含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑及製備方法和脫硫調渣方法
2023-09-10 20:16:35
含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑及製備方法和脫硫調渣方法
【專利摘要】本發明提供了一種含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑及其製備方法和脫硫調渣方法。所述製備方法包括：將按重量計60～80份的石英砂粉、2～8份的螢石粉、5～10份的純鹼粉和10～20份的氧化鋁粉混合均勻，得到矽基脫硫調渣劑。所述矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計包括：不大於0.10%的S，不大於0.10%的P，60%～80%的SiO2，1.5%～6%的CaF2，5%～9%的Na2CO3，0%～3%的CaO和8%～18%的Al2O3。所述脫硫調渣方法包括將如上所述的矽基脫硫調渣劑加入含釩鈦鐵水中，對含釩鈦鐵水進行調渣脫硫。本發明的有益效果包括：能夠降低鐵水脫硫後回硫量；能夠降低扒渣鐵損。
【專利說明】含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑及製備方法和脫硫調渣方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鐵水脫硫【技術領域】，更具體地講，涉及一種含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑及其製備方法，以及一種應用該矽基脫硫調渣劑來對含釩鈦鐵水進行脫硫調渣的方法 。
【背景技術】
[0002]通常，對於採用含釩鈦鐵礦作為原料的鋼鐵企業而言，含釩鈦鐵礦(例如，釩鈦磁鐵礦)經高爐煉鐵後會產生含釩鈦鐵水。在對含釩鈦鐵水進行脫硫處理時，會存在以下情況:由於含釩鈦鐵水所帶高爐渣為含釩鈦高爐渣，高爐渣熔點較高，流動性較差，導致鐵水脫硫過程動力學條件較差，進而導致脫硫過程的脫硫效率不能充分發揮，脫硫後脫硫渣較稠，渣鐵分離困難，扒渣鐵損較高。
[0003]在現有技術中，申請號為CN201210320261的專利申請文件公開了一種降低脫硫鐵水渣熔點的預熔型鐵水調渣劑，其成分重量百分比為:石灰5~15%、石英砂50~60%、純鹼10~20%、螢石10~20%、粘結劑，外加4~8%。本發明預熔型鐵水調渣劑屬Na2O-SiO2渣系，具有熔點比鐵水低，迅速熔化、稀渣的作用，可以減緩鐵水包包壁粘渣，避免由於結渣導致的包壁鐵水倒不乾淨的問題。
[0004]申請號為CN200910311841的專利申請文件公開了一種煉鋼用脫硫渣調整劑及其製備方法，該申請的脫硫渣調整劑由下述重量配比的原料製備而成的:80~85%的煉鋼除塵灰、10~15%的鋁質材料、5~10%的石灰粉；其中，所述鋁質材料含Al2O3在60%以上。該脫硫渣調整劑用於冶煉鋼鐵在鐵水脫硫預處理後，所形成的脫硫渣進行調整處理，以降低脫硫渣的熔化溫度、降低渣的粘度、改善渣流動性；可徹底解決煉鋼高鈣除塵灰排放對環境造成的汙染，實現了資源的回收再利用；同時因除塵灰成本低，因此產品成本低於目前各鋼廠所使用的調整劑，具有推廣意義。
[0005]然而，上述調渣劑難以適用於含釩鈦鐵水。
【發明內容】
[0006]本發明的目的之一在於解決上述現有技術問題中的至少一項。
[0007]例如，本發明的目的之一在於提供一種適合於對含釩鈦鐵水進行脫硫調渣處理的矽基脫硫調渣劑及其製備方法。
[0008]本發明的一方面提供了一種含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的製備方法。所述製備方法包括以下步驟:將按重量計60~80份的石英砂、2~8份的螢石粉、5~10份的純鹼粉和10~20份的氧化鋁粉混合均勻，得到含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑。
[0009]本發明的另一方面提供了一種含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑。所述矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計包括:不大於0.10%的S，不大於0.10%的P，60%~80%的SiO2,
1.5% ~6% 的 CaF2, 5% ~9% 的 Na2CO3,0% ~3% 的 CaO 和 8% ~18% 的 A1203。
[0010]本發明的又一方面提供了一種含釩鈦鐵水的脫硫調渣方法。所述脫硫調渣方法包括將如上所述的矽基脫硫調渣劑加入含釩鈦鐵水中，對含釩鈦鐵水進行脫硫調渣。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果包括:能夠降低鐵水脫硫後回硫量；能夠降低扒渣鐵損。
【具體實施方式】
[0012]在下文中，將結合示例性實施例來詳細說明本發明的含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑及其製備方法以及應用該矽基脫硫調渣劑對含釩鈦鐵水進行脫硫調渣的方法。在本發明中，含釩鈦鐵水為含釩鈦鐵礦(例如，釩鈦鐵精礦)經高爐冶煉後得到的鐵水。在本發明中，如無相反的說明，則含量百分比均指重量百分比。
[0013]根據本發明一方面的含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的製備方法包括以下步驟:分別按重量計60~80份的石英砂、2~8份的螢石、5~10份的純鹼和10~20份的氧化鋁(例如，鋁灰)磨製成粉末，混合均勻，得到含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑。也就是說，含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑可由按重量計60~80份的石英砂粉、2~8份的螢石粉、5~10份的純鹼粉和10~20份的氧化鋁粉均勻混合而成。優選的配比可以為65~75份的石英砂粉、4~6份的螢石粉、6~9份的純鹼粉和12~17份的氧化鋁粉。並且，石英砂粉、螢石粉、純鹼粉氧化鋁粉的粒徑優選為不大於3mm，這樣能夠獲得更好地脫硫效果。
[0014]對於高爐冶煉得到的含釩鐵水而言，本發明的脫硫調渣劑中各成分彼此關聯，並共同作用以起到良好的脫硫調渣作用。其中，石英砂主要是為了使渣系轉變為熔點較高的矽酸鹽渣系，使渣系在鐵水溫度1300°C左右時呈現固態，達到較好的渣鐵分離的效果，有利於減少扒渣帶鐵；若石英砂配入量小於60份，則生成高熔點渣系的效果較差；若石英砂配入量大於80份，則脫硫渣渣態較稠，渣鐵分離效果較差。螢石的主要作用在於調節脫硫渣的粘稠度，有利於提高脫硫效率且有利於脫硫扒渣操作；當螢石配入量小於2份時，脫硫渣仍然較稠，流動性差，渣鐵分離效果差；當螢石配入量大於8份時，脫硫渣較稀，對鐵水罐耐火材料侵蝕較嚴重，同時不利於脫硫扒渣。純鹼粉的作用在於，降低脫硫渣粘度，進一步降低脫硫扒渣鐵損和控制回硫；若純鹼粉的配入量過低時，渣系粘度降低效果不明顯；若純鹼粉的配入量過大時，導致渣態較稀，不利於渣鐵分離和降低扒渣鐵損以及控制回硫。氧化鋁粉的主要作用在於與石英砂配合使用，使渣系轉變為高熔點的鋁矽酸鹽渣系，有利於渣鐵分離和脫硫扒渣；氧化鋁粉的配入量過大或過小都會使渣系轉變為鋁矽酸鹽的效果劣化。
[0015]經過上述方法製得的矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計可以包括:不大於
0.10% 的 S，不大於 0.10% 的 P, 60% ~80% 的 SiO2,1.5% ~6% 的 CaF2, 5% ~9% 的 Na2CO3,0%~3%的CaO和8%~18%的Al2O315優選地，矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計包括:
0.010% ~0.050% 的 S、0.010% ~0.050% 的 P、68% ~75% 的 Si02、3% ~5% 的 CaF2、6% ~8%的Na2CO3、不超過2%的CaO和10~16%的A1203。
[0016]根據本發明另一方面的含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計包括:不大於0.10%的S，不大於0.10%的P, 60%~80%的SiO2,1.5%~6%的CaF2, 5%~9%的Na2CO3,0%~3%的CaO和8%~18%的A1203。例如，含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計可由不大於0.10%的S、不大於0.10%的P、60%~80%的Si02、l.5%~6%的CaF2,5%~9%的Na2C03、0%~3%的CaO和8%~18%的Al2O3組成。優選地，矽基脫硫調渣劑的粒徑不大於3mm。
[0017]根據本發明的又一方面的含釩鈦鐵水的脫硫調渣方法包括將如上所述的矽基脫硫調渣劑加入含釩鈦鐵水中，對含釩鈦鐵水進行調渣。矽基脫硫調渣劑的加入量可根據含釩鈦鐵水中的硫含量來具體確定。例如，在含釩鐵水中的硫含量按重量百分比計為
0.050%~0.170%的情況下，矽基脫硫調渣劑的加入量優選為2.5kg/tFe~3.5kg/tFe。
[0018]在本發明的脫硫調渣方法的另一個示例性實施例中，可先向含釩鐵水中噴吹脫硫劑(例如，常用的鈍化鎂、複合型鈣基脫硫劑、複合型鎂基脫硫劑等)，然後在向鋼水中加入所述矽基脫硫調渣劑，從而獲得良好的脫硫效果。例如，鈍化鎂脫硫劑可以為含金屬鎂88wt%以上的鎂粉。
[0019]採用本發明的矽基脫硫調渣劑來對含釩鈦鐵水進行脫硫調渣處理，能夠起到良好的脫硫效果，其效果包括能夠:有效控制控制鐵水脫硫後回硫量，脫後回硫量< 0.003% ;改善脫硫渣渣態，提高脫硫渣扒除率，減少脫硫扒渣鐵損0.8%以上；有效解決了氧化鋁生產等企業的鋁灰排放對環境造成的汙染問題。
[0020]在本發明的一個示例性實施例中，製備含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的方法可採用以下方式來實現:以石英砂、螢石、純鹼和鋁灰為原料，將60%~80%石英砂、2%~8%螢石、5%~10%純鹼、10%~20%鋁灰，磨成細粉，混合均勻，粒度控制為< 3mm。所得矽基調渣劑成分為:S0.010% ~0.10%, P0.010% ~0.10%, Si0260% ~80%, CaF2L 5% ~6%, Na2C035% ~9%, Ca00% ~3%，Al2038 ~18%。
[0021]此外，石英砂中優選地含有含量≥90%的SiO2、含量≤0.05%的S和含≤0.10%的P。純鹼中優選地含有含量≥90%的Na2CO3、含量≤0.10%的S和含量≤0.10%的P。螢石中優選地含有含量≥80%的CaF2、含量< 0.10%的S和含量< 0.10%的P。鋁灰中優選地含有含量≥70%的Al2O3、含量≤0.10%的S和含量≤0.10%的P。
[0022]下面給出具體示例進一步說明本發明示例性實施例的含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的製備方法。
[0023]示例 I
[0024]將按重量計68份石英砂、6份螢石、8份純鹼和18份的鋁灰，磨成細粉，混合均勻，粒度控制為≤3mm。所得矽基脫硫調渣劑成分為:S0.09%, P0.09%, Si0266.91%，CaF25.6%，Na2C037.24%, Ca02.8%, Α120317.27%。
[0025]在高爐中冶煉釩鈦鐵精礦得含釩鈦鐵水，其中S含量為0.092%,溫度1305°C。鐵水進入脫硫站後先嗔吹純化續粉脫硫，處理時間為25min。脫硫結束後，向該含f凡鐵水中加入2.8kg/tFe的上述矽基脫硫調渣劑進行調渣。用扒渣耙攪拌20秒後，進行扒渣操作，扒渣量為40kg/tFe。
[0026]經檢測，脫硫後的含釩鈦鐵水中S含量為0.005%,脫硫後的回硫量為0.001%。扒渣鐵損為1.1%。
[0027]示例 2
[0028]將75份石英砂、5份螢石、5份純鹼和15份的鋁灰，磨成細粉，混合均勻，粒度控制為≤ 3_。所得矽基脫硫調渣劑成分為:S0.04%, P0.06%, Si0274%, CaF25.2%, Na2C034.7%,Ca02.6%, Al20313.4%。
[0029]在高爐中冶煉釩鈦鐵精礦得含釩鈦鐵水，其中S含量為0.095%,溫度1310°C。鐵水進入脫硫站後先嗔吹純化續粉脫硫，處理時間為25min。脫硫結束後，向該含f凡鐵水中加入3.2kg/tFe的上述矽基脫硫調渣劑進行調渣。用扒渣耙攪拌20秒後，進行扒渣操作，扒渣量為41kg/tFe。
[0030]經檢測，脫硫後的含釩鈦鐵水中S含量為0.004%,脫硫後的回硫量為0.0015%。扒渣鐵損為1.0%。
[0031]綜上所述，本發明能夠將脫後回硫量控制在< 0.003%的範圍，將脫硫扒渣鐵損降低0.8%以上(例如，脫硫扒渣鐵損可不高於1.5%)。[0032]儘管上面已經結合示例性實施例描述了本發明，但是本領域普通技術人員應該清楚，在不脫離權利要求的精神和範圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。
【權利要求】
1.一種含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的製備方法，其特徵在於，所述製備方法包括以下步驟: 將按重量計60~80份的石英砂粉、2~8份的螢石粉、5~10份的純鹼粉和10~20份的氧化鋁粉混合均勻，得到含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑。
2.根據權利要求1所述的含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的製備方法，其特徵在於，所述矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計包括:不大於0.10%的S，不大於0.10%的P，60% ~80% 的 SiO2, L 5% ~6% 的 CaF2, 5% ~9% 的 Na2CO3,0% ~3% 的 CaO 和 8% ~18% 的Al2O3U
3.根據權利要求1所述的含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的製備方法，其特徵在於，所述矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計包括:0.010%~0.050%的S、0.010%~0.050%的P,68% ~75% 的 Si02、3% ~5% 的 CaF2、6% ~8% 的 Na2C03、不超過 2% 的 CaO 和 10 ~16% 的Al2O3U
4.根據權利要求1所述的含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑的製備方法，其特徵在於，所述方法還包括在混合步驟之前對石英砂粉、螢石粉、純鹼粉和氧化鋁粉進行研磨，以使其粒徑均不大於3_。
5.一種含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑，其特徵在於，所述矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計包括:不大於0.10%的S，不大於0.10%的P，60%~80%的SiO2,1.5%~6%的CaF2, 5% ~9% 的 Na2CO3,0% ~3% 的 CaO 和 8% ~18% 的 A1203°
6.根據權利要求5所述的含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑，其特徵在於，所述矽基脫硫調渣劑的成分按重量百分比計包括:0.010%~0.050%的S、0.010%~0.050%的P、68%~75% 的 Si02、3% ~5% 的 CaF2、6% ~8% 的 Na2CO3、不超過 2% 的 CaO 和 10 ~16% 的 A1203。
7.根據權利要求5所述的含釩鈦鐵水用矽基脫硫調渣劑，其特徵在於，所述矽基脫硫調渣劑的粒徑不大於3_。
8.根據權利要求1至4中任意一項所述的製備方法或根據權利要求5至7中任意一項所述的矽基脫硫調渣劑，其特徵在於，所述含釩鈦鐵水為含釩鈦鐵礦經高爐冶煉後得到的鐵水。
9.一種含釩鈦鐵水的脫硫調渣方法，其特徵在於，所述脫硫調渣方法包括將如權利要求I至4中任意一項所述的製備方法得到的矽基脫硫調渣劑或如權利要求5至7中任意一項所述的矽基脫硫調渣劑加入含釩鈦鐵水中，對含釩鈦鐵水進行脫硫調渣。
10.根據權利要求8所述的含釩鈦鐵水的脫硫調渣方法，其特徵在於，在所述含釩鐵水中的硫含量按重量百分比計為0.050%~0.17%的情況下，所述矽基脫硫調渣劑的加入量為2kg/tFe ~4kg/tFe。
【文檔編號】C21C1/02GK103642965SQ201310636599
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】蔣龍奎, 戈文蓀, 陳永, 杜麗華, 陳鍊, 王建, 黃正華, 董克平, 施敏, 張家利 申請人:攀鋼集團研究院有限公司, 攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團西昌鋼釩有限公司