CN1130212A

CN1130212A - 化铁炉内脱磷和强化去硫工艺

Info

Publication number: CN1130212A
Application number: CN 95105239
Authority: CN
Inventors: 布禾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-05
Filing date: 1995-05-05
Publication date: 1996-09-04
Anticipated expiration: 2015-05-05
Also published as: CN1040338C

Abstract

化铁炉内脱磷和强化去硫工艺，是在传统工艺方法的基础上，用一种新的溶剂取代原工艺中的溶剂C_aCO₃(碳酸钙)。本工艺方法，可以充分利用高磷高硫生铁铸造出符合国标的铸铁件产品，不仅可以大量开发我国高磷高硫生铁资源，而且可以降低铸造成本，提高经济效益和产品的竞争力。

Description

化铁炉内脱磷和强化去硫工艺

化铁炉是用于无高炉铁水的转炉炼钢的前序工艺设备、铸造工业的熔炼设备。

传统的工艺在化铁炉内不能脱磷，因为化铁炉是还原性熔炼设备，而脱磷是一个氧化反应。但是化铁炉的冶金反应过程中并非不普脱磷，如图一、图二所示，在风眼附近有一个氧化带，在此CO₂迅速增加并达最大值，具备脱磷的热力学条件和动力学条件，氧化带能进行脱磷反应：

〔1〕只是在储铁带也就是还原带又发生了还原反应：

〔2〕将已经脱去的磷又还原到铁水中去了，其最终结果是不能脱磷。

本发明的目的是在传统工艺的基础上，利用新的溶剂取代传统溶剂CaCO₃(CaO)，从而实现在化铁炉内脱磷。

本发明是利用BaCO₃(BaO)为溶剂，取代传统工艺中的溶剂CaCO₃(CaO)，使之在氧化带生成更稳定的化合物，其反应如下：

〔3〕

而在还原带不被还原，或不被全部还原。化铁炉内不同部位处于不同的热力学状态，在风口附近有一个氧化带，在这个区域内有游离的氧。逐渐远离风口时，由于碳氧反应不断地消耗氧，以至最后耗尽氧，氧化带截止。氧化带以外是还原带和预热带，在还原带游离的氧已耗尽，有红热的焦碳存在，气相组成以δ-δ反应控制以CO为主。而氧化带的气相组成是CO、CO₂、O₂等，如图一、图二所示。气相组成与温度曲线是相适应的，化铁炉距风口300mm处，CO迅速增加并达到最大值，具备去磷的热力学和动力学条件，氧化带温度在1200℃--1550℃之间，对于去磷反应是兼顾热力学条件和动力学条件的理想温度。BaCO₃(碳酸钡)的天然矿物是毒重石，如果它与BaSO₄(硫酸钡)共生，必须以BaCO₃为主要成份，因为只有BaCO₃才能去除磷(P)、硫(S)；而BaSO₄不能去除P、S。BaCO₃(BaO)较CaCO₃(CaO)对P、S的亲和力大的多，因此，在还原带，以CaCO₃(CaO)为溶剂面生成的化合物又被还原到铁水中，因而BaCO₃(BaO)为溶剂而生成的化合物不被还原，因此，以BaCO₃为溶剂可在化佚炉内实现脱磷。但从BaCO₃和CaCO₃的摩尔当量比来看，

1molBaCO₃/1molCaCO₃＝197.341g/100.089g＝1.97因此，以BaCO₃为溶剂时，用量必须是CaCO₃的1.97倍。

本发明的优点是可以在铸造工业中充分利用高磷、高硫生铁资源，以降低铸铁件成本，提高经济效益。

图1和图2是气相分布图。由图可看出，气相组成曲线与温度曲线是相适应的，化铁炉距风口300mm处，CO₂达最大值。

本发明在实施过程中，钡碱度R_Ba的具体数值视入炉料的P、S含量而定。为了得到BaO去除PS能力的效果，又在呼和浩特市新城区迎新铸造厂进行了实验，该厂购进一部分白云生铁(即高P、高S生铁)，我们首先对它进行了P、S化学成份分析，001^#、002^#含磷为0.047和0.654；硫含量为0.046和0.063(见附件二)，符合白云铁矿提供的磷、硫含量(见附件一)。该厂生产工艺所采用金属炉料中，50％的生铁和50％的回炉铁，该厂为了避免过于影响产品质量，原来入炉料铸造生铁部分曾掺入1/5的白云生铁(即高磷、高硫生铁)，其产品003^#磷含量为0.486；硫含量为0.600(见附件二)。第一次实验：炉料中的生铁部分全部使用白云生铁，溶剂以石灰石和毒重石各占50％进行实验，结果磷含量为0.476；0.487；0.442；0.454；硫含量为0.190；0.206；0.122；0.114；可以看出，与全部使用CaCO₃(石灰石)的效果相差不太大，没有显著的去除P、S的效果(见附件三004^#、005^#、006^#、007^#的化验结果)。第二次实验，溶剂全部用毒重石(我们所用毒重石含BaCO₃为64.61％；含BaSO₄为14.16％)，按100Kg铁加入毒重石9Kg(炉料中生铁部分全部使用白云生铁)，结果铸铁件磷含量为0.249；0.261；0.246；0.220；0.244；0.213；硫含量为0.168；0.183；0.174；0.266；0.194；0.244(见附件四008^#、009^#、010^#、011^#、012^#、013^#的化验结果)。第三次又进行了溶剂减量实验，生铁部分仍用100％的白云生铁，溶剂全部使用毒重石，按100Kg铁用7.5Kg的毒重石溶剂，结果磷含量是0.259；0.294；0.283；0.247；0.313；0.262；硫含量为0.240；0.220；0.230；0.244；0.204；0.229(见附件五014^#、015^#、016^#、017^#、018^#、019^#、的化验结果)。结论是磷、硫有所回升。为此，又进行了100Kg炉料铁分别加入10Kg毒重石和15Kg毒重石两次实验，加入10Kg毒重石时，磷含量为0.255，硫含量为0.112；加入15Kg毒重石时，磷为0.232，硫为0.0917(见附件六020^#、021^#)。从以上结果可以看出，以BaCO₃为溶剂对磷和硫的亲和力要大的多，在氧化带生成的化合物较稳定，在还原带不易被还原，可以在化铁炉内实现去磷和硫。对于本实验的入炉原料而言，加入10Kg霉重石是适当的，即入炉铁料与毒重石加入量之比为10∶1。还能看出，炉内强化去硫的理论和实验，同于炉内脱磷。

Claims

1.一种在化铁炉内脱磷和强化去硫的工艺方法，其特征是，以碳酸钡(BaCO₃)为溶剂取代传统工艺中的溶剂碳酸钙(CaCO₃)。

2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征是，所使用的溶剂碳酸钡(BaCO₃)的天然矿物是以BaCO₃为主要成份，可以与硫酸钡(BaSO₄)共生的毒重石。

3.根据权利要求1或2所述的工艺方法，其特征是，以BaCO₃为溶剂时，其重量必须是以碳酸钙(CaCO₃)为溶剂的1.97倍。