專(zhuān)利名稱(chēng)：生鐵脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生鐵，特別是高爐產(chǎn)出用來(lái)煉鋼的生鐵脫硫方法。
最常見(jiàn)的高爐生鐵脫硫方法采用可形成能固持鐵中所含硫的爐渣或直接通過(guò)形成能從鐵中分出的化合物而固持硫的化合物。因此將Na2CO3加入生鐵水中，形成可固持大量硫的爐渣。還加CaO和/或CaCO3和/或CaC2;這直接或間接形成CaS，該產(chǎn)物在鐵中不溶并可按密度差而從中分出。
經(jīng)驗(yàn)表面加這類(lèi)化合物的作用相當(dāng)?shù)?，而且不易達(dá)到極低硫含量。在裝有約200噸或更多生鐵的鑄桶中，難于進(jìn)行足夠有效的攪拌，情況就更是如此。
鑄桶中的第一脫硫方法已由M.BRAMMING和C.G.NILSSON進(jìn)行說(shuō)明(RevuedeMetallurgieCITJune1987pages487-497)。
代替并不足夠有效的Na2CO3，該法采用含85%由75%CaC2和25%CaCO3組成的雙組分混合物和15%粒狀Mg(重)。
試驗(yàn)表明，若以2.9kg脫硫劑/噸生鐵水應(yīng)用，則既使在約1250℃低溫下也可有效地脫除鐵中的硫。
因此可將最初1%的千分之60硫含量降至最終1%的千分之15硫含量。用爐管將脫硫劑注入生鐵水鑄桶中，爐管將氮液化脫硫混合物送入生鐵水深部。
第二方法已由R.PIEPENBROCK和P.SCHITTLY進(jìn)行說(shuō)明(FachberichteHuetterpraxisMetallweiterverarbeitaungVol.23№8-1985pages594-598)涉及含硫1%的千分之14-60(重)的高爐生鐵處理。
據(jù)該文件所述，第一次脫硫處理是加1-1.5kg Na2CO3/噸鐵到鑄桶中，其中裝有約200噸高爐生鐵水。Na2CO3的脫硫作用在從鑄桶至鋼廠(chǎng)的傳送過(guò)程中發(fā)生，其中于第二階段將夾心線(xiàn)放入鐵水中。夾心線(xiàn)外徑9mm，鋼皮厚0.4mm并含由78%Mg和22%CaC2組成的混合物。
0.15-0.49kgMg/噸生鐵水以約8.75kg/分的速度加入，相當(dāng)于175m夾心線(xiàn)/分。
所得結(jié)果是令人鼓舞的，最終硫含量低至1%的千分之3-10(重)但觀察到以下特點(diǎn)結(jié)果變化很大處理液反應(yīng)大，金屬液飛濺，這意味著線(xiàn)必須緊靠處理浴導(dǎo)入。結(jié)果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)軌損壞快鑄桶底部Mg加入量難于控制，這說(shuō)明了Mg作為脫硫劑的不規(guī)則性。
已對(duì)開(kāi)發(fā)新脫硫方法的可能性進(jìn)行了研究，借此能用迅速的可再現(xiàn)方法將高爐生鐵完全脫硫至不高于1%的千分之12，優(yōu)選為1%的千分之10硫含量，設(shè)定初始含量高達(dá)1%的100%。
還對(duì)開(kāi)發(fā)這樣一種方法的可能性進(jìn)行了研究，該法易于快速應(yīng)用并且排除了強(qiáng)烈釋放氣體或某些成分相互接觸時(shí)過(guò)渡反應(yīng)的危險(xiǎn)性。
另一項(xiàng)要求是不必采用流化氣來(lái)將Mg基金屬試劑注入生鐵水中，因?yàn)檫@會(huì)引起飛濺而造成損失。
本發(fā)明能達(dá)到這些目的。特別是可從上述高硫含量且有時(shí)定義不確切的硫含量開(kāi)始而最終到1%的千分之12或更低的含量，其中采用可再現(xiàn)方法且不必在每一步經(jīng)常分析測(cè)算。
該法包括第一階段，其中將直接或間接來(lái)自高爐的生鐵水注入鑄桶，在其中與至少一種選自Na，K，Mg和Ca的金屬氧化物，碳酸鹽或碳化物接觸。
優(yōu)選至少一種以下化合物Na2CO3，CaCO3，CaC2，CaO或MgO。
鑄桶中生鐵水和選定的一種或多種化合物重復(fù)接觸可用已知方式加強(qiáng)如可將一種或多種化合物和鐵同時(shí)注入，或在采用CaC2，CaO或MgO，Na2CO3，CaCO3等化合物的情況下用爐管直接注入鐵水中，或本領(lǐng)域已知的任何其它方式。
特別優(yōu)選采用Na2CO3，因?yàn)榭尚纬赡芄坛执罅苛虻臓t渣。
Na2CO3或至少一種其它化合物量?jī)?yōu)選在約1-12kg，更優(yōu)選為1-8kg/噸生鐵水范圍內(nèi)。
第二階段將帶細(xì)長(zhǎng)管狀殼的復(fù)合品，也稱(chēng)為夾心線(xiàn)送入約1150-1400℃的生鐵水中。復(fù)合品包括軸心區(qū)，主要含粉狀或粒狀，優(yōu)選為密實(shí)金屬材料，其中含至少40%(重)Mg，呈合金或非合金態(tài);軸心區(qū)被中間管狀金屬壁包柱;以及中間壁和外層金屬殼之間的環(huán)狀區(qū)，其中含至少一種第二粉狀或粒狀，優(yōu)選為密實(shí)材料。
環(huán)狀區(qū)含的粉狀或粒狀材料優(yōu)選包括至少一種該法第一階段所用化合物。為此可有效地采用CaC2，CaO或MgO。同樣可用絕緣化合物如低導(dǎo)熱率耐火化合物顆粒。每噸生鐵水引入的Mg量取決于處理中初始硫含量，可為約0.1-1kg。環(huán)狀區(qū)化合物量?jī)?yōu)選為0.1-2kg/噸生鐵。
在該三階段中優(yōu)選進(jìn)行硫的傾析，大部分硫以硫化鎂固相顆粒固持下來(lái)了。為此可用埋入鑄桶底部附近的爐管或底部附近的多孔板向生鐵水中注入氮?dú)饣驓鍤獾葰怏w，所需時(shí)間優(yōu)選不超過(guò)約12分鐘;一般2-10分鐘，更化選為2-4分鐘。
該法第四階段可有利地進(jìn)行清洗以除去富含硫的爐渣，從而避免生鐵再次硫化。
復(fù)合品外殼優(yōu)選由熔點(diǎn)基本上不高于鐵水的金屬或合金制成，特別是采用合金或非合金鋁。中間管狀壁可為熔點(diǎn)不高于外殼金屬或合金的金屬或合金。
至少是外殼可以不會(huì)影響其內(nèi)部所含材料質(zhì)量的任何方式，如咬邊套接法進(jìn)行封口。中間壁可僅將其拉扣在一起或重疊封口，或再以咬邊套接法或不會(huì)影響軸心區(qū)所含材料質(zhì)量的任何方式進(jìn)行。
軸心區(qū)和環(huán)狀區(qū)所含粉狀或粒狀材料可用任何方法如壓制，拉制或其它方法進(jìn)行壓實(shí)。特別有效的是按86年2月24日提交的專(zhuān)利申請(qǐng)F(tuán)R8603295并以2594850號(hào)公開(kāi)的方法進(jìn)行。
所述方法可用來(lái)封住兩壁，即含粉狀或粒狀材料的中間壁或外殼之一，其中在閉合后變成凹形以形成至少一個(gè)褶邊。褶邊處向內(nèi)壓即可靠近，從而縮小外殼直徑而又不明顯改變其周邊或使其伸長(zhǎng)。特別有利的是在中間壁已以咬邊套接等方法封口時(shí)首先用上述方法將軸心區(qū)壓實(shí)。然后沿中間壁將環(huán)狀區(qū)填充材料放到位并以咬邊套接法將外殼連接起來(lái)進(jìn)行封口。最終壓實(shí)可以同樣方法進(jìn)行。
本發(fā)明還涉及帶細(xì)長(zhǎng)管狀金屬殼的復(fù)合品，該制品可將合金或非合金鎂加入鐵水中以使其脫硫。該產(chǎn)品特別有利于進(jìn)行本發(fā)明方法。
該制品包括由基本上呈環(huán)狀截面的中間管狀金屬壁包住的軸心區(qū)，其中至少含第一粉狀或粒狀壓實(shí)的材料，其鎂含量為至少40%(重)，呈合金態(tài)或非合金態(tài)。復(fù)合品還包括中間壁和基本上呈環(huán)狀截面的金屬外殼之間的環(huán)狀區(qū)，其中含第二粉狀或粒狀，壓實(shí)的材料。按本發(fā)明至少中間管狀金屬壁或管狀金屬外殼由封口設(shè)備進(jìn)行封口并且包括至少一個(gè)本身凹陷形成的褶邊。
褶邊頭在密實(shí)材料內(nèi)部，褶邊邊緣與中間壁或外殼的周邊區(qū)域聯(lián)結(jié)。
下述非限制性實(shí)例表明本發(fā)明生鐵脫硫方法的實(shí)施例。
約200噸鐵水從高爐，埋入鑄桶或混合裝置倒入轉(zhuǎn)換鑄桶中，其底部裝有1.5噸Na2CO3。
然后將鑄桶送到Mg處理臺(tái)。
在此平均鑄鐵溫度為1250℃。
之后從卷軸上松開(kāi)細(xì)長(zhǎng)復(fù)合品并以已知方式向下垂直引入生鐵水中。復(fù)合品截面如附圖
所示。
復(fù)合品1包括軸心區(qū)2，其中含密實(shí)粒狀鎂;粒徑為例如1mm。中間管狀壁3由非合金鋁制成，約0.4mm厚，外徑約9mm。壁3在4處咬接并有閉合褶邊5沿母線(xiàn)形成。褶邊能使鎂粒壓實(shí)(見(jiàn)上述FR86 03295)。環(huán)狀區(qū)6含粉狀CaC2。
外殼7在8處咬接，仍是用非合金鋁制成，約0.4mm厚，外徑約13mm。CaC2粉通過(guò)兩個(gè)閉合褶邊9，10壓實(shí)。與中間殼3一樣，這也是直接向內(nèi)壓形成的，不會(huì)大量延長(zhǎng)外殼，也不會(huì)對(duì)周長(zhǎng)產(chǎn)生任何影響。
在另一實(shí)施方案中僅有一個(gè)而不是兩個(gè)閉合褶邊可用于壓實(shí)環(huán)狀區(qū)中的粉。軸心區(qū)含54g Mg/米長(zhǎng)度，而環(huán)狀區(qū)90g CaC2。復(fù)合品以300m/分鐘加入生鐵中。
在這些條件下將鎂與生鐵水接觸，基本上沿垂直進(jìn)行，從其插入生鐵至約2.5-3m深度處開(kāi)始。
然后將氬氣或氮?dú)鈴蔫T桶底部裝的多孔塞注入或通過(guò)埋入爐管進(jìn)行，以足使生成的硫化鎂和硫化鈣析。注入時(shí)間為約4分鐘，流速500-600升/分鐘。脫硫處理以清洗步驟結(jié)束，用以除去富含硫的爐渣，避免后續(xù)再次硫化。
分析結(jié)果如下硫含量，1%的千分之?dāng)?shù)(重)生鐵初始硫含量90(0.090%)加Na2CO3后生鐵硫含量 34(0.034%)加Mg后生鐵硫含量11(0.011%)加氮?dú)夂笊F硫含量7(0.007%)可看出該法可除去約90%初始硫含量，并將硫含量降至1%千分之10以下，設(shè)定初始硫含量為1%的千分之90。
有許多試驗(yàn)已表明該法易于再現(xiàn)。這主要是由于采用了可下降入生鐵中的雙壁復(fù)合品。用熔點(diǎn)低于生鐵水的金屬制成每一壁可進(jìn)一步使鎂被完全釋放，一旦達(dá)到中間壁的熔點(diǎn)，短時(shí)間內(nèi)就可深降入浴中。
因此，如果初始硫含量為1%的千分之40-110并且加入鎂量根據(jù)初始硫含量定為0.1-0.6kg/噸鐵水，并且如果上述該法的第1和第2階段用于直接或間接來(lái)自高爐的生鐵，那么脫硫程度可達(dá)到初始硫含量的60-90%，平均77%。
在注入惰性(中性)氣體的補(bǔ)充步驟之后，脫硫程度可達(dá)到初始硫量的82-93%，平均87%。
還進(jìn)行了比較試驗(yàn)，其中采用帶單一鋼制外殼的復(fù)合品(或夾心線(xiàn))進(jìn)行該法的第二階段，外殼含與上述試驗(yàn)相同比例的Mg和CaC2混合物。結(jié)果表明平均脫硫率相當(dāng)?shù)?13%)，結(jié)果相當(dāng)分散，60-83%，而不是本發(fā)明的82-93%。當(dāng)用鋁代替鋼作為單一外殼時(shí)，結(jié)果更壞，因?yàn)殒V不能在鐵中達(dá)到任意深度，也就不能進(jìn)行有效的脫硫。
應(yīng)注意到環(huán)狀區(qū)中的CaC2粉，如圖所示，既作為脫硫劑，又作為絕熱材料。部分或全部CaC2可用不同的脫硫化合物或絕熱材料如渣粒代替。在這種情況下希望稍微提高所用鎂量。
總加入量為0.4kgMg/噸水鐵水，即80kgMg。因此加入1480m復(fù)合品，相應(yīng)量碳化鈣量為133kg。加料所需時(shí)間稍低于5分鐘。
權(quán)利要求
1.生鐵水脫硫方法，其中包括第一階段，其中將鐵與第一脫硫劑接觸，第一脫硫劑中包括至少一種選自Na，K，Mg和Ca的金屬氧化物或碳酸鹽或碳化物，然后進(jìn)行第二階段，其中將細(xì)長(zhǎng)復(fù)合品引入生鐵中，復(fù)合品芯至少含合金態(tài)或合金態(tài)鎂，其特征是復(fù)合品(1)包括軸心區(qū)(2)，其中至少含第一粉狀或粒狀，優(yōu)選是壓實(shí)的材料，其鎂含量為至少40%(重)，呈合金或非合金態(tài)，該第一材料被中間管狀金屬壁(3)包住，還包括中間壁和管狀金屬外殼之間的環(huán)狀區(qū)(6)，其中含第二粉狀或粒狀，優(yōu)選是壓實(shí)的材料。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征是管狀中間金屬壁(3)和管狀金屬外殼(7)的橫截面基本上呈環(huán)狀。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征是中間壁和外殼均為金屬或金屬合金制成，其熔點(diǎn)低于加入復(fù)合品時(shí)的生鐵溫度。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其特征是將要求量復(fù)合品加入生鐵水中，在第三階段向生鐵中吹2-10分鐘的惰性(中性)氣體如氮?dú)饣驓鍤狻?br> 5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其特征是最終階段進(jìn)行清洗操作，以在鐵煉成鋼之前除去富含硫的爐渣。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其特征是第二階段通過(guò)復(fù)合品向生鐵中加0.1-1kg合金或非合金態(tài)Mg/噸生鐵。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其特征是復(fù)合品加入生鐵中時(shí)，鐵溫度為1150-1400℃。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其特征是第一階段將Na2CO3以1-12kg/噸生鐵的量與生鐵水接觸。
9.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其特征是第二階段通過(guò)復(fù)合品向生鐵中加0.1-2kg CaC2/噸生鐵，并且至少是CaC2中的大部分含于復(fù)合品的環(huán)狀空間中。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其特征是復(fù)合品外殼和管狀壁用合金或非合金鋁制成。
11.權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，其特征是至少是軸心和/或環(huán)狀區(qū)兩區(qū)之一中所含物質(zhì)進(jìn)行壓實(shí)，其中在壁或殼在各區(qū)所含物質(zhì)上閉合形成至少一個(gè)開(kāi)口褶邊后，沿至少一根母線(xiàn)使中間壁或外殼中至少一種變成凹形，并且至少一個(gè)開(kāi)口褶邊通過(guò)向內(nèi)壓而靠近以減小殼或壁的直徑，而又不明顯改變其周長(zhǎng)，也不明顯延長(zhǎng)殼或壁。
12.權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的方法，其特征是至少是中間壁或外殼之一是通過(guò)咬邊套接法進(jìn)行封口的。
13.帶細(xì)長(zhǎng)管狀金屬殼的復(fù)合品(1)，可使至少一種合金或非合金鎂加入生鐵水中以進(jìn)行脫硫，其特征是其中包括由基本上呈環(huán)狀橫截面的管狀中間金屬壁(3)包括的軸心區(qū)(2)，其中至少含第一粉狀或粒狀壓實(shí)材料，其中呈合金或非合金態(tài)金屬鎂的含量為至少40%(重)，還包括中間壁和管狀金屬外殼(7)之間的環(huán)狀區(qū)(6)，截面基本上呈環(huán)狀，環(huán)狀區(qū)含第二粉狀或粒狀壓實(shí)材料，而且至少是管狀中間金屬壁(3)或管狀金屬外殼之一是采用封口件(4，8)進(jìn)行封口的且還有至少一個(gè)靠近褶邊(5，9，10)，褶邊頂部處于密實(shí)材料內(nèi)且其邊緣與中間壁(3)或外殼(7)的周邊區(qū)連接。
全文摘要
本發(fā)明方法涉及高爐生鐵煉鋼之前的脫硫。該法第一段用Na
文檔編號(hào)C21C7/00GK1037543SQ8910227
公開(kāi)日1989年11月29日 申請(qǐng)日期1989年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月14日
發(fā)明者米基爾·道里查 申請(qǐng)人:阿菲瓦爾