一種用於超低碳鋼爐外精煉深脫硫的脫硫方法及脫硫劑的製作方法

2023-06-13 13:35:11 2

專利名稱：：一種用於超低碳鋼爐外精煉深脫硫的脫硫方法及脫硫劑的製作方法
技術領域：
：本發明屬於冶金
技術領域：
，特別涉及煉鋼的爐外精煉技術的一種用於超低碳鋼爐外精煉深脫硫的脫硫方法及脫硫劑。
背景技術：
：一般來說，除個別鋼種如易切削鋼外，硫是鋼中的有害元素，在鋼中形成硫化物夾雜，降低鋼的延展性和韌性，特別是衝擊韌性。當硫以硫化鐵的形式存在時，會引起熱脆，同時，含硫高的鋼抗腐蝕能力大幅度降低，對鋼的焊接性能也不利。奧氏體不鏽鋼經點腐蝕可出現硫化物應力腐蝕裂紋(sscc)，其點腐蝕源就在硫化錳夾雜等非金屬夾雜物處；氫誘導裂紋(HIC)是對石油管線危害最大的缺陷，硫化錳系的夾雜物與鋼之間就會產生間隙，使之成為氫誘導裂紋的敏感源，因此，提高鋼的純淨度，降低硫含量對提高鋼材性能和減少缺陷至關重要。目前有很多脫硫工藝方法，如利用預熔渣在LF等精煉設備、利用脫硫劑在RH處理中噴粉等，但通過檢索沒有發現超低碳鋼水的深脫硫處理方法的相關專利。通過文獻檢索，第十三屆全國煉鋼學術會議中發表論文《寶鋼RH-KTB預熔渣深脫硫試驗》中提出RH真空脫硫方法主要有兩種形式，一種是RH噴粉脫硫，另一種是RH真空槽內頂加脫硫劑脫硫，前者由於需要配備相應的噴粉設備，投資大，環境差且運行成本相對較高；該文提出RH-KTB真空槽內頂加預熔渣脫硫技術，需對鋼包頂渣進行特殊的改質處理，同時提出"對於RH超低碳超低硫鋼真空處理的鋼包頂渣改質及爐渣成分控制尚有一定的難度，該項技術有待於進一步的深入研究。"該文提出利用預熔渣脫硫技術，勢必在預熔處理階段會影響其主要原料CaO的活性。目前工藝技術存在以下不足利用LF、RH等精煉設備進行深脫硫處理時，需靠設備加熱維持脫硫系統的溫度，而加熱過程會造成對超低碳鋼水的汙染，如導致鋼水大幅度增碳；另外在RH真空設備中噴粉脫硫，存在需專門配備相應的噴粉設施，還需對鋼包頂渣進行特殊點改質處理等不足；目前工藝技術脫硫能力較弱，一般深脫硫處理只可達到0.0020%。
發明內容本發明的目的就是針對上述鋼水脫硫過程中，特別是針對超低碳鋼精煉深脫硫存在的問題，公開一種採用自發熱深脫硫劑用於超低碳鋼爐外精煉深脫硫的方法，提高脫硫率，對超低碳鋼水處理時增碳影響小。本發明的目的是這樣實現的，採用自發熱深脫硫劑，具體工藝步驟如下①將已進行脫碳處理的超低碳鋼水置於具備底吹裝置裝置的鋼包中，鋼水溫度範圍1590~1640°C。②計算脫硫劑加入總量，按49kg/噸鋼加入。③脫氧處理，將待處理鋼水進行脫氧處理，達到a[c^0.0003%。脫氧後，首批次脫硫劑，加入量為加入總量的1/3~1/2，約為25kg/噸鋼，要均勻加入到鋼包渣表面，同時開始持續底吹氬氣，氬氣壓力1.02.5MPa，流量15~25Nm3/h。⑤底吹開始後，監測系統溫度，當溫度降低幅度超過58'C開始持續加入餘下的脫硫劑，分n次加入(n=5~15)，速率可按0.2~0.4kg/噸鋼'min控制。◎加入全部脫硫劑後，可持續底吹25min，即可完成脫硫處理，全部脫硫處理時間為1025min。本發明的脫硫劑其成份按重量百分比，包括CaO:60%~69%，Al:ll%~20%，MgO:5%10%，SiO2:5%~10%，A1203:1%~5%，Fe2O3:0.5%~1.2%，CaF2:l%~3%，B203:1%~3%，BaO:1%~3%，其餘為雜質。本發明脫硫劑的製造方法為-1)混合按比例將物料混合；2)粉碎將混合後的物料放入破碎機中進行粉碎加工，粒度dnm;3)鈍化採用濃度為30%~50%有機矽溶液霧化噴入進行鈍化處理，其有機矽溶液用量為物料總重的1%~2%，經鈍化處理後在物料顆粒表面形成厚度為1.05.0mixi的鈍化薄膜；4)烘乾粉碎、鈍化後，進行乾燥處理，烘乾溫度在12015(TC，烘乾時間為515min，使鈍化溶液的有機成分快速揮發，同時排出微量水分。本發明採用自發熱CaO基脫硫劑，脫硫反應方程式如下formulaseeoriginaldocumentpage7可見脫硫反應為吸熱反應，在脫硫處理過程中會導致系統溫度下降，而脫硫處理具有在較高溫度下脫硫能力更強的特點，對此本發明通過脫硫劑自發熱調整系統溫度。脫硫劑中Al粉可發生如下反應並放熱formulaseeoriginaldocumentpage7但過熱會造成燒損鋼包等損害，必須控制系統溫度在合適範圍內，既保證合適的脫硫溫度，又不能造成系統溫度過高，需按(2)式控制，為此，本發明提出脫硫劑加入速率的工藝參數，即在脫硫處理時，在脫硫處理開始時一次性加入一定量初始脫硫劑熔化後，將餘下脫硫劑按系統溫度變化情況，控制加入脫硫劑的速率，控制系統溫度在合適的範圍內。Q發熱-Q反應+Q散熱+Q熔化(3)式中Q^是脫硫劑反應放熱Qss是脫硫反應吸熱Q^是脫硫反應過程中系統散熱Q培化是熔化脫硫劑所需熱量本發明的優點及效果是通過自發熱CaO基脫硫劑並控制脫硫劑的加入數量、加入速率，實現穩定控制系統溫度確保脫硫處理快捷、高效，同時能防止出現鋼水表面出現劇烈反應造成的過度噴濺。通過脫硫劑快速熔化成鋼包頂渣，形成具有極大硫容量的脫硫渣，合理控制鋼包系統溫度，在合適的攪拌作用下快速對超低碳鋼水進行深脫硫處理，且對超低碳鋼水(碳含量低於0.0020%)進行處理時增碳影響小，增碳幅度低於0.0012%。本發明的深脫硫方法，脫硫能力強可實現鋼水精煉深脫硫至硫含量低於0.0010%。附圖為本發明的流程示意圖。具體實施例方式本發明的脫硫劑其成份按重量百分比，包括CaO:60%~69%，Al:ll%~20%,MgO:5%~10%,SiO2:5%~100/o,A1203:1%~5%,Fe2O3:0.5%~1.2%，CaF2:1%~30/0，B203:l0/o~3%，BaO:1%3%，其餘為雜質。下面介紹幾個採用本發明自發熱脫硫劑進行脫硫的具體實施例。成分重量百分比％組成CaOAlCaF2B203BaOMgOA1203雜質實施例1651421141實施例267122一641實施例36913—23431實施例466143一16451如圖所示本發明選擇上述脫硫劑中任一實施例中一種按比例將物料混合，其脫硫工藝流程如下①將已進行脫碳處理的超低碳鋼水置於具備底吹裝置裝置的鋼包中，鋼水溫度範圍1590~1640°C。②計算脫硫劑加入總量，按49kg/噸鋼加入。③脫氧處理，將待處理鋼水進行脫氧處理，達到ct[o]^).0003%。脫氧後，首批次脫硫劑，加入量為加入總量的1/31/2，約為25kg/噸鋼，要均勻加入到鋼包渣表面，同時開始持續底吹氬氣，氬氣壓力1.02.5MPa，流量1525Nm3/h。⑤底吹開始後，監測系統溫度，當溫度降低幅度超過58'C開始持續加^餘下的脫硫劑，分n次加入(n=515)，加入速率可按0.20.4kg/噸鋼Tnin控制。⑥加入全部脫硫劑後，可持續底吹25min，即可完成脫硫處理。全部脫硫處理時間為1(K25min。應用實例①180噸鋼包(鋼水重189.7噸)精煉脫硫，鋼水脫硫前後主要成分指標見表1表ltableseeoriginaldocumentpage9連鑄鋼坯0.0010%脫硫率85.71%，採用本發明的工藝方法具有較高的脫硫率，且抑制回硫能力較好。②180噸鋼包(鋼水重185噸)精煉脫硫，鋼水脫硫前後主要成分指標見表2表2tableseeoriginaldocumentpage10脫硫率50%，採用本發明的工藝方法對低硫鋼水進行脫硫處理依然具有較高的脫硫率，且抑制回硫能力較好。為了保證本發明脫硫劑的配方充分有效，本發明脫硫劑按下面的製造方法1)混合將上述成分的物料按比例混合；2)粉碎將混合後的物料放入破碎機中粉碎加工，粒度《lmm;3)鈍化採用濃度為30%~50%有機矽溶液霧化噴入進行鈍化處理(矽樹脂溶液為市場上購入的成品)，其有機矽溶液用量為物料總重的1%~2%，經鈍化處理後在物料顆粒表面形成厚度為1.05.(Him的鈍化薄膜；4)烘乾粉碎、鈍化後，進行乾燥處理，烘乾溫度在120~150°C，烘乾時間為515min,使鈍化溶液的有機成分快速揮發，同時排出微量水分o為了保證脫硫劑的質量，脫硫劑要求在製造後進行裝袋處理，包裝要確保密封良好，防止潮溼，並在30天內使用。權利要求1、一種用於超低碳鋼爐外精煉深脫硫的方法，其特徵在於，①將已進行脫碳處理的超低碳鋼水置於具備底吹裝置的鋼包中，鋼水溫度範圍1590～1640℃；②計算脫硫劑加入總量，按4～9kg/噸鋼加入；③脫氧處理，將待處理鋼水進行脫氧處理，達到α[o]≤0.0003％；④脫氧後，首批次脫硫劑，加入量為加入總量的1/3～1/2，約為2～5kg/噸鋼，均勻加入到鋼包渣表面，同時開始持續底吹氬氣，氬氣壓力1.0～2.5MPa，流量15～25Nm3/h；⑤底吹開始後，監測系統溫度，當溫度降低超過5～8℃開始持續加入餘下的脫硫劑，分n次加入，n＝5～15，加入速率可按0.2～0.4kg/噸鋼·min控制；⑥加入全部脫硫劑後，持續底吹2～5min，完成脫硫處理，全部脫硫處理時間為10～25min。全文摘要本發明公開一種用於超低碳鋼爐外精煉深脫硫的脫硫方法及脫硫劑，脫硫劑成份按重量百分比，CaO60％～69％，Al11％～20％，MgO5％～10％，SiO25％～10％，Al2O31％～5％，Fe2O30.5％～1.2％，CaF21％～3％，B2O31％～3％，BaO1％～3％，其餘為雜質。脫硫方法為，鋼水溫度1590～1640℃，按4～9kg/噸鋼加入，脫氧達到α[O]≤0.0003％，首次加入為總量的1/3～1/2，持續底吹氬氣，溫度降低5～8℃後持續加入餘下的脫硫劑，全部脫硫處理時間為10～25min。本發明通過自發熱CaO基脫硫劑並控制脫硫劑的加入數量、加入速率，實現穩定控制系統溫度確保脫硫處理快捷、高效，對超低碳鋼水的增碳影響極小，脫硫後硫含量低於0.0010％。文檔編號C21C7/064GK101096720SQ200610047100公開日2008年1月2日申請日期2006年6月27日優先權日2006年6月27日發明者群孫,廖相巍,張富強,李廣幫,李德剛,潘秀蘭,榮王,雷王,王魯義申請人:鞍鋼股份有限公司