在化鐵爐內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝的製作方法
2023-05-26 00:30:36 1
專利名稱：在化鐵爐內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝的製作方法
技術領域：
本發明應用於脫硫或脫磷領域，特別涉及一種在化鐵爐內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝。
背景技術：
化鐵爐亦稱沖天爐，是冶金、鑄造行業最常用的熔煉設備。目前，已知的在化鐵爐內脫除鐵中有害雜質元素硫的工藝有兩種，第一種也是最常見的一種為「專利號為90100927，名稱為『一種化鐵爐(沖天爐)脫硫工藝』」的發明專利的『背景技術』部分介紹的，第二種即為上述專利『發明內容』部分公開的。與第一種相比，第二種不失為一種大膽而有益的探索，脫硫效率有了很大的提高，鐵水中硫的含量有了明顯的降低。究其原因，其中起關鍵作用的一步是開爐時，在化鐵爐 過熱帶與爐缸帶的空間混合填充了焦炭和石灰，而非像通常那樣只填充焦炭。這樣做的好處是當熔煉進行時，由熔化帶形成的彌散度極大的鐵水滴，在穿過底焦和爐缸的過程中，會不斷接觸高溫的塊狀固體石灰(滴在石灰上或從石灰上流過)，並發生下列化學反應CaO(固)+FeS = CaS (固)+FeO，達到強化脫硫、提高脫硫效率目的。但第二種也存在一些明顯的缺點。為了在以後進行的熔煉過程中，能有塊狀固體石灰下移至底焦，不斷補充低焦和爐缸中固體石灰的消耗，保證化鐵爐過熱帶與爐缸帶的空間始終由焦炭和石灰混合充填，第二種背棄了冶金部門推薦使用的小塊石灰，而被迫採用了大塊石灰。由於大塊石灰不便於熔化成渣，故在熔化帶附近會造成成渣不充分，從而引起爐渣中的CaO與鐵水中的S不能充分作用生產CaS，達不到脫硫的目的。這樣隨鐵水的下流，脫硫的負荷就被下移到過熱帶與爐缸帶，由此便加大了此二處的脫硫負荷，一旦此二處的石灰大量消耗或補充不暢，鐵水中的含硫量就會迅速升高。加之此種工藝不能及時補充石灰，故只能提前加大石灰用量，而加大石灰用量不僅會造成浪費，而且會帶來許多其他問題，故實際應用第二種脫硫工藝時，會存在極大困難。現有的在化鐵爐內脫除鐵中有害雜質元素磷的工藝見「申請號為92101953. X，發明名稱為『化鐵爐內脫磷』」所公開的技術方案。這種脫磷工藝同樣存在不能及時補充脫磷劑以調節鐵水中磷含量的缺點，且B2CO3不易取得。
發明內容
針對上述情況，本發明的目的是提供一種簡便易行的在化鐵爐內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝，解決現有技術可操作性差，脫硫效率低及不能同時脫除硫、磷兩種雜質元素等問題，以滿足冶金、鑄造行業的需要。。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種在化鐵爐內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝，其通過採用向過熱帶吹入粉末狀或顆粒狀脫雜劑的方法脫除鐵中的雜質元素硫、磷，所述脫雜劑為脫硫劑和脫磷劑。
所述在化鐵爐內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝，進一步包括開爐時，在化鐵爐過熱帶和爐缸帶填以焦炭和脫雜劑，在以後進行的熔煉過程中，隨爐料加入足量小塊脫雜劑，以補充消耗掉的脫雜劑。本發明提高化鐵爐脫雜效率的原理是通過在過熱帶與爐缸帶增加鐵水與脫雜劑的接觸來增強化學反應，從而達到強化脫雜、提高脫雜效率目的。本發明簡便易行，可及時補充脫雜劑；脫雜效率高，能同時脫除鐵中硫、磷兩種有害雜質元素，並可同時用於脫除鐵中其他雜質元素。
具體實施例方式以下通過實施例進一步說明本發明。由於脫雜劑CaO可同時脫除鐵中硫、磷兩種有害雜質元素，故以下以CaO來舉例說明。開爐時，首先將木材燒旺，接著分2 3次在化鐵爐過熱帶和爐缸帶的空間加入按一定的體積比混合的焦炭和石灰，具體比例可參考「專利號為90100927,名稱為『一種化鐵爐(沖天爐)脫硫工藝』」的發明的『具體實施方式
』部分的介紹選擇，繼續鼓風將底焦燒旺，然後按爐子的熔化率將配好的冶金部門推薦的小塊熔劑(石灰石、螢石等)、金屬爐料(生鐵、廢鋼、回爐料、鐵合金等)和層焦按次序分批地從加料口加入，直到與加料口平齊為止。熔煉進行時，底焦燃燒產生的高溫爐氣沿爐身高度方向上升，對金屬爐料進行加熱，使底焦頂面上的第一批金屬爐料熔化。熔化後的鐵水滴在下落到爐缸的過程中，被高溫爐氣和熾熱的焦炭進一步加熱，這一過程稱為過熱。隨著底焦的燒失和金屬爐料的熔化，料層逐漸下降。每批爐料熔化後，燃料由外加的層焦補充，使底焦高度基本上保持不變，整個熔化過程連續進行。在熔化帶形成的鐵水滴，會依次流過底焦處過熱帶和爐缸。本發明首先在底焦處過熱帶設置關鍵的一步，具體為在鐵水滴流過底焦處過熱帶時，通過鼓風機將脫雜劑(本實施例為CaO)粉末或顆粒吹入此處(單位時間內吹入脫雜劑的量可根據爐料配比計算結果確定，也可根據爐前快速分析的結果及時調節)，使鐵水滴與CaO充分接觸並發生下列化學反應Ca0+Si02 = CaSiO3 CaO (固)+FeS = CaS (固)+FeO 3Ca0+P205 = Ca3(PO4)2從而使鐵水中的有害雜質元素硫、磷脫除並被截留在爐渣中。此步對磷的脫除尤其具有重要意義，因為只有在此處才具備磷被氧化脫除的條件。從以上的化學反應方程式中可以看出，本步還具有脫除鐵中雜質元素矽的作用，這對有特定要求矽含量的熔煉有重要意義。鐵水滴流過底焦處過熱帶後，接著會流過爐缸，在此過程中，鐵水滴會再次接觸高溫的石灰(滴在石灰上或從石灰上流過)，並發生下列化學反應 CaO (固)+FeS = CaS (固)+FeO達到強化脫硫、提聞脫硫效率目的。本發明實際應用於高雜質鐵(含S量O. 13% O. 20%，含Si量I. 5% 3. 5%，含P量I. 5% 2. 5%)的冶煉，通過取樣分析，鐵水S的平均值為O. 028%,Si的平均值為O. 60%, P的平均值為O. 30%，輕鬆達到了鑄造用優質鐵水標準。
權利要求
1.一種在化鐵爐內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝，其特徵在於採用向過熱帶吹入粉末狀或顆粒狀脫雜劑的方法脫除鐵中的雜質元素硫、磷，所述脫雜劑為脫硫劑和脫磷劑。
2.根據權利要求I所述的在化鐵爐內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝，其特徵在於該工藝進一步包括，開爐時，在化鐵爐過熱帶和爐缸帶填以焦炭和脫雜劑，在以後進行的熔煉過程中，隨爐料加入足量小塊脫雜劑，以補充消耗掉的脫雜劑。
全文摘要
本發明公開一種在化鐵爐(沖天爐)內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝，目的是解決現有技術可操作性差，脫硫效率低及不能同時脫除硫、磷兩種雜質元素等問題，滿足冶金、鑄造行業的需要。技術方案是通過採用向過熱帶吹入粉末狀或顆粒狀脫雜劑的方法脫除鐵中的有害雜質元素硫、磷，所述脫雜劑為脫硫劑和脫磷劑。開爐時，在化鐵爐過熱帶和爐缸帶填以焦炭和脫雜劑，在以後進行的熔煉過程中，隨爐料加入足量小塊脫雜劑，以補充消耗掉的脫雜劑，增強脫硫、磷效果。本發明簡便易行，可及時補充脫雜劑；脫雜效率高，能同時脫除鐵中硫、磷兩種有害雜質元素，並可同時用於脫除鐵中其他雜質元素。
文檔編號C21C1/02GK102851429SQ20111018718
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者王中博 申請人:王中博