專(zhuān)利名稱(chēng):用煉鋼高溫液態(tài)鋼渣進(jìn)行鐵水爐外脫硫法的制作方法
一、本發(fā)明名稱(chēng)用煉鋼高溫液態(tài)鋼渣進(jìn)行鐵水爐外脫硫法。簡(jiǎn)稱(chēng)LSDS法。
二、本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域：
和已用方法情況對(duì)比本發(fā)明屬于鋼鐵工業(yè)鐵水爐外予處理技術(shù)領(lǐng)域：
，是用煉鋼過(guò)程中的高溫液態(tài)鋼渣做脫硫劑進(jìn)行鐵水爐外脫硫的方法。這里所說(shuō)“高溫液態(tài)”是相對(duì)而言，是指非固態(tài)而言。而國(guó)內(nèi)外已用的各種方法，都是用粉狀固態(tài)材料做脫硫劑進(jìn)行鐵水爐外脫硫、二者顯然不同。本發(fā)明適用于高爐或化鐵爐-轉(zhuǎn)爐或平爐、電爐生產(chǎn)流程的鋼廠企業(yè)以及其他進(jìn)行鐵水爐外脫硫的企業(yè);特別是高爐或化鐵爐-轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程的鋼廠企業(yè)，最為合適，其經(jīng)濟(jì)效益最佳。轉(zhuǎn)爐，特別是吹氧轉(zhuǎn)爐目前和今后都占鋼產(chǎn)首要地位，且吹氧轉(zhuǎn)爐車(chē)間內(nèi)，生產(chǎn)調(diào)度作業(yè)比較緊張復(fù)雜，本說(shuō)明擬以吹氧轉(zhuǎn)爐車(chē)間為重點(diǎn)，為例，對(duì)本法內(nèi)容，加以說(shuō)明。
按國(guó)內(nèi)外已用的各種鐵水爐外脫硫的方法，都為KR法，或搖包法，或混鐵車(chē)噴粉脫硫法，或則是由其派生出來(lái)的各種相類(lèi)方法;由于所有這些方法選擇和使用的脫硫劑材料都為粉狀固態(tài)，因此，在脫硫劑的性能技術(shù)條件和鐵水爐外脫硫在使用的設(shè)備設(shè)施;工藝和技術(shù)操作上;以及反映在經(jīng)濟(jì)上，經(jīng)濟(jì)效益上;與本法也顯有不同，而且大有差異。茲將二者差異之點(diǎn)、摘要，進(jìn)行綜合對(duì)比，並列表說(shuō)明於下請(qǐng)見(jiàn)下表〔一〕。
國(guó)內(nèi)外已用各種方法與本法差異點(diǎn)綜合對(duì)比表〔續(xù)表一〕
由上表對(duì)比，顯然也可以看出本發(fā)明主要具體內(nèi)容和技術(shù)主要特點(diǎn)、特征;以及優(yōu)點(diǎn)和積極效果。是為國(guó)內(nèi)外已用各種鐵水爐外脫硫法，所無(wú)法取代，望塵莫及的。
三、本發(fā)明的目的1.為了有利于祖國(guó)“四化”建設(shè)事業(yè)的順利發(fā)展，急黨中央和國(guó)家之所急。目前國(guó)家面臨資金不足，能源短缺的困難。1985年全國(guó)鋼產(chǎn)4347萬(wàn)噸，其中吹氧轉(zhuǎn)爐鋼為2157萬(wàn)噸，除武鋼、鞍鋼、天鋼已解決部分鐵水爐外脫硫外，估計(jì)全國(guó)大、中、小型鋼廠企業(yè)有1800萬(wàn)噸鐵水，尚急待解決。按武鋼建了一臺(tái)KR法，年處理能力為40～50萬(wàn)噸，設(shè)備總重量為650噸，投資金額為1150萬(wàn)元。(資料中尚未說(shuō)明是否包括脫硫劑電石粉制造的設(shè)備設(shè)施的投資在內(nèi))。按即使仿造，節(jié)省投資40%計(jì)算，要解決全部鐵水爐外脫硫問(wèn)題，國(guó)家企業(yè)投資總金額，也得花二億五千萬(wàn)元之巨。且投產(chǎn)慢，尚未包括供平爐的鐵水。
2.為了有利于我國(guó)鋼廠企業(yè)既定的煉鋼精料方針早日實(shí)現(xiàn)和貫徹執(zhí)行，有助于解決精料中的具體技術(shù)問(wèn)題。首要為脫硫。再則為脫磷脫硅，與之同時(shí)，也為有利于冶金部“七五”計(jì)劃中，提出的鐵水爐外予處理-“轉(zhuǎn)爐少渣操作”的攻關(guān)課題能早日突破和解決。
3.同時(shí)，也為煉鋼廢渣的利用及其中能源和金屬回收，提供一種新途徑新方法?！白儚U為寶”。
為了能達(dá)成以上的目的，經(jīng)研究分析和考慮，提供了本發(fā)明LSDS法，比較簡(jiǎn)單易行，便于推廣采用實(shí)施。
四、本發(fā)明具體技術(shù)內(nèi)容，主要有關(guān)于脫硫劑關(guān)于工藝操作流程和工藝操作方法說(shuō)明關(guān)于實(shí)施和技術(shù)操作中應(yīng)需注意事項(xiàng)1.關(guān)于脫硫劑本發(fā)明脫硫劑如前所說(shuō)是用煉鋼過(guò)程中的高溫液態(tài)鋼渣，其特性特征由第一節(jié)〔表一〕中可看出它具備了優(yōu)越的性能和技術(shù)條件。當(dāng)然它也具有堿度較高的條件，吹氧轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)渣一般在3～4，有足夠的過(guò)剩堿，可供脫硫，其反應(yīng)為
這里，擬著重說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題;即本法脫硫劑特點(diǎn)之一FeO高或較高。其對(duì)本法進(jìn)行鐵水爐外脫硫的作用和重要意義含意。這是基于對(duì)鐵水爐外脫硫機(jī)理的特點(diǎn)和分析;基于鐵水中含有大量的碳;基于本脫硫劑高溫液態(tài)的獨(dú)特的優(yōu)越特點(diǎn)特性，它對(duì)脫硫可以起到多功能作用，比如其本身已熔觸，免掉了化渣成渣過(guò)程和時(shí)間，以及流動(dòng)性好，顯熱足等等，有利于脫硫，促進(jìn)和加快脫硫化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行等等。以上種種，均為本法選擇和使用含F(xiàn)eO高的材料為脫硫劑的必要和充要條件和原因。也可謂客觀基礎(chǔ)，另方面也由于FeO本身的特性所決定，有較強(qiáng)的氧化性，有助于渣的流動(dòng)性。這樣，就有了實(shí)際可能，在脫硫過(guò)程中，利用和通過(guò)FeO的作用，把化學(xué)作用與物理作用二者更好的結(jié)合起來(lái)，可以取得更好的脫硫效果。從而本法在這方面在方法上反映的特征是物理作用充分利用了裝鐵水時(shí)，借助于鐵水水頭落差等因素，產(chǎn)生強(qiáng)勁的攪拌，主要作用在于首先使鐵水與高溫液態(tài)鋼渣很快地混合起來(lái)，和持續(xù)的充分混合。化學(xué)作用即借助于足夠的FeO，與鐵水中C，起C-O激烈反應(yīng)，產(chǎn)生CO，並由其化學(xué)位而產(chǎn)生很好的持續(xù)性沸騰攪拌，其主要作用和意義;在于使鐵水機(jī)體內(nèi)部組成分分子和離子活躍起來(lái)。從而物理作用與化學(xué)作用，互補(bǔ)其短，相得益彰，使鐵水與鋼渣的分子、離子之間的接觸反應(yīng)面積大為增大，增強(qiáng)了接觸頻率，因此，盡管本法裝鐵水與脫硫?yàn)橥竭M(jìn)行，有效脫硫過(guò)程時(shí)間短，攪拌時(shí)間短，仍然可以在一次脫硫處理后，取得脫硫效果較好。
本法脫硫劑即煉鋼過(guò)程中的高溫液態(tài)鋼渣遇有需要時(shí)，可附加適量的氧化鐵皮，或鐵礦石粉、石灰石粉，生白云石粉等，進(jìn)行鐵水爐外脫硫。另外，還可在需要時(shí)，增加高溫液態(tài)鋼渣用量，並附加適量的氧化鐵皮、石灰石粉或生白云石粉等在進(jìn)行鐵水爐外脫硫的同時(shí)?？赏降拿摮F水中的磷和硅。這樣，對(duì)脫硫沒(méi)有多大影響。脫后浮渣還可作磷肥支農(nóng)。
2.關(guān)于工藝操作流程和工藝操作方法說(shuō)明本法在工藝和操作上的特點(diǎn)特征，由第一節(jié)表一中可看出。并大為簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)單易行。茲將其實(shí)施方法，以在轉(zhuǎn)爐車(chē)間，及高爐為例說(shuō)明如下
(1)工藝操作流程，請(qǐng)見(jiàn)后面附圖。
(2)工藝操作方法說(shuō)明茲按照下面流程次序說(shuō)明如下(請(qǐng)參照附圖)。
2-a)
示在轉(zhuǎn)爐車(chē)間工藝操作流程2-b)→示在轉(zhuǎn)爐車(chē)間“轉(zhuǎn)包”脫硫工藝操作流程2-c)
示在高爐車(chē)間工藝操作流程關(guān)于2-a按吹氧轉(zhuǎn)爐“二吹二”情況，在轉(zhuǎn)爐跨間內(nèi)進(jìn)行鐵水爐外脫硫;且以工序之間最緊張情況下說(shuō)明。按下面提供的分段平行流水作業(yè)法，完全可以形成生產(chǎn)工藝。保證生產(chǎn)冶煉順利進(jìn)行。
為了便于說(shuō)明，先說(shuō)明幾點(diǎn)其一，整個(gè)工藝操作流程，分為兩段平行流水作業(yè);一端靠混鐵爐端，一段靠轉(zhuǎn)爐端。
其二，在混鐵爐端，用一臺(tái)行車(chē)設(shè)為＃1，專(zhuān)做運(yùn)轉(zhuǎn)液態(tài)渣和吊鐵水包接鐵水工作。在轉(zhuǎn)爐端，用一臺(tái)行車(chē)設(shè)為＃2，專(zhuān)做吊鐵水包扒渣，和為轉(zhuǎn)爐裝鐵水的工作。都裝有電子秤。
其三，用鐵水包取代了轉(zhuǎn)爐爐前的一般接渣罐，從而取消。儲(chǔ)渣包也用鐵水包;鐵水包一般約可裝2～3爐轉(zhuǎn)爐液態(tài)渣。為了具有互換性和在調(diào)度使用上的靈活性。
現(xiàn)具體說(shuō)明如下關(guān)于2-a首先由＃2轉(zhuǎn)爐出鋼后，將爐內(nèi)剩下的液態(tài)渣裝入出渣車(chē)上的鐵水包A，等＃2行車(chē)為其裝好鐵水讓開(kāi)后，由＃1行車(chē)起吊鐵水包A，通過(guò)爐前出鋼操作平臺(tái)“ㄇ”形洞孔，運(yùn)回混鐵爐一端去;與之同時(shí)，＃2行車(chē)可尾隨＃1行車(chē)至混鐵爐端去為＃1轉(zhuǎn)爐接運(yùn)和準(zhǔn)備鐵水。關(guān)于已卸空鐵水的鐵水包，可隨帶送還混鐵爐端，也可于必要時(shí)就近卸放在平臺(tái)上，或由相鄰的另臺(tái)行車(chē)幫助放回到出渣平車(chē)上。＃2行車(chē)開(kāi)至混鐵爐端后，即可將放于地坪上已裝好鐵水的鐵水包起吊至除渣設(shè)施平臺(tái)，扒除脫硫浮渣，扒凈后，即可運(yùn)至轉(zhuǎn)爐端為＃1轉(zhuǎn)爐裝入鐵水。＃1行車(chē)將鐵水包A運(yùn)回混鐵爐端后，隨將包內(nèi)多余的過(guò)剩渣倒入儲(chǔ)渣包，并即卸放到混鐵爐前接鐵水位置的包座上或地坪上，接裝鐵水。大部分脫硫浮渣通過(guò)包口流渣槽流入渣罐。見(jiàn)液面平靜后，再起吊鐵水包A，卸放在指定地點(diǎn)地坪上。待＃2行車(chē)去接運(yùn)、準(zhǔn)備扒渣，供給＃2轉(zhuǎn)爐。至此，整個(gè)生產(chǎn)工藝操作，作為一個(gè)周期，即告完成。脫硫率可達(dá)50～60%以上。
如此，混鐵爐端作業(yè)過(guò)程時(shí)間與轉(zhuǎn)爐端作業(yè)過(guò)程時(shí)間，二者大體相平衡。各為15～20分鐘。從轉(zhuǎn)爐冶煉周期看，從進(jìn)鐵水-進(jìn)鐵水包括輔助時(shí)間，實(shí)際上，一般約為35～50分鐘。在“二吹二”情況，即平均每過(guò)17.5～25分鐘，才需供應(yīng)一爐鐵水。因此，即使轉(zhuǎn)爐“二吹二”，在轉(zhuǎn)爐跨內(nèi)進(jìn)行鐵水爐外脫硫，完全可以形成生產(chǎn)工藝，保證生產(chǎn)冶煉順利進(jìn)行。而且僅就使用兩臺(tái)行車(chē)作業(yè)而言。如果采用國(guó)內(nèi)外已用的各種鐵水爐外脫硫法，在轉(zhuǎn)爐跨間內(nèi)進(jìn)行，達(dá)到如此要求，恐怕是困難的。
關(guān)于2-b，則很簡(jiǎn)單，只是在上面操作過(guò)程中當(dāng)＃1行車(chē)由混鐵爐起吊裝好鐵水的鐵水包A后，將鐵水轉(zhuǎn)倒入已裝好液態(tài)渣放于地坪上的鐵水包B內(nèi)即可。至于扒渣、不扒渣，看對(duì)鐵水含硫目標(biāo)而決定。如需要扒，鐵水包A內(nèi)脫硫浮渣基本扒凈即可。鐵水包B內(nèi)脫硫浮渣通過(guò)流渣槽流入渣罐，液面平靜后，再起吊卸放到指定地點(diǎn)地坪上，待由＃2行車(chē)接運(yùn)。至此，“轉(zhuǎn)包”脫硫工藝操作，即告完成。脫硫率約可達(dá)40～50%左右。
關(guān)于2-C，從高爐來(lái)混鐵車(chē)，進(jìn)入轉(zhuǎn)爐跨，在鐵水裝卸入混鐵爐后，由行車(chē)將儲(chǔ)渣包內(nèi)液態(tài)渣倒入混鐵車(chē)罐內(nèi)，然后回高爐再接鐵水。大部分脫硫浮渣通過(guò)其流渣槽流入渣罐，見(jiàn)內(nèi)面液面平靜，再盡可能放渣。裝入鐵水量應(yīng)不超過(guò)其有效體積的70%。因脫硫浮渣體積，因CO而有所膨脹，然后回轉(zhuǎn)爐跨將鐵水和余渣，一并裝入混鐵爐。由于此時(shí)，液態(tài)渣中FeO，已為鐵水中C還原，所剩極微，無(wú)大影響。且混鐵爐放渣，一般較為方便，而且在鐵水包接鐵水后，見(jiàn)渣還要扒凈，才能供給轉(zhuǎn)爐。至此，本工藝操作，即告完成。脫硫率可達(dá)50～60%以上。
此一工藝操作法，還可在需要時(shí)，增加液態(tài)渣的用量，並附加適量的氧化鐵皮、石灰石粉或生白云石粉等，在進(jìn)行鐵水爐外脫硫的同時(shí)，則可同步的脫除鐵水中的磷和硅，這樣做，對(duì)脫硫沒(méi)有多大影響。其實(shí)施方法，以此工藝操作最為妥善方便，效果也比較好，其具體方法也很簡(jiǎn)單，即在高爐(或化鐵爐)出鐵前，將上面要附加的材料，氧化鐵皮等，加在出鐵槽內(nèi)，隨鐵水一道流入已裝好液態(tài)渣的混鐵車(chē)或敞口式鐵水車(chē)罐或鐵水包內(nèi)即可。以下操作同上。脫后浮渣，如不含有害農(nóng)作物的物質(zhì)，經(jīng)加工，可作磷肥。但如附加螢石，則枸溶率降低，肥效較差。采用此法，脫磷率高可達(dá)90%，脫硅率高可達(dá)50%。
最后，還應(yīng)說(shuō)明一點(diǎn)本發(fā)明LSDS法，關(guān)于攪拌手段，在人們需要與可能的情況下，也可以利用已有的或新置的攪拌手段，如機(jī)械的或噴射以氣體為動(dòng)力為載體的手段進(jìn)行鐵水爐外脫硫等等。
本發(fā)明LSDS法，凡需要進(jìn)行鐵水爐外脫硫的企業(yè)、車(chē)間等都能實(shí)施采用。且有多少鐵水，就可即時(shí)處理多少鐵水。全部鐵水都可得到處理，不受限制。其實(shí)施方式方法是多樣的，可以單獨(dú)實(shí)施;也可以采取如高爐(或化鐵爐)-煉鋼車(chē)間，或鐵水爐外予處理站或混鐵爐站等等雙聯(lián)法;以及加“轉(zhuǎn)包”脫硫的三聯(lián)法等等?？筛鶕?jù)實(shí)際可能與需要決擇。脫硫率分別可達(dá)75～80%;及90%。
3.關(guān)于在實(shí)施和技術(shù)操作中應(yīng)需注意的事項(xiàng)(1)脫硫劑的用量在鐵水包、罐車(chē)內(nèi)液態(tài)渣渣液層深度，最好能為鐵水有效容積高度的 1/4 ～ 1/3 。鐵水包最好是“高而瘦”，而不是“矮而肥”型。這也是影響鐵水爐外脫硫效果重要因素之一。
(2)注意在裝鐵水前及裝鐵水進(jìn)行脫硫過(guò)程中，如見(jiàn)鐵水包罐或混鐵車(chē)內(nèi)液面凝結(jié)有一層結(jié)殼，俗稱(chēng)“烏黽殼”，必須即時(shí)用杵搗破，要使內(nèi)面CO氣體，即時(shí)得以排出，免生噴濺。
(3)鐵水水頭落差，最好能不低于1.5公尺，這里，鐵水水頭落差，指的是搖轉(zhuǎn)混鐵爐，鐵水剛可流出時(shí)的鐵水口位置到鐵水包罐上口之間相距的高度。
(4)搖轉(zhuǎn)混鐵爐裝鐵水的快慢，要按慢-快-慢的原則操作。要盡快的使渣液面消失，渣與鐵水充分混合，能持續(xù)保持混合為合度，為止。不要再搖再快，再快沒(méi)有必要。因減少裝鐵水過(guò)程時(shí)間，即減少了脫硫有效過(guò)程時(shí)間，其效果就不會(huì)很好。
(5)鐵水包、混鐵車(chē)罐(含敞口式鐵水罐車(chē))，必須裝有流渣槽，其一，安全方便，以防止脫硫浮渣溢出，損傷設(shè)備。鐵水包以電平車(chē)、絞動(dòng)車(chē)載運(yùn)接鐵水的，更所必要。其二，為增加液態(tài)渣用量創(chuàng)造了條件，不致受局限。其三，免了因脫硫浮渣體積有所膨脹的特點(diǎn)而改大鐵水包罐的容積。
(6)混鐵車(chē)鐵水口兩側(cè)必須開(kāi)有足夠大的排氣孔，使罐內(nèi)CO氣體等，即時(shí)排放出去，免生噴濺。
(7)儲(chǔ)渣包，在可能和有條件的情況下，最好設(shè)有一臺(tái)混渣爐，其作用如混鐵爐。
五、本發(fā)明LSDS法比之國(guó)內(nèi)外已用各種方法的優(yōu)點(diǎn)和積極效果;在第一節(jié)〔表一〕中已列出對(duì)比，不再重復(fù)。
權(quán)利要求
1.用煉鋼高溫液態(tài)鋼渣進(jìn)行鐵水爐外脫硫法，簡(jiǎn)稱(chēng)LSDS法，其特征在于a.其脫硫劑為高溫液態(tài)材料；是用吹氧轉(zhuǎn)爐或平爐、電爐煉鋼過(guò)程中的高溫液態(tài)、含F(xiàn)eO高或較高的鋼渣做脫硫劑進(jìn)行鐵水爐外脫硫；b.鐵水裝入盛有脫硫劑的鐵水包、罐車(chē)內(nèi)的過(guò)程時(shí)間，即是鐵水爐外脫硫的過(guò)程時(shí)間，兩者同步進(jìn)行；c.脫硫過(guò)程中的攪拌作用；是借助于裝鐵水時(shí)鐵水水頭落差的攪拌作用和借助于脫硫劑中含有足夠的FeO，與鐵水中C，起C-O激烈反應(yīng)，產(chǎn)生CO沸騰作用，兩者結(jié)合起來(lái)，使鐵水與脫硫劑得到更好的充分的持續(xù)性的攪拌混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述，可于需要時(shí)在脫硫劑中附加適量的氧化鐵皮、石灰石粉或生白云石粉等強(qiáng)化脫硫;在爐外脫硫過(guò)程中，還可同步的脫除鐵水內(nèi)的磷和硅。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明屬鋼鐵工業(yè)鐵水爐外預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域：
。簡(jiǎn)稱(chēng)LSDS法。其主要技術(shù)特征是1.脫硫劑是用吹氧轉(zhuǎn)爐或平爐、電爐煉鋼過(guò)程中的高溫液態(tài)鋼渣；2.鐵水裝入盛有脫硫劑鐵水包、罐車(chē)的過(guò)程時(shí)間，即鐵水爐外脫硫過(guò)程時(shí)間；3.是借裝鐵水時(shí)鐵水水頭落差的強(qiáng)勁攪拌，和脫硫劑中含有高或較高FeO與鐵水中C起C-O反應(yīng)，產(chǎn)生激烈沸騰，兩者相結(jié)合，使鐵水與脫硫劑得到更好的持續(xù)性攪拌混合。本法脫硫率可達(dá)90％，還可同步脫磷脫硅。
文檔編號(hào)C21C1/02GK86102862SQ86102862
公開(kāi)日1987年4月15日 申請(qǐng)日期1986年4月19日
發(fā)明者徐壽浩, 徐曉琴 申請(qǐng)人:徐壽浩導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan