[發(fā)明專利]一種鐵水?dāng)嚢杳摿驘釕B(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810459218.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110484674A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王毓男;孫興洪;王睿之;姚金甫;蔣曉放;何平顯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C21C1/02
• 分類號(hào): C21C1/02;C21C7/064;G01N25/00
• 代理公司: 31254 上海集信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 肖祎<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本發(fā)明揭示了一種鐵水?dāng)嚢杳摿驘釕B(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)，包括攪拌裝置、升降裝置、設(shè)備支架、防熱輻射裝置、爐口快速固定裝置、非真空感應(yīng)爐，所述攪拌裝置與升降裝置連接，并設(shè)于設(shè)備支架上，設(shè)備支架設(shè)于防熱輻射裝置之上，防熱輻射裝置通過(guò)爐口快速固定裝置設(shè)于非真空感應(yīng)爐之上。既能夠大幅度擴(kuò)展影響鐵水?dāng)嚢杳摿虻墓に囈蛩氐难芯糠秶帜軌驅(qū)μ岣哞F水脫硫效率的前沿技術(shù)進(jìn)行研究。同時(shí)能夠?qū)Σ僮鞴に噮?shù)與鐵水及渣成分進(jìn)行精準(zhǔn)在線控制，并能夠進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的在線采集，具有試驗(yàn)精準(zhǔn)、適應(yīng)性廣、操作簡(jiǎn)便、成本低廉、周期較短、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵水脫硫預(yù)處理技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種鐵水?dāng)嚢杳摿驘釕B(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著用戶對(duì)鋼質(zhì)量要求的不斷提高，尤其是高質(zhì)量的管線鋼、容器鋼、耐酸鋼等均要求鋼中S含量小于0.005％，甚至在0.001％以下[1]。因此，鐵水脫硫預(yù)處理過(guò)程在鋼鐵冶煉中的位置日益重要。鐵水預(yù)脫硫?qū)τ谔岣咪摰馁|(zhì)量、優(yōu)化鋼鐵生產(chǎn)工藝、節(jié)能降耗等方面都起著重要作用，它已發(fā)展成為鋼鐵冶金中不可缺少的環(huán)節(jié)。在諸多鐵水預(yù)脫硫方法當(dāng)中，KR(Kanbara reactor)機(jī)械攪拌法因其具有脫硫效果好，噴濺少，脫硫后轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水回硫少等優(yōu)點(diǎn)，被國(guó)內(nèi)外鋼廠廣泛采用并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

KR鐵水脫硫生產(chǎn)工藝受到很多因素的影響，其中包括脫硫劑、鐵水溫度、鐵水組成、鐵水頂渣、鐵水包結(jié)構(gòu)等。脫硫劑是決定脫硫率和脫硫成本的主要因素之一，選擇脫硫劑主要以其脫硫能力、成本、資源、環(huán)境保護(hù)、對(duì)混鐵車(chē)耐材的侵蝕、脫硫渣的性質(zhì)與狀態(tài)及操作安全性等因素綜合考慮。實(shí)際生產(chǎn)采用的鐵水脫硫劑種類很多，常用鐵水脫硫劑分為單一脫硫劑和復(fù)合脫硫劑。單一脫硫劑有電石CaC2、蘇打Na2CO3、石灰CaO，而復(fù)合脫硫劑主要是兩種或兩種以上脫硫劑和助熔劑按一定比列配置而成，如以電石CaC2為主的電石系脫硫劑、以石灰系CaO為主的石灰系脫硫劑和鎂復(fù)合脫硫劑。脫硫反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，從熱力學(xué)的角度考慮，高溫有利于脫硫。過(guò)低的溫度會(huì)降低熔渣的流動(dòng)性，使硫元素由鐵水進(jìn)入熔渣的動(dòng)力學(xué)條件變差。因此，穩(wěn)定的熱制度有利于保證較好的脫硫效果。鐵水中能存在著提高硫活度系數(shù)的元素，就能促進(jìn)使硫向爐渣中轉(zhuǎn)移，因而LS增大。C、Si、P能提高fS，Mn、V、Ti能減低fs，鐵水中前一類元素的含量較高，所以fS可達(dá)到4-6，這是鐵水預(yù)脫硫的有力條件。但是針對(duì)某些特殊鐵水如含釩鈦鐵水、高錳鐵水等后一類元素含量較多則使fS降低，會(huì)影響鐵水脫硫的熱力學(xué)條件。鐵水中氧的活度也會(huì)影響脫硫效果。Y.F.Zhao研究了氧在鐵水脫硫過(guò)程中的作用。實(shí)驗(yàn)表明：氧活度低的鐵水所需的脫硫時(shí)間較短，鐵水中氧的活度Si-SiO2平衡控制，脫硫速度隨著氧活度降低而增加，并且加入少量脫氧劑如Al粉可以促進(jìn)脫硫。在鐵水脫硫前，鐵水罐頂渣主要由高爐出鐵時(shí)鐵水所帶的高爐渣、鐵溝料和侵蝕剝落掉的鐵水包內(nèi)襯和人工所加的保溫覆蓋劑組成，其次為鐵水中元素如Fe、Mn、Si、V、Ti等在從鐵口流入鐵罐以及兌鐵組罐的過(guò)程中被空氣氧化而形成的氧化物。脫硫后頂渣由脫硫前頂渣和脫硫過(guò)程中形成的渣混合組成，其化學(xué)成分和渣量取決于具體的脫硫工藝，如脫硫前鐵水帶渣量和脫硫劑種類及用量等因素。L.K.Chiang和G.A.Irons研究了頂渣對(duì)脫硫的影響。實(shí)驗(yàn)選取了四種不同初始條件的頂渣，分別為無(wú)頂渣、干頂渣(CaO和SiO2按重量比1∶2配制而成的混合渣)、液態(tài)頂渣、在噴粉之前加入鋁(Al)進(jìn)行預(yù)脫氧再加液態(tài)頂渣。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于無(wú)頂渣和干頂渣的噴粉脫硫，鐵水中的硫在剛噴吹的30-50s內(nèi)無(wú)明顯變化，即這段時(shí)間為脫硫孕育期，是因?yàn)槊摿騽┬枰欢ɑ鼤r(shí)間形成頂渣來(lái)吸收脫硫產(chǎn)物。而在液態(tài)頂渣和Al脫氧后加液態(tài)頂渣條件下的噴粉脫硫，鐵水中的硫迅速下降，無(wú)需孕育期形成頂渣。同時(shí)，計(jì)算了頂渣脫硫量占整個(gè)脫硫量的比例，得到其頂渣主導(dǎo)作用是吸收脫硫產(chǎn)物。在鐵水包內(nèi)部設(shè)置擋板能夠抑制中心旋渦的形成，降低液面上升高度并改變流體的水平切向運(yùn)動(dòng)，因此能有效地提高KR鐵水機(jī)械攪拌過(guò)程石灰的利用率，減少脫硫劑的中心團(tuán)聚現(xiàn)象。