專利名稱：：一種鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鐵水預(yù)處理技術(shù)，特別涉及一種鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫的方法。
背景技術(shù)：
：目前鐵水預(yù)處理工藝，主要有鐵水預(yù)脫硫和鐵水"三脫"(脫硅、脫磷、脫硫)處理兩大類。在鐵水"三脫"處理過(guò)程中，現(xiàn)已有多種成熟處理工藝技術(shù)能將鐵水中的磷、硫元素含量控制在所要求的范圍內(nèi)，其中雖也有少量錳元素的降低，但一般沒(méi)有相應(yīng)的要求，也不能同時(shí)對(duì)鐵水中的錳含量進(jìn)行有效地控制。新日鐵專利提出高爐出鐵后向鐵水罐或魚雷罐中加入氧化鐵或吹氧進(jìn)行脫錳，脫錳后將鐵水倒出，送轉(zhuǎn)爐吹煉低錳鋼。脫錳渣再與脫硅后的鐵水混合，加入氧化鐵、石灰和螢石將渣中氧化錳還原一部分，所得鐵水用于轉(zhuǎn)爐吹煉高錳鋼。鐵水預(yù)脫錳可將[Mn]從0.39%降到0.07%，在轉(zhuǎn)爐吹煉后可得到[Mn]低于0.05%的鋼水。但是該專利不能控制鐵水中的磷含量與硫含量。(後藤裕規(guī)^，日本專利，特開平7-258714:溶銑予備處理方法)住友金屬專利提出的冶煉低錳鋼的方法是用雙聯(lián)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，脫磷爐爐渣堿度保持在1.0~1.5，兼顧脫錳與脫磷，處理前鐵水錳含量0.35%~0.40%，處理后為0.09%0.13%。但處理后磷還是較高(0.025%0.04%)。但是該專利不能控制鋼水中的硫含量。(荒井克彥^，曰本專利，特開平3-111511:低7^力》鋼o溶製方法)武鋼二煉鋼在轉(zhuǎn)爐吹煉前期利用低溫低堿度、爐渣氧化性強(qiáng)、流動(dòng)性好的特點(diǎn)使錳氧化進(jìn)入爐渣，在鐵水中錳含量最低時(shí)除渣，造精煉渣繼續(xù)吹煉脫碳。如此雙渣操作可保證鋼水終點(diǎn)錳含量低于0.04%(入爐鐵水含錳0.155%0.175%)。該專利是針對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉，也不能控制鋼水中的硫含量。("硅鋼冶煉終點(diǎn)錳含量的控制"謝長(zhǎng)川，唐繼山，于學(xué)斌，《鋼鐵研究》，No.3(2001)，15-18。)為大規(guī)模制造工業(yè)純鐵，川崎制鐵提出了鋼包精煉脫錳的專利。經(jīng)出鐵場(chǎng)脫硅、魚雷罐脫磷、脫硫處理后的預(yù)處理鐵水290t,除渣后入轉(zhuǎn)爐精煉。轉(zhuǎn)爐出鋼溫度1680°C，除去轉(zhuǎn)爐渣后向鋼包內(nèi)添加30。/。CaO-70。/。鐵礦粉2.5t。鋼包底吹A(chǔ)rl00Nl/min保持30min。這期間為防止溫降需加熱。除去脫錳渣后經(jīng)RH脫碳脫硫脫氧50分鐘。該專利是針對(duì)鋼包精煉，而且脫錳效果不好。(中戸參6，日本專利，特開平6-145767:溶鉄中7^力'>o除去方法fc、丄"工業(yè)純鉄O製造方法。)新日鐵專利"方向性電磁用溶鋼o製造方法"中的部分內(nèi)容與本
發(fā)明內(nèi)容相近。該專利提出，為生產(chǎn)取向電工鋼，對(duì)所用鐵水先進(jìn)行脫錳處理，脫錳處理采用的熔劑為氧化鐵、石灰、硅石和螢石。專利中的實(shí)施例為處理前鐵水成分C:4.50%、Si:0.70%、Mn:0.70%、P:0.105%、S:0.030%;處理鐵水量101t;力卩15Kg/tp氧化鐵、1Kg/tp螢石、5Kg/tp硅石；處理后的鐵水成分為C:4.50%、Si:0.30%、Mn:0.25%、P:0.105%、S:0.030%。由專利內(nèi)容和實(shí)施例可知，其鐵水處理劑能進(jìn)行鐵水的脫錳處理，但沒(méi)有脫磷、脫硫能力。(松永久，日本專利，特開昭50-10211:方向性電磁用溶鋼o製造方法。)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫的方法，結(jié)合鐵水"三脫"和脫錳的技術(shù)，使得普通高爐鐵水通過(guò)鐵水預(yù)處理，將鐵水中的錳、磷、硫含量同時(shí)達(dá)到所要求的范圍內(nèi)；解決取向硅鋼冶煉、高級(jí)球墨鑄鐵件生產(chǎn)等對(duì)鐵水錳、磷、硫成分同時(shí)有要求的需求。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫的方法，其包括如下步驟1)首先，鐵水在高爐鐵溝進(jìn)行預(yù)脫硅、脫錳，采用噴吹法，預(yù)脫硅、脫錳劑為燒結(jié)礦除塵粉，處理采用噴吹法，燒結(jié)礦除塵粉通過(guò)噴槍噴射到鐵溝鐵水面上，隨鐵水流進(jìn)入混鐵車內(nèi)，在鐵流的沖擊、攪拌下，燒結(jié)礦除塵粉中的氧化鐵與鐵水中硅、錳迅速反應(yīng)，生成硅、錳氧化物進(jìn)入渣中；上述處理過(guò)程中加入2535Kg/噸鐵的燒結(jié)礦除塵粉，脫硅率達(dá)到6078。％，脫錳率達(dá)到4246。％;高爐預(yù)脫硅、脫錳處理后的鐵水經(jīng)扒渣扒去全部鐵水渣，去除后續(xù)處理過(guò)程的回錳源；2)鐵水在預(yù)處理站繼續(xù)進(jìn)行鐵水的脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理；先在鐵水中加入脫硅、脫錳劑進(jìn)行脫硅、脫錳處理；所述的脫硅、脫錳劑包括氧化鐵、硅石、石灰；脫硅、脫錳劑的加入采用噴吹法，脫硅、脫錳劑通過(guò)噴槍吹入鐵水中，同時(shí)吹入氧氣加快硅、錳的氧化反應(yīng)、減少處理過(guò)程的溫降；處理過(guò)程中氧化鐵的加入量為1827Kg/tp(噸鐵)，硅石的加入量為1.53.5Kg/tp，石灰的加入量為1.55.0Kg/tp，處理后鐵水中的硅元素全部被氧化，脫錳率達(dá)到5065%;3)噴吹脫硅、脫錳劑結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行脫磷、脫硫處理，選擇碳酸鈉作為進(jìn)一步脫磷、脫硫處理的熔劑，加入量為6.513Kg/tp，脫磷率為4780%，脫硫率為5483%;脫磷、脫硫處理后回錳量50.03/b。所述的氧化鐵包括軋鋼氧化鐵皮、鐵礦粉。鐵水的脫硅、脫錳、脫磷、脫硫可有以下所示的幾個(gè)反應(yīng)式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>由以上反應(yīng)式和熱力學(xué)可知，鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫的熱力學(xué)條件各不相同，脫硅、脫錳、脫磷都要求低溫、高氧化性，但脫硅、脫磷需要較高的堿度，而脫錳要求有相對(duì)低的堿度；對(duì)于脫硫則要求有較高的溫度和堿度。根據(jù)以上特性，本發(fā)明將整個(gè)鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理過(guò)程分為二個(gè)部分進(jìn)行，完整的工藝路徑如下高爐鐵溝預(yù)脫硅、脫錳一扒渣機(jī)扒去脫硅、脫錳渣一預(yù)處理脫硅、脫錳、脫磷、脫硫一扒渣機(jī)扒去脫硅、脫錳、脫磷、脫硫渣一轉(zhuǎn)爐。首先，鐵水在高爐鐵溝進(jìn)行預(yù)脫硅、脫錳，預(yù)脫硅、脫錳劑為燒結(jié)礦除塵粉，處理采用噴吹法，燒結(jié)礦除塵粉通過(guò)噴槍噴射到鐵溝鐵水面上，隨鐵水流進(jìn)入混鐵車內(nèi)，在鐵流的沖擊、攪拌下，燒結(jié)礦除塵粉中的氧化鐵與鐵水中硅、錳迅速反應(yīng)，生成硅、錳氧化物進(jìn)入渣中。處理中加入2535Kg/tp的燒結(jié)礦除塵粉，脫硅率達(dá)到6078%，脫錳率達(dá)到4246%;高爐預(yù)脫硅、脫錳處理后的混鐵車通過(guò)機(jī)車運(yùn)行至扒渣站，經(jīng)機(jī)械扒渣機(jī)扒去全部鐵水渣，去除后續(xù)處理過(guò)程的回錳源。鐵水在預(yù)處理站繼續(xù)進(jìn)行鐵水的脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理。由于鐵水已在高爐進(jìn)行預(yù)脫硅、脫錳，而且預(yù)脫硅、脫錳渣得到充分去除，因此有利于鐵水的進(jìn)一步脫硅、脫錳。先在鐵水中加入脫硅、脫錳劑進(jìn)行脫硅、脫錳處理，脫硅、脫錳劑的組成為氧化鐵(軋鋼氧化鐵皮、鐵礦粉等)、硅石、石灰等。氧化鐵與硅、錳反應(yīng)生成硅、錳氧化物，進(jìn)一步降低鐵水中的硅、錳含量，硅石、石灰用于調(diào)節(jié)鐵水渣的堿度，主要穩(wěn)固錳的氧化物，減少后續(xù)脫磷、脫硫過(guò)程中的回錳。脫硅、脫錳劑的加入采用噴吹法，脫硅、脫錳劑通過(guò)噴槍吹入鐵水中，同時(shí)吹入氧氣加快硅、錳的氧化反應(yīng)、減少處理過(guò)程的溫降。處理過(guò)程中氧化鐵的加入量為1827Kg/tp，硅石的加入量為1.53.5Kg/tp，石灰的加入量為1.55.0Kg/tp，處理后鐵水中的硅元素全部被氧化，脫錳率達(dá)到5065。％。噴吹脫硅、脫錳劑結(jié)束后不需中斷處理即可繼續(xù)進(jìn)行脫磷、脫硫處理，在該階段，鐵水渣的氧化性高、鐵水溫度低，有利于抑制回錳，但已不利于進(jìn)一步的脫磷、脫硫處理，這時(shí)如用常規(guī)的石灰(CaO)來(lái)處理就起不到作用，由此本發(fā)明選擇了碳酸鈉(Na2C03)作為進(jìn)一步脫磷、脫硫處理的熔劑。由于Na2C03本身的熔點(diǎn)較低，在低溫條件下有較強(qiáng)的反應(yīng)能力，且能夠同時(shí)進(jìn)行脫磷、脫硫，由此解決了鐵水脫硅、脫錳后繼續(xù)脫磷、脫硫的問(wèn)題。該階段碳酸鈉的加入量為6.513Kg/tp，脫磷率為4780%，脫硫率為5483%。脫磷、脫硫處理后回錳量^).03%。6本發(fā)明的有益效果在鐵水預(yù)處理過(guò)程中能同時(shí)完成鐵水的脫硅、脫錳、脫磷、脫硫，大大拓展了鐵水的預(yù)處理功能，解決了普通高爐鐵水滿足取向硅鋼、高級(jí)球墨鑄鐵材料等生產(chǎn)的需要。具體實(shí)施例方式轉(zhuǎn)爐冶煉取向硅鋼要求入爐鐵水成分如表1所示表1入爐鐵水成分SiMnPS一，050%^0.030%實(shí)施例1:(l)高爐出鐵溝取樣的鐵水成分如表2所示表2高爐原始鐵水成分SiMnPS0.20%0.28%0.087%0.037%(2)在高爐擺動(dòng)溜嘴處，在鐵水面上噴吹6.5t燒結(jié)礦除塵粉進(jìn)行預(yù)脫硅、脫錳，混鐵車受鐵量255.5t。鐵水預(yù)脫硅、脫錳后的鐵水成分如表3所示:表3高爐預(yù)脫硅、脫錳后的鐵水成分SiMnPS0.08%0.15%0.085%0.044%(3)對(duì)預(yù)脫硅、脫錳后的鐵水進(jìn)行扒渣處理。(4)繼續(xù)進(jìn)行鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理。先向鐵水內(nèi)噴吹685Kg石灰、685Kg硅石、5482Kg軋鋼氧化鐵皮，同時(shí)吹入200m302，最后噴吹2000Kg碳酸鈉。處理結(jié)束后鐵水成分如表4所示表4脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理后的鐵水成分SiMnPS一0.06%0.039%0.009%(5)對(duì)預(yù)處理后的鐵水進(jìn)行扒渣處理。7實(shí)施例2:(l)高爐出鐵溝取樣的鐵水成分如表5所示表5高爐原始鐵水成分<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(2)在高爐擺動(dòng)溜嘴處，在鐵水面上噴吹7.2t燒結(jié)礦除塵粉進(jìn)行預(yù)脫硅、脫錳，混鐵車受鐵量234t。鐵水預(yù)脫硅、脫錳后的鐵水成分如表6所示表6高爐預(yù)脫硅、脫錳后的鐵水成分<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(3)對(duì)預(yù)脫硅、脫錳后的鐵水進(jìn)行扒渣處理。(4)繼續(xù)進(jìn)行鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理。先向鐵水內(nèi)噴吹434Kg石灰、434Kg硅石、4342Kg軋鋼氧化鐵皮，同時(shí)吹入100m3O2，最后噴吹1536Kg碳酸鈉。處理結(jié)束后鐵水成分如表7所示表7脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理后的鐵水成分<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(5)對(duì)預(yù)處理后的鐵水進(jìn)行扒渣處理。實(shí)施例3:(l)高爐出鐵溝取樣的鐵水成分如表8所示表8高爐原始鐵水成分<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(2)在高爐擺動(dòng)溜嘴處，在鐵水面上噴吹6.8t燒結(jié)礦除塵粉進(jìn)行預(yù)脫硅、脫錳，混鐵車受鐵量235.6t。鐵水預(yù)脫硅、脫錳后的鐵水成分如表9所示:表9高爐預(yù)脫硅、脫錳后的鐵水成分<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(3)對(duì)預(yù)脫硅、脫錳后的鐵水進(jìn)行扒渣處理。(4)繼續(xù)進(jìn)行鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理。先向鐵水內(nèi)噴吹1137Kg石灰、801Kg硅石、6410Kg軋鋼氧化鐵皮，同時(shí)吹入120m302，最后噴吹3059Kg碳酸鈉。處理結(jié)束后鐵水成分如表IO所示表10脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理后的鐵水成分<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(5)對(duì)預(yù)處理后的鐵水進(jìn)行扒渣處理。權(quán)利要求1.一種鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫的方法，其包括如下步驟1)首先，鐵水在高爐鐵溝進(jìn)行預(yù)脫硅、脫錳，采用噴吹法，預(yù)脫硅、脫錳劑為燒結(jié)礦除塵粉，處理采用噴吹法，燒結(jié)礦除塵粉通過(guò)噴槍噴射到鐵溝鐵水面上，隨鐵水流進(jìn)入混鐵車內(nèi)，在鐵流的沖擊、攪拌下，燒結(jié)礦除塵粉中的氧化鐵與鐵水中硅、錳迅速反應(yīng)，生成硅、錳氧化物進(jìn)入渣中；上述處理過(guò)程中加入25～35Kg/噸鐵的燒結(jié)礦除塵粉，脫硅率達(dá)到60～78％，脫錳率達(dá)到42～46％；高爐預(yù)脫硅、脫錳處理后的鐵水經(jīng)扒渣扒去全部鐵水渣，去除后續(xù)處理過(guò)程的回錳源；2)鐵水在預(yù)處理站繼續(xù)進(jìn)行鐵水的脫硅、脫錳、脫磷、脫硫處理；先在鐵水中加入脫硅、脫錳劑進(jìn)行脫硅、脫錳處理；所述的脫硅、脫錳劑包括氧化鐵、硅石、石灰；脫硅、脫錳劑的加入采用噴吹法，脫硅、脫錳劑通過(guò)噴槍吹入鐵水中，同時(shí)吹入氧氣加快硅、錳的氧化反應(yīng)、減少處理過(guò)程的溫降；處理過(guò)程中氧化鐵的加入量為18～27Kg/tp，硅石的加入量為1.5～3.5Kg/tp，石灰的加入量為1.5～5.0Kg/tp，處理后鐵水中的硅元素全部被氧化，脫錳率達(dá)到50～65％；3)噴吹脫硅、脫錳劑結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行脫磷、脫硫處理，選擇碳酸鈉作為進(jìn)一步脫磷、脫硫處理的熔劑，加入量為6.5～13Kg/tp，脫磷率為47～80％，脫硫率為54～83％；脫磷、脫硫處理后回錳量≤0.03％。2.如權(quán)利要求1所述的鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫的方法，其特征是，所述的氧化鐵包括軋鋼氧化鐵皮、鐵礦粉。全文摘要一種鐵水脫硅、脫錳、脫磷、脫硫的方法，其包括如下步驟1)首先，鐵水在高爐鐵溝進(jìn)行預(yù)脫硅、脫錳，燒結(jié)礦除塵粉通過(guò)噴槍噴射到鐵水面上隨鐵水流進(jìn)入混鐵車內(nèi)，生成硅、錳氧化物進(jìn)入渣中；脫硅率60～78％，脫錳率42～46％；鐵水扒渣，去除后續(xù)處理過(guò)程的回錳源；2)繼續(xù)進(jìn)行鐵水脫硅、脫錳處理，脫硅、脫錳劑通過(guò)噴槍吹入鐵水中，硅元素全部被氧化，脫錳率達(dá)到50～65％；3)進(jìn)行脫磷、脫硫處理，脫磷率47～80％，脫硫率54～83％，回錳量≤0.03％。本發(fā)明結(jié)合鐵水“三脫”和脫錳的技術(shù)，使得普通高爐鐵水通過(guò)鐵水預(yù)處理，將鐵水中的錳、磷、硫含量同時(shí)達(dá)到所要求的范圍內(nèi)。文檔編號(hào)C21C7/04GK101519711SQ200810033918公開日2009年9月2日申請(qǐng)日期2008年2月26日優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日發(fā)明者夏幸明,陳兆平申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司