CN109182653A - 一种生铁铸件的高效脱硫方法 - Google Patents

一种生铁铸件的高效脱硫方法 Download PDF

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    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
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Abstract

本发明公开了一种生铁铸件的高效脱硫方法，具体步骤如下：1）将生铁加热熔融形成铁水，然后通入热氮气，并向铁水中喷入石灰；2）维持铁水温度在1550‑1650℃，经高速搅拌后通入高温氧气，并向铁水中喷入脱硫剂，保温处理30‑50min；3）待保温处理结束后，向铁水中喷吹电石，在喷吹过程中进行搅拌；4)待搅拌结束后，通入热一氧化碳，在通入过程中进行搅拌，待搅拌结束后浇铸成型；5)控制铸件的冷却速度为5‑10℃/min，直至冷却至1200℃，然后采用自然冷却的方法冷却至室温即可。本发明提供的生铁铸件的脱硫方法，操作简单，脱硫速度快，脱硫率高，降低了生产成本，提高了铸件的品质。

Description

一种生铁铸件的高效脱硫方法
技术领域
本发明属于生铁铸件技术领域，具体涉及一种生铁铸件的高效脱硫方法。
背景技术
在我国丰富的生铁资源中，大部分生铁中均含有少量的硫元素，其中硫是公认的有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，使得生铁铸造成的铁管的品质较差，强度低，易于发生腐蚀，为此，一般需要将铸件进行脱硫处理，来提升其品质。现有的生铁脱硫技术，脱硫效果较差，工艺复杂，不仅造成能源的浪费，而且降低了经济效益。因此，提高生铁脱硫效率是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种生铁铸件的高效脱硫方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种生铁铸件的高效脱硫方法，其特征在于，具体方法如下：
1）将生铁加热至熔化状态，成为铁水，预先将氮气加热至800-1000℃，然后通入热氮气，随着热氮气向铁水中喷入石灰，石灰的粒径为50-100nm，石灰相对于铁水的质量比为1.5-2.0:1000；
2）维持铁水温度在1550-1650℃，然后在转速为500-800r/min下搅拌2-3h，待搅拌结束后通入高温氧气，随着高温氧气向铁水中喷入脱硫剂，保温处理30-50min，脱硫剂相对于铁水的质量比为6-10:1000；
3）待保温处理结束后，向铁水中喷吹电石，电石的粒径为40-70nm，电石相对于铁水的质量比为1.0-1.3:1000，在喷吹过程中进行搅拌，转速为400-600r/min，搅拌时间3-4h；
4)待搅拌结束后，将一氧化碳预先加热至600-700℃，然后通入热一氧化碳，在通入过程中进行搅拌，转速为700-900r/min，搅拌时间2-4h，待搅拌结束后浇铸成型；
5)控制铸件的冷却速度为5-10℃/min，直至冷却至1200℃，然后采用自然冷却的方法冷却至室温即可。
优选地，一种生铁铸件的高效脱硫方法，其中步骤1）中，所述热氮气通入时间为30-40min。
优选地，一种生铁铸件的高效脱硫方法，其中步骤2）中，所述高温氧气的温度为1000-1100℃。
优选地，一种生铁铸件的高效脱硫方法，其中步骤2）中，所述脱硫剂是由氧化铁、羧甲基纤维素、粉煤灰、水按照1-1.5:2-3:4-6:20-50的质量比混合后成型干燥，然后经焙烧制备而成的，干燥温度为60-80℃，干燥时间5-10h，焙烧温度为120-160℃，焙烧时间3-5h。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供的生铁铸件的脱硫方法，操作简单，脱硫速度快，脱硫率高，降低了生产成本，提高了铸件的品质，首先，将生铁加热熔融后通过热氮气向铁水中喷入石灰，石灰的粒径为50-100nm，石灰与铁水相互作用，在石灰表面生成铁酸钙，然后再经过高速搅拌，可以促进铁水中的硫在石灰表面的扩散；其次，向铁水中通入一定量的氧气可以使铁水中的部分铁氧化形成三氧化二铁，并且在高温下三氧化二铁会脱去氧形成四氧化三铁，由于四氧化三铁具有很好的磁性，可以对脱硫剂进行磁化，从而提高脱硫速率和脱硫率；再次，待脱硫结束后向铁水中喷入电石，则可以除去铁水中含有的溶解氧，然后再通入热一氧化碳，则可以使铁水中含有的四氧化三铁和三氧化铁还原成铁；最后，将铁水浇铸成型后先缓慢降温至1200℃，可以避免降温过快对铸件内部的晶型结构造成破坏，进而影响铸件的力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种生铁铸件的高效脱硫方法，其特征在于，具体方法如下：
1）将生铁加热至熔化状态，成为铁水，预先将氮气加热至800℃，然后通入热氮气，随着热氮气向铁水中喷入石灰，石灰的粒径为50nm，石灰相对于铁水的质量比为1.5:1000；
2）维持铁水温度在1550℃，然后在转速为500r/min下搅拌3h，待搅拌结束后通入高温氧气，随着高温氧气向铁水中喷入脱硫剂，保温处理30min，脱硫剂相对于铁水的质量比为6:1000；
3）待保温处理结束后，向铁水中喷吹电石，电石的粒径为40nm，电石相对于铁水的质量比为1.0:1000，在喷吹过程中进行搅拌，转速为400r/min，搅拌时间4h；
4)待搅拌结束后，将一氧化碳预先加热至600℃，然后通入热一氧化碳，在通入过程中进行搅拌，转速为700r/min，搅拌时间4h，待搅拌结束后浇铸成型；
5)控制铸件的冷却速度为5℃/min，直至冷却至1200℃，然后采用自然冷却的方法冷却至室温即可。
作为优选，其中步骤1）中，所述热氮气通入时间为30min。
作为优选，其中步骤2）中，所述高温氧气的温度为1000℃。
作为优选，其中步骤2）中，所述脱硫剂是由氧化铁、羧甲基纤维素、粉煤灰、水按照1:2:4:20的质量比混合后成型干燥，然后经焙烧制备而成的，干燥温度为60℃，干燥时间10h，焙烧温度为120℃，焙烧时间5h。
实施例2
一种生铁铸件的高效脱硫方法，其特征在于，具体方法如下：
1）将生铁加热至熔化状态，成为铁水，预先将氮气加热至900℃，然后通入热氮气，随着热氮气向铁水中喷入石灰，石灰的粒径为80nm，石灰相对于铁水的质量比为1.7:1000；
2）维持铁水温度在1600℃，然后在转速为700r/min下搅拌2.5h，待搅拌结束后通入高温氧气，随着高温氧气向铁水中喷入脱硫剂，保温处理40min，脱硫剂相对于铁水的质量比为8:1000；
3）待保温处理结束后，向铁水中喷吹电石，电石的粒径为50nm，电石相对于铁水的质量比为1.2:1000，在喷吹过程中进行搅拌，转速为500r/min，搅拌时间3.5h；
4)待搅拌结束后，将一氧化碳预先加热至650℃，然后通入热一氧化碳，在通入过程中进行搅拌，转速为800r/min，搅拌时间2.5h，待搅拌结束后浇铸成型；
5)控制铸件的冷却速度为7℃/min，直至冷却至1200℃，然后采用自然冷却的方法冷却至室温即可。
作为优选，其中步骤1）中，所述热氮气通入时间为35min。
作为优选，其中步骤2）中，所述高温氧气的温度为1050℃。
作为优选，其中步骤2）中，所述脱硫剂是由氧化铁、羧甲基纤维素、粉煤灰、水按照1.2:2.5:5:30的质量比混合后成型干燥，然后经焙烧制备而成的，干燥温度为70℃，干燥时间7h，焙烧温度为140℃，焙烧时间4h。
实施例3
一种生铁铸件的高效脱硫方法，其特征在于，具体方法如下：
1）将生铁加热至熔化状态，成为铁水，预先将氮气加热至1000℃，然后通入热氮气，随着热氮气向铁水中喷入石灰，石灰的粒径为100nm，石灰相对于铁水的质量比为2.0:1000；
2）维持铁水温度在1650℃，然后在转速为800r/min下搅拌2h，待搅拌结束后通入高温氧气，随着高温氧气向铁水中喷入脱硫剂，保温处理50min，脱硫剂相对于铁水的质量比为10:1000；
3）待保温处理结束后，向铁水中喷吹电石，电石的粒径为70nm，电石相对于铁水的质量比为1.3:1000，在喷吹过程中进行搅拌，转速为600r/min，搅拌时间3h；
4)待搅拌结束后，将一氧化碳预先加热至700℃，然后通入热一氧化碳，在通入过程中进行搅拌，转速为900r/min，搅拌时间2h，待搅拌结束后浇铸成型；
5)控制铸件的冷却速度为10℃/min，直至冷却至1200℃，然后采用自然冷却的方法冷却至室温即可。
作为优选，其中步骤1）中，所述热氮气通入时间为40min。
作为优选，其中步骤2）中，所述高温氧气的温度为1100℃。
作为优选，其中步骤2）中，所述脱硫剂是由氧化铁、羧甲基纤维素、粉煤灰、水按照1.5:3:6:50的质量比混合后成型干燥，然后经焙烧制备而成的，干燥温度为80℃，干燥时间5h，焙烧温度为160℃，焙烧时间3h。
对比例1：去除步骤1）中的通入热氮气，其余与实施例1相同。
对比例2：去除步骤2）中的通入高温氧气，其余与实施例1相同。
对比例3：去除步骤3）中的向铁水中喷吹电石，其余与实施例1相同。
对比例4：去除步骤4）中的一氧化碳预先加热，其余与实施例1相同。
试验例：分别使用实施例1-3和对比例1-4提供的方法对含硫量为0.1%的1000kg生铁进行脱硫，对照组选用现有的脱硫技术对生铁进行脱硫，统计生铁的脱硫率，记录结果如表一所示：
表一
从表一可以看出：实施例1-3中生铁的脱硫率最高，脱硫效果明显优于对比例1-4和对照组，由此可见，本发明提供的生铁铸件的脱硫方法，操作简单，脱硫速度快，脱硫率高，降低了生产成本，提高了铸件的品质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种生铁铸件的高效脱硫方法，其特征在于，具体方法如下：
1）将生铁加热至熔化状态，成为铁水，预先将氮气加热至800-1000℃，然后通入热氮气，随着热氮气向铁水中喷入石灰，石灰的粒径为50-100nm，石灰相对于铁水的质量比为1.5-2.0:1000；
2）维持铁水温度在1550-1650℃，然后在转速为500-800r/min下搅拌2-3h，待搅拌结束后通入高温氧气，随着高温氧气向铁水中喷入脱硫剂，保温处理30-50min，脱硫剂相对于铁水的质量比为6-10:1000；
3）待保温处理结束后，向铁水中喷吹电石，电石的粒径为40-70nm，电石相对于铁水的质量比为1.0-1.3:1000，在喷吹过程中进行搅拌，转速为400-600r/min，搅拌时间3-4h；
4)待搅拌结束后，将一氧化碳预先加热至600-700℃，然后通入热一氧化碳，在通入过程中进行搅拌，转速为700-900r/min，搅拌时间2-4h，待搅拌结束后浇铸成型；
5)控制铸件的冷却速度为5-10℃/min，直至冷却至1200℃，然后采用自然冷却的方法冷却至室温即可。
2.如权利要求1所述一种生铁铸件的高效脱硫方法，其特征在于，步骤1）中，所述热氮气通入时间为30-40min。
3.如权利要求1所述一种生铁铸件的高效脱硫方法，其特征在于，步骤2）中，所述高温氧气的温度为1000-1100℃。
4.如权利要求1所述一种生铁铸件的高效脱硫方法，其特征在于，步骤2）中，所述脱硫剂是由氧化铁、羧甲基纤维素、粉煤灰、水按照1-1.5:2-3:4-6:20-50的质量比混合后成型干燥，然后经焙烧制备而成的，干燥温度为60-80℃，干燥时间5-10h，焙烧温度为120-160℃，焙烧时间3-5h。
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