[發(fā)明專利]一種鐵水脫硫劑和鐵水脫硫的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410276360.4
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN104032093A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁新騰;曾建華;李揚(yáng)洲;龔洪君;楊森祥;楊曉東;喻林;陳均;何為;陳路
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號(hào): C21C7/064
• 分類號(hào): C21C7/064;C21C1/02
• 代理公司: 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 李婉婉;金迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵水脫硫劑以及采用該鐵水脫硫劑進(jìn)行鐵水脫硫的方法。

背景技術(shù)

鋼鐵材料中，硫含量直接影響著其使用性能，鋼中硫含量過高不僅會(huì)導(dǎo)致鋼的熱加工性能變壞，造成鋼的“熱脆”，而且還會(huì)明顯降低鋼的焊接性能，引起高溫龜裂。此外，鋼的塑性也隨著硫含量的增加顯著變差。純鐵或硅鋼片中含硫量高，磁滯損失的概率會(huì)相應(yīng)增加。因此脫硫成為鋼鐵冶煉中的主要目標(biāo)之一。而鐵水脫硫被認(rèn)為是減輕高爐、轉(zhuǎn)爐的冶金負(fù)荷，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要方法，也成為了冶煉低硫潔凈鋼必不可少的技術(shù)手段。在現(xiàn)有的鐵水脫硫過程中，通常需要加入鐵水脫硫劑。

鎂系脫硫劑是最有效的鐵水脫硫劑之一。常壓下鎂的熔點(diǎn)低至924K，沸點(diǎn)為1393K。在鐵水中生成的脫硫產(chǎn)物為MgS，其熔點(diǎn)為2000℃。在鐵水環(huán)境下不容易還原，但是在渣中有一部分MgS能夠溶解，形成回硫。目前大多數(shù)鋼廠采用的鎂系脫硫劑由鎂和活性石灰復(fù)合而成，其中，所述活性石灰通常含有至少90重量％的活性組分CaO。雖然這種鎂系脫硫劑具有較好的脫硫效果，但是活性石灰的成本相對(duì)較高，目前市場價(jià)格大約為600元/噸。因此，為了降低鋼鐵的生產(chǎn)費(fèi)用，亟需尋找一種成本較低的脫硫劑。

白云石基脫硫劑的熱力學(xué)研究(寇雨成等，安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011年01月)針對(duì)鋼鐵行業(yè)中采用鎂系脫硫劑的不足，提出了白云石基脫硫劑的概念，并對(duì)這種白云石基脫硫劑進(jìn)行熱力學(xué)方面的研究。該白云石基脫脫劑的主要成分為白云石經(jīng)高溫煅燒(煅燒溫度為900-1100℃)產(chǎn)生的活性顆粒，在脫硫過程中，需要在脫硫劑中加入鋁和氧化鐵，通過鋁和氧化鐵之間的鋁熱反應(yīng)釋放出的大量熱量對(duì)整個(gè)體系進(jìn)行升溫，從而將煅燒白云石還原成金屬鎂而實(shí)現(xiàn)鐵水脫硫。然而，雖然該白云石基脫硫劑的成本較低，目前市場價(jià)格大約為300元/噸，但是這種脫硫劑是通過采用金屬熱還原煅燒白云石生成鎂來進(jìn)行脫硫的，脫硫過程通常需要在高于1443℃的溫度下進(jìn)行，在熱力學(xué)上難以實(shí)現(xiàn)。此外，鋁與氧化鐵之間的反應(yīng)是固相與固相的反應(yīng)，動(dòng)力學(xué)條件并不好，在實(shí)際中應(yīng)用得很有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服采用現(xiàn)有的鎂系脫硫劑成本較高且采用現(xiàn)有的白云石基脫硫劑脫硫能力較差的缺陷，而提供一種新的鐵水脫硫劑以及采用該鐵水脫硫劑進(jìn)行鐵水脫硫的方法。

具體地，本發(fā)明提供了一種鐵水脫硫劑，其中，所述鐵水脫硫劑含有金屬鎂和高鎂石灰，以所述高鎂石灰的總重量為基準(zhǔn)，所述高鎂石灰中含有40-60重量％的CaO、30-50重量％的MgO、5-10重量％的CaCO₃和5-10重量％的MgCO₃。

此外，本發(fā)明還提供了一種鐵水脫硫的方法，該方法包括將待脫硫鐵水與上述鐵水脫硫劑進(jìn)行接觸脫硫。

本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過深入研究后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的鎂系脫硫劑含有的活性石灰中CaO的含量非常高(通常不低于90重量％)，從原理上進(jìn)行分析，該鎂系脫硫劑之所以具有較高的脫硫性能，是因?yàn)槠渲械幕钚越M分CaO在熔融的待脫硫鐵水中不僅能夠起到小顆粒金屬鎂的載體的作用，而且還能夠起到抑制金屬鎂的急速氣化、防止噴濺、避免大氣泡生成以及固化脫硫產(chǎn)物的作用。而本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過深入研究后還發(fā)現(xiàn)，雖然所述高鎂石灰中CaO的含量較活性石灰要低很多，但是其中含有MgO、CaCO₃和MgCO₃不僅不會(huì)影響脫硫活性，反而恰巧能夠輔助CaO與金屬鎂起到非常好的協(xié)同脫硫作用，最終將鐵水中的硫含量降低至與采用現(xiàn)有的鎂系脫硫劑相當(dāng)甚至是更低的水平。此外，本發(fā)明提供的鐵水脫硫劑中高鎂石灰的成本較活性石灰要低得多，因此，還能夠降低成本，極具工業(yè)應(yīng)用前景。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供的鐵水脫硫劑含有金屬鎂和高鎂石灰，以所述高鎂石灰的總重量為基準(zhǔn)，所述高鎂石灰中含有40-60重量％的CaO、30-50重量％的MgO、5-10重量％的CaCO₃和5-10重量％的MgCO₃。

根據(jù)本發(fā)明提供的鐵水脫硫劑，盡管所述鐵水脫硫劑只要同時(shí)含有金屬鎂和高鎂石灰就具有較好的脫硫效果，但為了使得這兩種物質(zhì)起到更好的協(xié)同脫硫作用，優(yōu)選地，以所述鐵水脫硫劑的總重量為基準(zhǔn)，所述金屬鎂的含量為15-25重量％，所述高鎂石灰的含量為75-85重量％。