專利名稱：鐵水脫硫處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵水爐外予處理技術(shù)領(lǐng)域，脫硫工藝方法的改進(jìn)。具體地說(shuō)是利用二端開口的方形鋼管內(nèi)置有含硅量為5 30%余量為鎂的鎂硅合金配合鐵水處理裝置進(jìn)行脫硫處理的方法。
背景技術(shù)：
用鎂基脫硫劑進(jìn)行鋼鐵深度脫硫處理的工藝，于五十年代前蘇聯(lián)先行，七十年代中期美國(guó)人發(fā)明了復(fù)合噴吹CaO+Mg粉劑脫硫處理的技術(shù)工藝，之后其技術(shù)與設(shè)備日趨完善，八十年代在北美、西歐及九十年代在日本等國(guó)家廣為應(yīng)用。前蘇聯(lián)在1950年用鎂脫硫生產(chǎn)出可鍛鑄鐵，60年代末70年代初以鎂粉與石灰粉按30與70的配比混合進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，1973年后以氯鹽被覆鎂粒(粒度0. 5 1. 6mm)取代鎂粉，1978年 1979年采用比較先進(jìn)的鎂粒噴吹設(shè)備進(jìn)行脫硫處理。硫是鋼鐵中的有害雜質(zhì)之一，它影響材質(zhì)的熱脆性、機(jī)械強(qiáng)度，大多數(shù)鋼種中的含硫量在0.015 0. 045%，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，優(yōu)質(zhì)鋼材中的含硫量實(shí)現(xiàn)了 < 0. 005%，有的已達(dá)到了 0. 003 0. 001%的含硫量。中國(guó)發(fā)明專利授權(quán)公告號(hào)CN100419091C發(fā)明名稱為“鎂棒爐外鐵水脫硫方法”公開了一種將鎂棒固定在脫硫槍體上，在冷卻系統(tǒng)的冷卻(冷卻槍體)和惰性氣體的保護(hù)下， 將鎂棒插入鐵水罐中，進(jìn)行脫硫處理，當(dāng)脫硫槍內(nèi)的鎂棒少于20 30mm時(shí)，更換新的鎂棒， 以上步驟反復(fù)進(jìn)行到脫硫過(guò)程結(jié)束。上述發(fā)明提供的爐外鐵水脫硫方法，克服了傳統(tǒng)技術(shù)鎂粉脫硫工藝的缺點(diǎn)，新方法成本低廉，操作簡(jiǎn)便，鎂棒可以快速更換，同時(shí)還可以使脫硫更加完全。在已公開的鐵水脫硫方法中，作為脫硫的主要元素金屬鎂是以純鎂或純鎂復(fù)層的形式存在的，鎂的熔點(diǎn)為651°C，沸點(diǎn)1107°C，在其熔化后能與其他元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，尋求一種設(shè)備投資少，操作簡(jiǎn)便，成本更加低廉，脫硫效果好的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鐵水脫硫劑的處理方法，配合脫硫處理裝置實(shí)現(xiàn)鐵水予脫硫處理，處理反應(yīng)平穩(wěn)，有效元素吸收率高，降低生產(chǎn)成本。由鎂硅二元相圖得知當(dāng)含硅量為5%余量為鎂的鎂硅二元合金其熔點(diǎn)約800°C ； 當(dāng)含硅量為10%余量為鎂的鎂硅二元合金其熔點(diǎn)約930°C ；當(dāng)含硅量為20%余量為鎂的鎂硅二元合金其熔點(diǎn)約1020°C ；當(dāng)含硅量為36. 59%余量為鎂的鎂硅二元合金鎂與硅形成化合物M&Si其熔點(diǎn)約1102°C ；Mg2Si和Mg形成共晶體，含硅1. 4%，共晶溫度為637. 6°C， Mg2Si和Si也可以組成共晶體，含硅58%，其共晶溫度為950°C。根據(jù)鎂硅二元合金的特性，選擇含硅量在5 % 30 %成分的鎂硅合金，其熔點(diǎn)可由純鎂的651°C提升到800°C 1090°C。為防止鎂硅二元合金在冷卻凝固時(shí)產(chǎn)生的成分偏析，造成部分合金的含硅量超過(guò) 36. 59%后致使合金的熔點(diǎn)由1102°C開始降低，并且含硅量的提高后，含鎂量將隨之降低，在同等鎂硅合金重量時(shí)，其有效元素鎂含量被降低，另外附帶加入的含硅量對(duì)生產(chǎn)材料的技術(shù)要求也有影響并且增加了脫硫的成本，因此設(shè)定鎂硅二元合金中的含硅量< 30%。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下利用方形鋼管在其相對(duì)應(yīng)的二個(gè)側(cè)面的中部上開設(shè)有數(shù)個(gè)調(diào)壓通孔或調(diào)壓縫，根據(jù)被脫硫處理的鐵水重量及化學(xué)成分將脫硫處理鐵水所需重量的化學(xué)成分為含硅5 30%余量為鎂的二元鎂硅合金液澆注到方形鋼管內(nèi)，待其凝固冷卻后，就獲得了外襯方形鋼管、兩端開放的整體鎂硅脫硫劑，為進(jìn)一步控制方形鋼管內(nèi)鎂硅合金的反應(yīng)速度，采用同方形鋼管壁厚相等的鋼板以焊接的方式封堵方形鋼管兩端開口的一部分，以減少高溫鐵水同鎂硅合金的接觸面，控制脫硫反應(yīng)的時(shí)間和反應(yīng)狀態(tài)。由試驗(yàn)得知，外襯方形鋼管在1280°C 1350°C的鐵水脫硫反應(yīng)過(guò)程中，保證了其反應(yīng)過(guò)程的均勻連續(xù)性，脫硫反應(yīng)的時(shí)間和反應(yīng)狀態(tài)根據(jù)生產(chǎn)需要，選擇鎂硅合金的化學(xué)成分和方形鋼管的結(jié)構(gòu)尺寸來(lái)確定。外襯方形鋼管內(nèi)澆注的鎂硅合金，也可以選擇先將熔制好的塊狀鎂硅合金破碎成 < 3mm的顆粒粉末狀，再將其裝入開設(shè)有調(diào)壓孔、調(diào)壓縫的外襯方形鋼管內(nèi)，用壓力機(jī)壓制而成。為了進(jìn)一步降低鎂硅合金的成本費(fèi)用，采用75硅鐵替換金屬硅、制造含硅量5% 30%余量為鎂及75硅鐵所帶入的含鐵量的鎂硅鐵三元合金為外襯方形鋼管內(nèi)的脫硫劑。脫硫處理裝置脫硫處理時(shí)，采用中國(guó)發(fā)明專利公開號(hào)為CN101(^9367名稱為“球化處理裝置”中支桿壓頭的結(jié)構(gòu)特征，支桿壓頭外襯耐火材料部分是以螺紋鋼、鐵絲焊制的骨架，支桿壓頭在脫硫處理包內(nèi)可經(jīng)受高溫鐵水沸騰反應(yīng)的反復(fù)沖擊，支桿壓頭未進(jìn)入鐵水部分的上端與一個(gè)固定的懸臂支桿相聯(lián)結(jié)。為減少經(jīng)脫硫處理后鐵水降溫及防止有效元素的逃逸，在懸臂的端部、連接支桿壓頭的上端設(shè)置有與脫硫鐵水處理包相配合的覆蓋包蓋，采用上述選擇的鎂硅二元合金的化學(xué)成分范圍以液態(tài)合金澆注成外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑及將顆粒粉末狀鎂硅合金用壓力機(jī)壓實(shí)到方形鋼管內(nèi)的整體鎂硅合金脫硫劑的方式脫硫處理步驟如下①將按要求制備的外襯方形鋼管內(nèi)的整體鎂硅合金脫硫劑以鐵絲及鐵皮聯(lián)結(jié)在支桿壓頭的底面，外襯方形鋼管上開設(shè)有調(diào)壓孔或調(diào)壓縫相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面均與支桿壓頭的底面相垂直，支桿壓頭固定在懸臂支桿的端部，在支桿壓頭的上端設(shè)有覆蓋包蓋；②將容有待脫硫處理鐵水的鐵水包以天車的加長(zhǎng)懸吊鉤運(yùn)往鐵水脫硫處理處進(jìn)入壓入方位；③天車起吊鉤頭上升，將被脫硫處理的鐵水包提升，支桿壓頭底部的外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑被壓入到鐵水中開始進(jìn)行脫硫反應(yīng)，同時(shí)向脫硫鐵水包的上部?jī)?nèi)空間輸入惰性氣體保護(hù)；④待第一次脫硫處理反應(yīng)結(jié)束后，根據(jù)需要可繼續(xù)進(jìn)行第二次及第二次以上的脫硫處理反應(yīng)；⑤全部脫硫處理反應(yīng)結(jié)束后，將被脫硫處理過(guò)的鐵水離開脫硫處理工位，扒凈浮渣運(yùn)送到下一工序環(huán)節(jié)。采用含硅量5% 30%余量為鎂的二元鎂硅合金的化學(xué)成分范圍，將上述成分的液態(tài)合金澆注成外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑及將上述成分的顆粒粉末狀鎂硅合金用壓力機(jī)壓實(shí)到方形鋼管內(nèi)的整體鎂硅合金脫硫劑的方式，就獲得了外襯方形鋼管、兩端開放的整體鎂硅脫硫劑，上述外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑以鐵絲及鐵皮聯(lián)結(jié)在支桿壓頭的底面，外襯方形鋼管上開設(shè)有調(diào)壓孔或調(diào)壓縫相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面均與支桿壓頭的底面相垂直，裝有待脫硫處理鐵水的脫硫處理包放在地上不動(dòng)，以天車鉤頭吊鉤聯(lián)結(jié)著外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑的支桿壓頭及支桿壓頭上端設(shè)有的覆蓋包蓋，以其重力壓入鐵水包中的方式進(jìn)行脫硫處理。采用含硅量5% 30%余量為鎂的二元鎂硅合金，將其加工成粒度< 3mm的顆粒粉末狀，利用鎂粉噴吹設(shè)備進(jìn)行脫硫處理。采用75硅鐵替換金屬硅、制造含硅量5% 30%余量為鎂及75硅鐵所帶入的含鐵量的鎂硅鐵三元合金，將其加工成粒度< 3mm的顆粒粉末狀，利用鎂粉噴吹設(shè)備進(jìn)行脫硫處理。本發(fā)明的有益效果解決了傳統(tǒng)工藝采用鎂粉脫硫處理的缺點(diǎn)，反應(yīng)極為平穩(wěn)，無(wú)煙塵鎂光，有效元素吸收率高，鐵水降溫少，脫硫處理成本低。
具體實(shí)施例方式為保證達(dá)到理想的脫硫處理效果，外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑應(yīng)插入鐵水的深度應(yīng)> 3米，其底部緊貼脫硫處理包內(nèi)底。對(duì)于采用將鎂硅合金破碎后再進(jìn)行機(jī)械混合壓制的方式，混合后采用100噸或 360噸的壓力機(jī)壓實(shí)。上述所用的開設(shè)有調(diào)壓孔或調(diào)壓縫的外襯方形鋼管也可以更換為矩形鋼管。上述所用的開設(shè)有調(diào)壓孔或調(diào)壓縫的外襯方形鋼管也可以選用鑄鐵的材質(zhì)采用鑄造的方法制造。
權(quán)利要求
1.一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征的第一部分是脫硫劑利用方形鋼管在其相對(duì)應(yīng)的二個(gè)側(cè)面的中部上開設(shè)有數(shù)個(gè)調(diào)壓通孔或調(diào)壓縫，將含硅量5 30%余量為鎂的二元鎂硅合金液澆注到方形鋼管內(nèi)，凝固冷卻后，就獲得了外襯方形鋼管、兩端開放的整體鎂硅脫硫劑，其特征的第二部分是脫硫處理裝置支桿壓頭的結(jié)構(gòu)特征是以螺紋鋼、鐵絲焊制的骨架，外襯耐火材料的支桿壓頭，支桿壓頭未進(jìn)入鐵水部分的上端與一個(gè)固定的懸臂支桿相聯(lián)結(jié)；在懸臂的端部、連接支桿壓頭的上端設(shè)置有與脫硫鐵水處理包相配合的覆蓋包蓋，采用上述方式脫硫處理步驟如下①將按要求制備的外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑以鐵絲及鐵皮聯(lián)結(jié)在支桿壓頭的底面，外襯方形鋼管上開設(shè)有調(diào)壓孔或調(diào)壓縫相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面均與支桿壓頭的底面相垂直，支桿壓頭固定在懸臂支桿的端部，在支桿壓頭的上端設(shè)有覆蓋包蓋；②將容有待脫硫處理鐵水的鐵水包以天車的加長(zhǎng)懸吊鉤運(yùn)往鐵水脫硫處理處進(jìn)入壓入方位；③天車起吊鉤頭上升，將被脫硫處理的鐵水包提升，支桿壓頭底部的外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑被壓入到鐵水中開始進(jìn)行脫硫反應(yīng)，同時(shí)向脫硫鐵水包的上部?jī)?nèi)空間輸入惰性氣體保護(hù)；④待第一次脫硫處理反應(yīng)結(jié)束后，根據(jù)需要可繼續(xù)進(jìn)行第二次及第二次以上的脫硫處理反應(yīng)；⑤全部脫硫處理反應(yīng)結(jié)束后，將被脫硫處理過(guò)的鐵水離開脫硫處理工位，扒凈浮渣運(yùn)送到下一工序環(huán)節(jié)。
2.一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征是采用含硅量5% 30%余量為鎂的二元鎂硅合金的化學(xué)成分范圍，將上述成分的液態(tài)合金澆注成外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑及將上述成分的顆粒粉末狀鎂硅合金用壓力機(jī)壓實(shí)到方形鋼管內(nèi)的整體鎂硅合金脫硫劑的方式，就獲得了外襯方形鋼管、兩端開放的整體鎂硅脫硫劑，上述外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑以鐵絲及鐵皮聯(lián)結(jié)在支桿壓頭的底面，外襯方形鋼管上開設(shè)有調(diào)壓孔或調(diào)壓縫相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面均與支桿壓頭的底面相垂直，裝有待脫硫處理鐵水的脫硫處理包放在地上不動(dòng)，以天車鉤頭吊鉤聯(lián)結(jié)著外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑的支桿壓頭及支桿壓頭上端設(shè)有的覆蓋包蓋，以其重力壓入鐵水包中的方式進(jìn)行脫硫處理。
3.一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征是采用含硅量5% 30%余量為鎂的二元鎂硅合金，將其加工成粒度< 3mm的顆粒粉末狀，利用鎂粉噴吹設(shè)備進(jìn)行脫硫處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1及權(quán)利要求2所述的一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征是采用同方形鋼管壁厚相等的鋼板以焊接的方式封堵方形鋼管兩端開口的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征是外襯方形鋼管內(nèi)澆注成含硅量5 30%余量為鎂的二元鎂硅合金置換為顆粒粉末狀鎂硅合金用壓力機(jī)壓實(shí)到開設(shè)有調(diào)壓孔或調(diào)壓縫的外襯方形鋼管內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2及權(quán)利要求5所述的一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征是開設(shè)有調(diào)壓孔或調(diào)壓縫的外襯的方形鋼管被矩形鋼管置換。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2及權(quán)利要求5所述的一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征是開設(shè)有調(diào)壓孔或調(diào)壓縫的外襯方形鋼管也可以選擇鑄鐵的材質(zhì)采用鑄造的方法制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2及權(quán)利要求3所述的一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征是采用75硅鐵替換金屬硅、制造含硅量5% 30%余量為鎂及75硅鐵所帶入的含鐵量的鎂硅鐵三元合金為上述所用的脫硫劑。
9. 一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征是采用75硅鐵替換金屬硅、制造含硅量 5% 30%余量為鎂及75硅鐵所帶入的含鐵量的鎂硅鐵三元合金，將其加工成粒度< 3mm 的顆粒粉末狀，利用鎂粉噴吹設(shè)備進(jìn)行脫硫處理。
全文摘要
一種關(guān)于鐵水爐外脫硫處理的方法，其特征是采用含硅量5％～30％余量為鎂的二元鎂硅合金的化學(xué)成分范圍，將液態(tài)合金澆注成外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑及將顆粒粉末狀鎂硅合金用壓力機(jī)壓實(shí)到方形鋼管內(nèi)的整體鎂硅合金脫硫劑的方式，就獲得了外襯方形鋼管、兩端開放的整體鎂硅脫硫劑，裝有待脫硫處理鐵水的脫硫處理包放在地上不動(dòng)，以天車鉤頭吊鉤聯(lián)結(jié)著外襯方形鋼管的整體鎂硅合金脫硫劑的支桿壓頭及支桿壓頭上端設(shè)有的覆蓋包蓋，以其重力壓入鐵水包中的方式進(jìn)行脫硫處理。也可以采用含硅量5％～30％余量為鎂的二元鎂硅合金或三元鎂硅鐵合金，將其加工成粒度＜3mm的顆粒粉末狀，利用鎂粉噴吹設(shè)備進(jìn)行脫硫處理。
文檔編號(hào)C21C1/02GK102399944SQ20111044914
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉年路, 劉昌晨 申請(qǐng)人:劉年路, 劉昌晨, 天津市萬(wàn)路科技有限公司