專利名稱：鐵水脫硅劑及鐵水脫硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵水脫硅劑及鐵水脫硅的方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，不銹鋼制品的使用量越來(lái)越大，促使鋼鐵工業(yè)中鐵水預(yù)處理脫硅、脫磷工序成為煉鋼生產(chǎn)不可或缺的環(huán)節(jié)。由于不銹鋼成品所要求的含磷量都在0.020%以下，且在電爐以后所有工序都不具備脫磷功能，這就要求鐵水預(yù)處理中脫磷后的鐵水含磷量小于0.008% (低磷鋼品種要求含磷量< 0. 006%)o相對(duì)而言，高爐或鐵礦石熔融還原煉鐵爐(以下簡(jiǎn)稱COREX爐)含硅量一般在0. 2 % 0. 6 %且波動(dòng)較大，而含磷量基本穩(wěn)定在0. 080 % 0. 120 %，給鐵水預(yù)處理脫硅和脫磷帶來(lái)較大的壓力。在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，既保證不銹鋼生產(chǎn)所要求的成分，又降低工序生產(chǎn)成本并盡可能少的產(chǎn)生廢棄物是不銹鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵課題。鐵水脫磷是氧化過程，在向鐵液中吹氧或供氧過程中，硅和錳先于磷氧化，因此， 脫磷之前要先脫硅，只有鐵水中硅降到一定水平之下以后，磷才能大幅度地氧化。碳和磷的氧化順序取決于溫度、活度及添加劑等條件。由于鐵做為溶劑元素是大量的，它同時(shí)進(jìn)行著氧化和還原兩個(gè)相反方向的反應(yīng)，扮演傳輸氧的角色。一般的脫硅劑和脫磷劑中只有!^OJe2O3及!^e3O4存在，而不銹鋼各工序廢棄的氧化物中含有佝0、Fe203> Fe3O4, Cr2O3> NiO, NiO · Cr2O3及FeO · Cr2O3，必然對(duì)脫硅/脫磷反應(yīng)產(chǎn)生影響。從動(dòng)力學(xué)分析，Cr2O3及其鹽類化合物CaCr2O4的熔點(diǎn)都很高，前者高達(dá)2266°C， 后者也達(dá)2090°C，這些高熔點(diǎn)物質(zhì)會(huì)使?fàn)t渣粘性增加，對(duì)鐵水脫磷過程有嚴(yán)重的不利影響。發(fā)明專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書CN85101003A，公開了一種低磷高鉻不銹鋼及超低磷高鉻不銹鋼的脫磷工藝，該方法為低磷高鉻不銹鋼的脫磷工藝，以堿或堿土金屬及其合金的粉劑作脫磷劑噴入鋼包或鋼包精煉爐內(nèi)的高鉻不銹鋼液中進(jìn)行脫磷。然而，該方法并不能不適用于鐵水脫磷預(yù)處理。發(fā)明專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書CN1876857A，公開了一種以鐵水為主原料冶煉不銹鋼的方法，該方法包括(1)鐵水預(yù)處理a鐵水脫硅用以氧化鐵為主的鐵鱗粉劑噴吹法，用氮?dú)鉃檩d氣噴粉槍噴入鐵水中；b鐵水脫磷脫硫用粉劑吹噴法，將主要成分為石灰和螢石的脫磷劑用氮?dú)鉃檩d氣噴粉槍噴入鐵水中，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫磷和脫硫；( 用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行初步脫碳保鉻和合金化。發(fā)明專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書CN1664127A，公開了一種鐵水脫磷、脫硫的方法”涉及的主要是將熔劑以鈉鹽熔合物的形態(tài)加到鐵水中。所述含鈉鹽熔劑為碳酸鈉、硫酸鈉，熔劑中還含有氯化鈉、苛性堿等物質(zhì)。發(fā)明專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書CN1372009A公開了一種鐵水、鋼水脫磷劑，涉及一種煉鐵、煉鋼生產(chǎn)中用于降低鋼鐵中磷含量的鐵水、鋼水脫磷劑。脫磷劑由氧化鐵、活性石灰、氟任鈣組成。
以上公開的現(xiàn)有技術(shù)所涉及的脫硅劑、脫磷劑及其制備、使用方法均存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)，脫硅劑、脫磷劑的制備均需要額外購(gòu)置原材料，例如，堿或堿土金屬及其合金、石灰、螢石、碳酸鈉、硫酸鈉、氧化鐵、氟任鈣等。因此必然導(dǎo)致鐵水脫硅、脫磷生產(chǎn)成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明旨在摸索出回收利用鋼鐵企業(yè)各不銹鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)帶出的含鉻鎳固體廢棄物，通過再加工與合理配比形成的一項(xiàng)鐵水脫硅劑及相應(yīng)的脫硅方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種鐵水脫硅劑。本發(fā)明的鐵水脫硅劑含一定量鉻鎳固體氧化物，回收利用了鋼鐵企業(yè)內(nèi)各工序的含鉻鎳氧化物固體廢棄物。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種鐵水脫硅的方法。該方法可適應(yīng)鐵水預(yù)處理前高爐或COREX爐鐵水含硅量為0. 2 0. 8%的波動(dòng)范圍，而傳統(tǒng)的鐵水脫硅、脫磷要求含硅量初始小于0. 3% ；在進(jìn)行拋撒法脫硅或混沖脫硅預(yù)處理后，脫硅率達(dá)到50%左右，在進(jìn)行噴吹法脫硅及脫磷預(yù)處理后，脫硅率達(dá)到70%以上；從而達(dá)到冶煉低硅不銹鋼的目的。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種鐵水脫硅劑，由下述組分按重量份數(shù)組成混酸氧化鐵粉10 20份；拋丸除塵粉15 25份；不銹鋼煉鋼除塵灰10 20份；熱軋氧化鐵鱗40 60份。優(yōu)選的，上述的鐵水脫硅劑，由下述組分按重量份數(shù)組成混酸氧化鐵粉14 16份；拋丸除塵粉18 22份；不銹鋼煉鋼除塵灰 14 16份；熱軋氧化鐵鱗48 52份。所述的混酸氧化鐵粉，按重量百分比，含有下述組分FeO觀 32% ；Fe20315 20% ;Cr2032. 0 2. 5% ;NiO 0. 1 0. 6 % ;Si02 彡 0. 05 % ;S 彡 0. 060 %。上述的混酸氧化鐵粉除了含有所列舉的組分外，余量為雜質(zhì)。通常余量為CaO、MgO、MnO、H2O, Fe3O4等各化學(xué)元素的氧化物質(zhì)及其復(fù)合氧化物。所述的拋丸除塵粉，按重量百分比，含有下述組分FeO 10 20% ；Fe20335 40% ;Cr20310 15% ;NiO 2. 0 3. 5 % ;Si02 彡 0. 05 % ;S 彡 0. 060 %。上述的拋丸除塵粉除了含有所列舉的組分外，余量為雜質(zhì)。通常余量為CaO、MgO、MnO、H2O, Fe3O4等各化學(xué)元素的氧化物質(zhì)及其復(fù)合氧化物。所述的不銹鋼煉鋼除塵灰，按重量百分比，含有下述組分!^06 12%;狗20318 27% ；Cr2038 12% ；NiOl. 0 1. 5% ；SiO2 ^ 0. 04% ；S 彡 0. 060%。上述的不銹鋼煉鋼除塵灰除了含有所列舉的組分外，余量為雜質(zhì)。通常余量為CaO、MgO、MnO、H2O, Fe3O4等各化學(xué)元素的氧化物質(zhì)及其復(fù)合氧化物。所述的熱軋氧化鐵鱗，按重量百分比，含有下述組分Fe0 38 45 % ；Fe2037 12% ；Cr2032. 0 5. % ；NiO 1. 2 1. 8% ；SiO2L 0 1. 5% ;S 彡 0. 060%。上述的熱軋氧化鐵鱗，除了含有所列舉的組分外，余量為雜質(zhì)。通常余量為Ca0、Mg0、MnCKH2OJe3O4等各化學(xué)元素的氧化物質(zhì)及其復(fù)合氧化物。 本發(fā)明還公開了一種鐵水脫硅的方法，采用鐵水脫硅劑進(jìn)行脫硅，其中所述的脫硅劑采用前述的鐵水脫硅劑。 本發(fā)明的鐵水脫硅方法，可以采用本行業(yè)通用的工藝進(jìn)行，例如高爐爐外拋撒法脫硅法、COREX爐爐外噴吹法脫硅法、魚雷型鐵水運(yùn)輸罐噴吹脫硅法、鐵水倒罐混沖脫硅法、 鐵水罐噴吹脫硅法和鐵水罐氣體攪拌脫硅法等，其改進(jìn)之處在于，所采用的鐵水脫硅劑，采用前述的鐵水脫硅劑。優(yōu)選的，所述的鐵水脫硅方法為鐵水倒罐混沖脫硅法或脫磷站噴吹脫硅法。具體的，在上述技術(shù)方案中所述的混酸氧化鐵粉，為冷軋廠鋼卷在酸洗過程中在板卷表面酸洗下的表面鐵氧化物與酸洗后的廢酸混合著進(jìn)入混酸再生站處理，其中廢酸經(jīng)處理后成為再生酸用于鋼卷預(yù)酸洗，而沉淀出的固體氧化物就形成混酸氧化鐵粉。其常規(guī)的產(chǎn)出流程具體參見

圖1。簡(jiǎn)而言之，即冷軋廠鋼卷生產(chǎn)過程中，從混酸再生站中收集到的固體廢棄物，即為本發(fā)明所需要使用的原料之一混酸氧化鐵粉。所述的拋丸除塵粉，為冷軋廠鋼卷在完成軋制并經(jīng)退火后，在進(jìn)行鋼卷表面破鱗及拋丸處理過程中產(chǎn)生的鋼卷表面處理下的表面氧化鐵粉塵和表面氧化鐵粒塵；其中氧化鐵粉塵是破鱗工序在破鱗處理過程中除塵系統(tǒng)收集的粉塵、氧化鐵粒塵是拋丸工序在拋丸處理過程中除塵系統(tǒng)收集的較大顆粒的粒塵，此二種除塵產(chǎn)物經(jīng)一個(gè)回收系統(tǒng)回收，所回收的固體氧化物統(tǒng)稱拋丸除塵粉。其常規(guī)的產(chǎn)出流程具體參見圖1。簡(jiǎn)而言之，即冷軋廠鋼卷生產(chǎn)過程中，從拋丸工序、破鱗工序中分別收集到的固體廢棄物氧化鐵粉塵，即為本發(fā)明所需要使用的原料之一拋丸除塵粉。所述的不銹鋼煉鋼除塵灰，為不銹鋼煉鋼廠各冶煉工序的除塵產(chǎn)物。不銹鋼冶煉工序主要包括超高功率交流電弧爐(以下簡(jiǎn)稱EAF)不銹鋼母液熔煉電爐、頂側(cè)吹氬氧脫碳爐(以下簡(jiǎn)稱A0D)、真空吹氧脫碳精煉裝置(以下簡(jiǎn)稱V0D)等工序；也適用于頂?shù)状禋逖趺撎紶t(以下簡(jiǎn)稱K0BMS)、鋼包精煉爐(以下簡(jiǎn)稱LF)、真空脫碳精煉裝置(以下簡(jiǎn)稱VD) 等不銹鋼冶煉工序。其除塵產(chǎn)物Σ ！^達(dá)30% 35%，且除塵灰中氧化性物質(zhì)多以!^e2O3的形式存在(含!^e2O3彡20%)；且這些不銹鋼工序的除塵產(chǎn)物含有0.8% 1.4%的鎳，制備成本發(fā)明的鐵水脫硅劑后可在鐵水中微量增鎳，對(duì)于不銹鋼用脫磷鐵水有一定的回收利用價(jià)值。其常規(guī)的產(chǎn)出流程具體參見圖2。所述的熱軋氧化鐵鱗，為熱軋廠在板坯粗軋前除鱗處理工序和精軋前除鱗處理工序在對(duì)鋼坯進(jìn)行軋前表面處理過程中產(chǎn)出的固體廢棄氧化物，由粗軋前的熱軋粗軋機(jī)組表面除鱗裝置(以下簡(jiǎn)稱HSB)除鱗站和精軋前的熱軋精軋機(jī)組表面除鱗裝置(以下簡(jiǎn)稱 FSB)除鱗站產(chǎn)出并經(jīng)沉淀池沉淀后回收；本發(fā)明中所述的熱軋氧化鐵鱗原料可采用不銹鋼鋼卷熱軋氧化鐵鱗、碳鋼鋼卷熱軋氧化鐵鱗、碳鋼與不銹鋼混軋的熱軋氧化鐵鱗，也適用于采用連鑄沉淀池回收的不銹鋼連鑄板坯表面產(chǎn)生的氧化鐵皮、碳鋼連鑄板坯表面產(chǎn)生的氧化鐵皮。其常規(guī)的產(chǎn)出流程具體參見圖3。由于熱軋氧化鐵鱗產(chǎn)生于沉淀池，水份很高，一般在5% 20%、顆粒度分布范圍很廣且夾帶有一定雜物，故應(yīng)用氧化鐵鱗時(shí)，最好先前進(jìn)干燥或烘烤處理和顆粒篩選。本發(fā)明采用混酸氧化鐵粉、拋丸除塵粉、不銹鋼煉鋼廠煉鋼除塵灰、熱軋廠氧化鐵鱗這4項(xiàng)不銹鋼各工序廢棄的含鉻、鎳固體氧化物作為脫硅劑的原材料，其理論依據(jù)如下表1所示為不銹鋼各工序廢棄的含鉻、鎳固體氧化物主要成分，其主要由Σ Fe (含 FeO, Fe2O3)、SiO2, Cr203、NiO組成；從圖4的曲線中，可清楚的判斷，NiO, FeO及Cr2O3可先后氧化鐵水中的Si，因此從熱力學(xué)的觀點(diǎn)分析，含鉻鎳的固體氧化物可用于鐵水脫硅，并可回收鎳及少量的鉻。表1 不銹鋼各工序廢棄物成分(單位質(zhì)量百分含量)
權(quán)利要求
1.一種鐵水脫硅劑，其特征在于，由下述組分按重量份數(shù)組成混酸氧化鐵粉10 20份拋丸除塵粉 15 25份不銹鋼煉鋼除塵灰 10 20份熱軋氧化鐵鱗 40 60份。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵水脫硅劑，其特征在于，由下述組分按重量份數(shù)組成混酸氧化鐵粉14 16份拋丸除塵粉 18 22份不銹鋼煉鋼除塵灰 14 16份熱軋氧化鐵鱗 48 52份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鐵水脫硅劑，其特征在于，所述的混酸氧化鐵粉，按重量百分比，含有下述組分28 32% ； 15 20% ； 2. 0 2. 5% ； NiO0. 1 0. 6% ；SiO2彡 0. 05% ；S彡 0.060%。
4.如權(quán)利要求1或2所述的鐵水脫硅劑，其特征在于，所述的拋丸除塵粉，按重量百分比，含有下述組分-20% ； 40% ；15% ； 3. 5% ；FeOFe2O3Cr2O3FeOFe2O3Cr2O3NiOSiO2S10 -35 10 2. 0 彡 0. 05% ；彡 0. 060% οFe2O3 Cr2O3
5.如權(quán)利要求1或2所述的鐵水脫硅劑，其特征在于，所述的不銹鋼煉鋼除塵灰，按重量百分比，含有下述組分FeO6 12% ；18 27% ； 8 12% ； NiO1. 0 1. 5% ；SiO2彡 0. 04% ；S彡 0.060%。
6.如權(quán)利要求1或2所述的鐵水脫硅劑，其特征在于，所述的熱軋氧化鐵鱗，按重量百分比，含有下述組分FeO38 45% ；Fe2O37 12% ； Cr2O32. 0 5. % ；NiO1. 2 1. 8% ；SiO21. 0 1. 5% ；S≤ 0.060%。
7.一種鐵水脫硅的方法，采用鐵水脫硅劑進(jìn)行脫硅，其特征在于，所述的脫硅劑為權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的鐵水脫硅劑。
8.如權(quán)利要求7所述的鐵水脫硅的方法，其特征在于，所述的鐵水脫硅方法選自高爐爐外拋撒法脫硅法、高爐爐外噴吹法脫硅法、魚雷型鐵水運(yùn)輸罐噴吹脫硅法、鐵水倒罐混沖脫硅法、鐵礦石熔融還原煉鐵爐爐外噴吹法脫硅法、鐵水罐噴吹脫硅法、脫磷站噴吹脫硅法和鐵水罐氣體攪拌脫硅法中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵水脫硅劑及鐵水脫硅的方法。所述的鐵水脫硅劑由下述組分按重量份數(shù)組成混酸氧化鐵粉10～20份；拋丸除塵粉15～25份；不銹鋼煉鋼除塵灰10～20份；熱軋氧化鐵鱗40～60份。本發(fā)明的鐵水脫硅劑可應(yīng)用于所有鐵水預(yù)處理工序，具有很強(qiáng)的脫硅功能；同時(shí)配方中使用含鉻鎳固體氧化物，可使脫硅終點(diǎn)鐵水含鎳量在原有鎳含量的基礎(chǔ)上小幅增加5％～8％，對(duì)于冶煉不銹鋼，可相應(yīng)減少后工序冶煉過程中的鎳配入量，降低生產(chǎn)成本；且該配方所有原料均為使用鋼鐵企業(yè)各不銹鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)帶出的含鉻鎳固體廢棄物，通過對(duì)廢棄物進(jìn)行了回收再加工利用進(jìn)行鐵水脫硅，既節(jié)約成本又減少?gòu)U棄物的排放量。
文檔編號(hào)C21C7/04GK102199685SQ20101013164
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者仝正輝, 徐文杰, 李安東, 蔣興元, 鄭皓宇 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司