的脫磷要求，單一依靠轉(zhuǎn)爐煉鋼很難實(shí)現(xiàn)。

目前，低磷鋼及超低磷鋼的冶煉有兩種主要技術(shù)路線。一種是轉(zhuǎn)爐冶煉采用“雙渣法”，即在轉(zhuǎn)爐內(nèi)采用兩次造渣，利用低溫有利于脫磷的特點(diǎn)，冶煉初期，通過控制升溫并實(shí)現(xiàn)快速造高氧化性高堿度渣，實(shí)現(xiàn)早期脫磷，然后在冶煉過程中，倒掉含磷量高的初渣，再造新渣冶煉，該方法可以將鋼中的磷降低到0.01～0.015％的水平，但很難繼續(xù)脫磷，另外，該方法工藝復(fù)雜，冶煉時間長，嚴(yán)重降低了轉(zhuǎn)爐的壽命和生產(chǎn)率，并給煉鋼后的精煉和連鑄工序的銜接匹配帶來一定困難，隨著煉鋼向高效化的發(fā)展，這種方法已經(jīng)很少采用。另一種方法是對入煉鋼爐前的鐵水采用預(yù)處理脫磷，即在鐵水罐或魚雷罐內(nèi)，對鐵水進(jìn)行脫磷處理，由于鐵水的溫度低，有利于脫磷，可以在較短的時間內(nèi)將鐵水中的磷降低到規(guī)定要求以下(低于0.01％，甚至更低)，減輕煉鋼爐脫磷的任務(wù)。在國外，鐵水預(yù)處理技術(shù)已經(jīng)成為優(yōu)質(zhì)鋼冶煉的必備技術(shù)，特別是在日本，鐵水預(yù)處理率已經(jīng)超過80％，我國的鐵水預(yù)處理技術(shù)也在加大推廣應(yīng)用。傳統(tǒng)的鐵水預(yù)處理脫磷普遍采用兩個系列的脫磷劑：蘇打(Na₂CO₃)系脫磷劑和石灰系脫磷劑。蘇打系脫磷劑的優(yōu)點(diǎn)是熔點(diǎn)低，化渣快，但由于碳酸鈉及分解后的氧化鈉，對環(huán)境污染嚴(yán)重、設(shè)備及耐火材料侵蝕嚴(yán)重、鐵水溫降大等缺陷，其應(yīng)用越來越受到限制。石灰系脫磷劑，由于單一的石灰不能脫磷，必須配合氧化劑如氧化鐵、錳礦石等固體氧化劑和氧氣，石灰主要起造渣劑的作用去固定五氧化二磷以生成可在渣中穩(wěn)定存在的磷酸鈣，但由于石灰的熔點(diǎn)高，必須配合較高量的助熔劑使用，目前工業(yè)上加入螢石、蘇打、氯化鈣等作助熔劑，這些助熔劑都有一定的污染，如螢石造成氟污染等，因此需要研究一種新型的鐵水預(yù)處理脫磷劑，具有化渣速度快，脫磷能力強(qiáng)，無毒無害等優(yōu)點(diǎn)。

由于脫磷需要高堿度高氧化性的渣系，目前的堿性氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼終渣即具備了高堿度和高氧化性的特點(diǎn)，作為煉鋼的固體廢棄物，轉(zhuǎn)爐終渣也有待進(jìn)行高附加值的綜合利用。利用轉(zhuǎn)爐終渣的高堿度和高氧化性特點(diǎn)，將其用于鐵水預(yù)處理脫磷在理論上具有可行性，現(xiàn)有技術(shù)中也有這方面的報道。中國專利(申請?zhí)?00910103666.9，以轉(zhuǎn)爐渣為原料的復(fù)合脫磷劑及其制備方法)公開了一種用轉(zhuǎn)爐渣、石英砂、軋鋼鐵皮、鋁礬土、蘇打、螢石配制的脫磷劑，該發(fā)明的不足主要有兩個，一是該發(fā)明中添加10～14％的蘇打和5％的螢石必然會帶來堿污染和氟污染，損害操作人員健康，脫磷以后的廢渣難以再利用，并會污染水資源和土壤；二是該脫磷劑只配加了石英砂而沒有配加活性石灰，降低了脫磷劑的堿度，加入的鋁礬土在堿性渣中顯示酸性，沒有脫磷作用，其助熔化渣效果也較差。中國專利(申請?zhí)?3115576.6，一種以轉(zhuǎn)爐渣為原料的鐵水脫磷劑)公開了一種用轉(zhuǎn)爐渣、石灰、鐵氧化物、石灰石、蘇打、螢石配制的脫磷劑，該發(fā)明的主要不足是配加螢石和蘇打，帶來堿污染和氟污染，隨著對環(huán)境保護(hù)、操作人員健康等要求的提高，這種含氟含揮發(fā)性強(qiáng)堿的渣系越來越少有應(yīng)用，另外，該發(fā)明中配加少量石灰石，由于石灰石及蘇打在鐵水預(yù)處理溫度下的分解吸熱，會使處理鐵水的溫度下降，雖然理論上低溫有利于脫磷，但溫度低不利于化渣，降低實(shí)際的脫磷效率和脫磷劑的利用率，并且由于粘渣嚴(yán)重給操作及后續(xù)處理帶來困難。