[發明專利]一種鐵水脫硫劑及鐵水真空脫硫方法

有效

• 申請號: 201410203387.0
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN103952516A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 王長寶;吳海濱
• 申請（專利權）人: 萊蕪鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064;C21C7/10
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉

技術領域

本發明屬于轉爐煉鋼前鐵水預處理領域，具體涉及一種鐵水脫硫劑及鐵水真空脫硫方法。

背景技術

現代冶煉中為保證鋼的質量，大多數情況下在爐外要對鐵水進行脫硫預處理，常用的脫硫劑包括Ca系脫硫劑，Mg系脫硫劑和Na系脫硫劑等，但目前所使用的這些脫硫劑均存在一些不足之處，例如石灰類脫硫劑存在消耗量大、鐵損高、鐵水降溫多、易水化等缺陷，且脫硫效果一般；電石粉脫硫劑則需要鐵水具有較高溫度(＞1500℃)，否則脫硫效率很低；鎂脫硫劑雖然效率高，但其存在價格昂貴的缺陷。目前，尚不存在脫硫效果較好、效率高以及成本較低的脫硫劑。

發明內容

本發明的目的在于改進現有技術中的不足，提供一種脫硫效率高、經濟實惠、鐵損少、易扒渣、溫降低的鐵水脫硫新工藝，使用本發明的方法進行脫硫，可使終產品中[S]降至0.005％以下，噸鐵脫硫劑單耗約2kg，噸鐵脫硫劑價格約12元，噸鐵鐵損約6kg。

為達到上述目的，本發明根據真空條件下碳和氧化鎂反應的熱力學和動力學及高溫下鎂與硫的相互反應原理，提出了一種新的脫硫劑和脫硫方法。

本發明提供的脫硫劑包括氧化鎂、石墨和CaF₂。

優選的，所述脫硫劑中MgO和C的摩爾比為2～2.4，催化劑CaF₂質量為氧化鎂和石墨總質量2～5％。

氧化鎂真空碳熱還原過程分兩步進行：

MgO(s)+C(s)＝Mg(g)+CO(g)

MgO(s)+CO(g)＝Mg(g)+CO₂(g)

高溫下，鎂與硫的相互反應存在兩種反應機理：

第一種反應機理：Mg(g)+[S]＝MgS(s)

第二種反應機理：Mg(g)→[Mg]

[Mg]+[S]＝MgS(s)

根據前述反應原理，本發明還提供了一種對鐵水進行脫硫的方法：

1、根據鐵水量及其中硫含量，稱量氧化鎂、石墨、CaF₂，其中MgO/C＝2～2.4(摩爾比)，CaF₂質量為氧化鎂和石墨總質量2～5％。此處的氧化鎂，石墨，CaF₂均為工業級即可；

2、將氧化鎂與CaF₂一起磨細至180～200目；

3、將石墨磨細至180～200目；

4、將磨好的氧化鎂、CaF₂、石墨細粉混到一起，混合均勻；

5、將帶有底吹元件的鐵水灌放到真空罩下面，設置真空泵將體系內壓力控制在100～200pa；

6、將磨好的混合細粉通過鐵水灌底吹元件吹入鐵水灌中，底吹壓強為鐵水罐底部鐵水壓強與體系內壓強(100～200pa)之和的1.2倍，關閉閥門，保持10分鐘。

氧化鎂，石墨，CaF₂混合細粉在鐵水中上升過程中利用鐵水熱量，發生劇烈反應，大量的鎂被還原出來后立即溶解于鐵水或氣化成鎂蒸氣，然后與鐵水中的硫反應生成固態MgS。同時，氧化鎂被還原的同時，還使鐵水產生攪拌運動，提高脫硫效果。保持10分鐘之后，可使[S]降至0.005％以下，噸鐵脫硫劑單耗約2kg，噸鐵脫硫劑價格約12元，噸鐵鐵損約6kg。即利用了金屬鎂其它脫硫劑所不能比擬的強脫硫能力，又大大降低了使用價格。同時，鐵水溫降小，渣量少，鐵損也少。

以高爐鐵水硫0.04％(質量分數)、脫硫后硫含量為0.005％(質量分數)、鐵水溫度1300℃的條件下，在200t鐵水灌中使用不同脫硫劑進行脫硫，其經濟指標如表1所示：

表1、不同脫硫劑技術指標對比

從上表可以看出，本發明提供的脫硫劑具有處理時間短，成本低，單耗小等優勢。

本發明相對于現有技術，具有如下優點：

其一，本發明工藝脫硫效果較好，脫硫效率高，可使鐵水中[S]降至0.005％以下；

其二，本發明工藝脫硫劑價格低廉，噸鐵脫硫劑價格約12元，氧化鎂、石墨和CaF₂均為工業級，來源廣泛，大幅降低了脫硫劑單位成本；

其三，本發明工藝噸鐵脫硫劑單耗低，約2kg，從而大大減少了噸鐵鐵損、渣量、溫降；

其四，本發明工藝脫硫處理時間段，減少了鐵水溫降，節約能源。

附圖說明

圖1、利用真空碳熱還原氧化鎂對鐵水進行脫硫預處理的裝置示意圖。

附圖標識：