CN86102862A - 用炼钢高温液态钢渣进行铁水炉外脱硫法 - Google Patents

Abstract

本发明属钢铁工业铁水炉外预处理技术领域。简称LSDS法。其主要技术特征是：1.脱硫剂是用吹氧转炉或平炉、电炉炼钢过程中的高温液态钢渣；2.铁水装入盛有脱硫剂铁水包、罐车的过程时间，即铁水炉外脱硫过程时间；3.是借装铁水时铁水水头落差的强劲搅拌，和脱硫剂中含有高或较高FeO与铁水中C起C-O反应，产生激烈沸腾，两者相结合，使铁水与脱硫剂得到更好的持续性搅拌混合。

本法脱硫率可达90％，还可同步脱磷脱硅。

Description

一、本发明名称：用炼钢高温液态钢渣进行铁水炉外脱硫法。简称：LSDS法。

二、本发明所属技术领域和已用方法情况对比：本发明属于钢铁工业铁水炉外予处理技术领域，是用炼钢过程中的高温液态钢渣做脱硫剂进行铁水炉外脱硫的方法。这里所说“高温液态”是相对而言，是指非固态而言。而国内外已用的各种方法，都是用粉状固态材料做脱硫剂进行铁水炉外脱硫、二者显然不同。本发明适用于高炉或化铁炉-转炉或平炉、电炉生产流程的钢厂企业以及其他进行铁水炉外脱硫的企业;特别是高炉或化铁炉-转炉生产流程的钢厂企业，最为合适，其经济效益最佳。转炉，特别是吹氧转炉目前和今后都占钢产首要地位，且吹氧转炉车间内，生产调度作业比较紧张复杂，本说明拟以吹氧转炉车间为重点，为例，对本法内容，加以说明。

按国内外已用的各种铁水炉外脱硫的方法，都为KR法，或摇包法，或混铁车喷粉脱硫法，或则是由其派生出来的各种相类方法;由于所有这些方法选择和使用的脱硫剂材料都为粉状固态，因此，在脱硫剂的性能技术条件和铁水炉外脱硫在使用的设备设施;工艺和技术操作上;以及反映在经济上，经济效益上;与本法也显有不同，而且大有差异。兹将二者差异之点、摘要，进行综合对比，並列表说明於下：请见下表〔一〕。

国内外已用各种方法与本法差异点综合对比表〔续表一〕

由上表对比，显然也可以看出本发明主要具体内容和技术主要特点、特征;以及优点和积极效果。是为国内外已用各种铁水炉外脱硫法，所无法取代，望尘莫及的。

三、本发明的目的

1.为了有利于祖国“四化”建设事业的顺利发展，急***和国家之所急。目前国家面临资金不足，能源短缺的困难。1985年全国钢产4347万吨，其中吹氧转炉钢为2157万吨，除武钢、鞍钢、天钢已解决部分铁水炉外脱硫外，估计全国大、中、小型钢厂企业有1800万吨铁水，尚急待解决。按武钢建了一台KR法，年处理能力为40～50万吨，设备总重量为650吨，投资金额为1150万元。（资料中尚未说明是否包括脱硫剂电石粉制造的设备设施的投资在内）。按即使仿造，节省投资40%计算，要解决全部铁水炉外脱硫问题，国家企业投资总金额，也得花二亿五千万元之巨。且投产慢，尚未包括供平炉的铁水。

2.为了有利于我国钢厂企业既定的炼钢精料方针早日实现和贯彻执行，有助于解决精料中的具体技术问题。首要为脱硫。再则为脱磷脱硅，与之同时，也为有利于冶金部“七五”计划中，提出的铁水炉外予处理-“转炉少渣操作”的攻关课题能早日突破和解决。

3.同时，也为炼钢废渣的利用及其中能源和金属回收，提供一种新途径新方法。“变废为宝”。

为了能达成以上的目的，经研究分析和考虑，提供了本发明LSDS法，比较简单易行，便于推广采用实施。

四、本发明具体技术内容，主要有：

关于脱硫剂

关于工艺操作流程和工艺操作方法说明

关于实施和技术操作中应需注意事项

1.关于脱硫剂：

本发明脱硫剂如前所说：是用炼钢过程中的高温液态钢渣，其特性特征由第一节〔表一〕中可看出它具备了优越的性能和技术条件。当然它也具有碱度较高的条件，吹氧转炉终点渣一般在3～4，有足够的过剩碱，可供脱硫，其反应为：

这里，拟着重说明一个问题;即本法脱硫剂特点之一FeO高或较高。其对本法进行铁水炉外脱硫的作用和重要意义含意。这是基于对铁水炉外脱硫机理的特点和分析;基于铁水中含有大量的碳;基于本脱硫剂高温液态的独特的优越特点特性，它对脱硫可以起到多功能作用，比如其本身已熔触，免掉了化渣成渣过程和时间，以及流动性好，显热足等等，有利于脱硫，促进和加快脱硫化学反应的进行等等。以上种种，均为本法选择和使用含FeO高的材料为脱硫剂的必要和充要条件和原因。也可谓客观基础，另方面也由于FeO本身的特性所决定，有较强的氧化性，有助于渣的流动性。这样，就有了实际可能，在脱硫过程中，利用和通过FeO的作用，把化学作用与物理作用二者更好的结合起来，可以取得更好的脱硫效果。从而本法在这方面在方法上反映的特征是：物理作用充分利用了装铁水时，借助于铁水水头落差等因素，产生强劲的搅拌，主要作用在于首先使铁水与高温液态钢渣很快地混合起来，和持续的充分混合。化学作用即借助于足够的FeO，与铁水中C，起C-O激烈反应，产生CO，並由其化学位而产生很好的持续性沸腾搅拌，其主要作用和意义;在于使铁水机体内部组成分分子和离子活跃起来。从而物理作用与化学作用，互补其短，相得益彰，使铁水与钢渣的分子、离子之间的接触反应面积大为增大，增强了接触频率，因此，尽管本法装铁水与脱硫为同步进行，有效脱硫过程时间短，搅拌时间短，仍然可以在一次脱硫处理后，取得脱硫效果较好。

本法脱硫剂即炼钢过程中的高温液态钢渣遇有需要时，可附加适量的氧化铁皮，或铁矿石粉、石灰石粉，生白云石粉等，进行铁水炉外脱硫。另外，还可在需要时，增加高温液态钢渣用量，並附加适量的氧化铁皮、石灰石粉或生白云石粉等在进行铁水炉外脱硫的同时。可同步的脱除铁水中的磷和硅。这样，对脱硫没有多大影响。脱后浮渣还可作磷肥支农。

2.关于工艺操作流程和工艺操作方法说明：

本法在工艺和操作上的特点特征，由第一节表一中可看出。并大为简化，简单易行。兹将其实施方法，以在转炉车间，及高炉为例说明如下：

（1）工艺操作流程，请见后面附图。

（2）工艺操作方法说明：

兹按照下面流程次序说明如下：（请参照附图）。

2-a）

示在转炉车间工艺操作流程

2-b）→示在转炉车间“转包”脱硫工艺操作流程

2-c）

示在高炉车间工艺操作流程

关于2-a：按吹氧转炉“二吹二”情况，在转炉跨间内进行铁水炉外脱硫;且以工序之间最紧张情况下说明。按下面提供的分段平行流水作业法，完全可以形成生产工艺。保证生产冶炼顺利进行。

为了便于说明，先说明几点：

其一，整个工艺操作流程，分为两段平行流水作业;一端靠混铁炉端，一段靠转炉端。

其二，在混铁炉端，用一台行车设为＃1，专做运转液态渣和吊铁水包接铁水工作。在转炉端，用一台行车设为＃2，专做吊铁水包扒渣，和为转炉装铁水的工作。都装有电子秤。

其三，用铁水包取代了转炉炉前的一般接渣罐，从而取消。储渣包也用铁水包;铁水包一般约可装2～3炉转炉液态渣。为了具有互换性和在调度使用上的灵活性。

现具体说明如下：

关于2-a：首先由＃2转炉出钢后，将炉内剩下的液态渣装入出渣车上的铁水包A，等＃2行车为其装好铁水让开后，由＃1行车起吊铁水包A，通过炉前出钢操作平台“ㄇ”形洞孔，运回混铁炉一端去;与之同时，＃2行车可尾随＃1行车至混铁炉端去为＃1转炉接运和准备铁水。关于已卸空铁水的铁水包，可随带送还混铁炉端，也可于必要时就近卸放在平台上，或由相邻的另台行车帮助放回到出渣平车上。＃2行车开至混铁炉端后，即可将放于地坪上已装好铁水的铁水包起吊至除渣设施平台，扒除脱硫浮渣，扒净后，即可运至转炉端为＃1转炉装入铁水。＃1行车将铁水包A运回混铁炉端后，随将包内多余的过剩渣倒入储渣包，并即卸放到混铁炉前接铁水位置的包座上或地坪上，接装铁水。大部分脱硫浮渣通过包口流渣槽流入渣罐。见液面平静后，再起吊铁水包A，卸放在指定地点地坪上。待＃2行车去接运、准备扒渣，供给＃2转炉。至此，整个生产工艺操作，作为一个周期，即告完成。脱硫率可达50～60%以上。

如此，混铁炉端作业过程时间与转炉端作业过程时间，二者大体相平衡。各为15～20分钟。从转炉冶炼周期看，从进铁水-进铁水包括辅助时间，实际上，一般约为35～50分钟。在“二吹二”情况，即平均每过17.5～25分钟，才需供应一炉铁水。因此，即使转炉“二吹二”，在转炉跨内进行铁水炉外脱硫，完全可以形成生产工艺，保证生产冶炼顺利进行。而且仅就使用两台行车作业而言。如果采用国内外已用的各种铁水炉外脱硫法，在转炉跨间内进行，达到如此要求，恐怕是困难的。

关于2-b，则很简单，只是在上面操作过程中当＃1行车由混铁炉起吊装好铁水的铁水包A后，将铁水转倒入已装好液态渣放于地坪上的铁水包B内即可。至于扒渣、不扒渣，看对铁水含硫目标而决定。如需要扒，铁水包A内脱硫浮渣基本扒净即可。铁水包B内脱硫浮渣通过流渣槽流入渣罐，液面平静后，再起吊卸放到指定地点地坪上，待由＃2行车接运。至此，“转包”脱硫工艺操作，即告完成。脱硫率约可达40～50%左右。

关于2-C，从高炉来混铁车，进入转炉跨，在铁水装卸入混铁炉后，由行车将储渣包内液态渣倒入混铁车罐内，然后回高炉再接铁水。大部分脱硫浮渣通过其流渣槽流入渣罐，见内面液面平静，再尽可能放渣。装入铁水量应不超过其有效体积的70%。因脱硫浮渣体积，因CO而有所膨胀，然后回转炉跨将铁水和余渣，一并装入混铁炉。由于此时，液态渣中FeO，已为铁水中C还原，所剩极微，无大影响。且混铁炉放渣，一般较为方便，而且在铁水包接铁水后，见渣还要扒净，才能供给转炉。至此，本工艺操作，即告完成。脱硫率可达50～60%以上。

此一工艺操作法，还可在需要时，增加液态渣的用量，並附加适量的氧化铁皮、石灰石粉或生白云石粉等，在进行铁水炉外脱硫的同时，则可同步的脱除铁水中的磷和硅，这样做，对脱硫没有多大影响。其实施方法，以此工艺操作最为妥善方便，效果也比较好，其具体方法也很简单，即在高炉（或化铁炉）出铁前，将上面要附加的材料，氧化铁皮等，加在出铁槽内，随铁水一道流入已装好液态渣的混铁车或敞口式铁水车罐或铁水包内即可。以下操作同上。脱后浮渣，如不含有害农作物的物质，经加工，可作磷肥。但如附加萤石，则枸溶率降低，肥效较差。采用此法，脱磷率高可达90%，脱硅率高可达50%。

最后，还应说明一点：本发明LSDS法，关于搅拌手段，在人们需要与可能的情况下，也可以利用已有的或新置的搅拌手段，如机械的或喷射以气体为动力为载体的手段进行铁水炉外脱硫等等。

本发明LSDS法，凡需要进行铁水炉外脱硫的企业、车间等都能实施采用。且有多少铁水，就可即时处理多少铁水。全部铁水都可得到处理，不受限制。其实施方式方法是多样的，可以单独实施;也可以采取如高炉（或化铁炉）-炼钢车间，或铁水炉外予处理站或混铁炉站等等双联法;以及加“转包”脱硫的三联法等等。可根据实际可能与需要决择。脱硫率分别可达75～80%;及90%。

3.关于在实施和技术操作中应需注意的事项

（1）脱硫剂的用量：在铁水包、罐车内液态渣渣液层深度，最好能为铁水有效容积高度的 1/4 ～ 1/3 。铁水包最好是“高而瘦”，而不是“矮而肥”型。这也是影响铁水炉外脱硫效果重要因素之一。

（2）注意在装铁水前及装铁水进行脱硫过程中，如见铁水包罐或混铁车内液面凝结有一层结壳，俗称“乌黾壳”，必须即时用杵捣破，要使内面CO气体，即时得以排出，免生喷溅。

（3）铁水水头落差，最好能不低于1.5公尺，这里，铁水水头落差，指的是：摇转混铁炉，铁水刚可流出时的铁水口位置到铁水包罐上口之间相距的高度。

（4）摇转混铁炉装铁水的快慢，要按慢-快-慢的原则操作。要尽快的使渣液面消失，渣与铁水充分混合，能持续保持混合为合度，为止。不要再摇再快，再快没有必要。因减少装铁水过程时间，即减少了脱硫有效过程时间，其效果就不会很好。

（5）铁水包、混铁车罐（含敞口式铁水罐车），必须装有流渣槽，其一，安全方便，以防止脱硫浮渣溢出，损伤设备。铁水包以电平车、绞动车载运接铁水的，更所必要。其二，为增加液态渣用量创造了条件，不致受局限。其三，免了因脱硫浮渣体积有所膨胀的特点而改大铁水包罐的容积。

（6）混铁车铁水口两侧必须开有足够大的排气孔，使罐内CO气体等，即时排放出去，免生喷溅。

（7）储渣包，在可能和有条件的情况下，最好设有一台混渣炉，其作用如混铁炉。

五、本发明LSDS法比之国内外已用各种方法的优点和积极效果;在第一节〔表一〕中已列出对比，不再重复。

Claims (2)

1、用炼钢高温液态钢渣进行铁水炉外脱硫法，简称LSDS法，其特征在于：

a.其脱硫剂为高温液态材料；是用吹氧转炉或平炉、电炉炼钢过程中的高温液态、含FeO高或较高的钢渣做脱硫剂进行铁水炉外脱硫；

b.铁水装入盛有脱硫剂的铁水包、罐车内的过程时间，即是铁水炉外脱硫的过程时间，两者同步进行；

c.脱硫过程中的搅拌作用；是借助于装铁水时铁水水头落差的搅拌作用和借助于脱硫剂中含有足够的FeO，与铁水中C，起C-O激烈反应，产生CO沸腾作用，两者结合起来，使铁水与脱硫剂得到更好的充分的持续性的搅拌混合。

2、根据权利要求1所述，可于需要时在脱硫剂中附加适量的氧化铁皮、石灰石粉或生白云石粉等强化脱硫;在炉外脱硫过程中，还可同步的脱除铁水内的磷和硅。

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