镁复合脱硫渣渣态调整剂及镁复合脱硫调渣方法

摘要

本发明涉及镁复合脱硫渣渣态调整剂及镁复合脱硫调渣方法，属于钢铁冶金领域。本发明解决的技术问题是提供镁复合脱硫渣渣态调整剂。本发明镁复合脱硫渣渣态调整剂，由以下重量百分比的组分制成：铝灰粉60％～80％，纯碱粉20％～40％。该镁复合脱硫渣渣态调整剂成分简单，制备工艺简单易行，脱硫和调渣效果好，可降低铁水或提钒半钢脱硫扒渣铁损，从而显著降低脱硫成本，且有效利用了炼铝工业产生的废弃物铝灰，具有明显的环保经济效应。本发明镁复合脱硫调渣方法，将脱硫渣态调整剂加入钝化石灰中，利用脱硫工艺原有的石灰料仓及石灰喷吹罐，在脱硫过程直接进行调渣，有别于目前所有人工加脱硫调整剂的调渣方法，消除了繁重的人工劳动。

说明书

技术领域

本发明涉及镁复合脱硫渣渣态调整剂及镁复合脱硫调渣方法，属于钢铁冶金领域。

背景技术

铁水炉外预处理作为一种经济有效的脱硫手段已得到钢铁行业广泛应用。炉外脱硫对优 化冶炼工艺、提高钢的质量、发展优质钢种、提高冶金综合效益起到重要的作用，成为钢铁 冶金中不可缺少的工序。

镁复合脱硫工艺是常用的铁水炉外预处理工艺的一种。该工艺对铁水或半钢的脱硫效率 高且稳定，因而被多数钢铁企业采用，但存在“脱硫渣渣态较稀，渣铁分离效果差，渣中MFe 高(达60％～80％)”的问题，致使镁复合喷吹脱硫铁损高，且脱硫渣不易扒净，造成炼钢工序 回硫严重，制约了镁复合喷吹脱硫产能的提高和成本的降低，同时，影响了炼钢工序品种钢 的计划兑现。

国内外企业开展铁水脱硫时，都非常重视控制回硫和减少脱硫铁损。通常，加入稀渣剂 改变脱硫渣粘度，以减少渣中带铁量。采用的稀渣剂包括冰晶石、碎玻璃、废铝砖，以及萤 石等；Polysius公司提出了POLOP专利技术(螺旋输粉技术)，无需新增任何脱硫设备，调渣 剂按固定配比加入脱硫剂中，在脱硫过程中起调渣作用，达到最佳的降铁效果。另外，采用 凝渣剂集渣，有利于渣的扒除，减少扒渣铁损。国外某公司在脱硫剂中加入4％的改性剂，降 低了脱硫渣中金属铁10个百分点，但该改性剂成本较高。国内多家钢厂在铁水或半钢脱硫过 程中加入改质剂，有一定的降铁效果，但不显著，宝钢、梅钢、武钢、马钢、重钢的脱硫渣 中金属铁仍高达50％～60％。另外，脱硫调渣或凝渣剂集渣，都为人工投料作业，劳动繁重。

脱硫过程调渣的中国发明专利主要有5项，均为人工投料。申请号为201310616431的发 明专利提供了一种含钒钛铁水用钙基脱硫调渣剂及其制备方法和脱硫调渣方法。所述制备方 法包括：将按重量计60～80份的活性石灰粉、10～20份的萤石粉和10～15份的纯碱粉混合 均匀，得到钙基脱硫调渣剂。所述钙基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计包括：不大于0.10％ 的S，不大于0.10％的P，60％～80％的CaO，8％～18％的CaF₂，10％～15％的Na₂CO₃，2％～8％的SiO₂和不大于1％的Al₂O₃。所述脱硫调渣方法包括将如上所述的钙基脱硫调渣剂加入含钒钛铁水 中，对含钒钛铁水进行脱硫调渣。该发明的有益效果包括：能够提高含钒钛铁水脱硫效率； 能够降低铁水脱硫后回硫量；能够降低扒渣铁损。CN201310616236发明专利提供了一种含钒 钛铁水用脱硫调渣剂及其制备方法和脱硫调渣方法。所述制备方法包括：将按重量计30～40 份的石英砂粉、5～10份的萤石粉、5～10份的纯碱粉、30～40份的活性石灰粉和10～20份 的氧化铝粉混合均匀，得到脱硫调渣剂。所述脱硫调渣剂的成分按重量百分比计包括：不大 于0.080％的S，不大于0.080％的P，30％～40％的SiO₂，4％～8％的CaF₂，4％～9％的Na₂CO₃，30％～ 40％的CaO和8％～16％的Al₂O₃。所述脱硫调渣方法包括将如上所述的脱硫调渣剂加入含钒钛铁 水中，对含钒钛铁水进行调脱硫渣。该发明的有益效果包括：能够提高含钒钛铁水脱硫效率； 能够降低铁水脱硫后回硫量；能够降低扒渣铁损。CN201310636599发明专利提供了一种含钒 钛铁水用硅基脱硫调渣剂及其制备方法和脱硫调渣方法。所述制备方法包括：将按重量计60～ 80份的石英砂粉、2～8份的萤石粉、5～10份的纯碱粉和10～20份的氧化铝粉混合均匀， 得到硅基脱硫调渣剂。所述硅基脱硫调渣剂的成分按重量百分比计包括：不大于0.10％的S， 不大于0.10％的P，60％～80％的SiO₂，1.5％～6％的CaF₂，5％～9％的Na₂CO₃，0％～3％的CaO和8％～ 18％的Al₂O₃。所述脱硫调渣方法包括将如上所述的硅基脱硫调渣剂加入含钒钛铁水中，对含 钒钛铁水进行调渣脱硫。该发明的有益效果包括：能够降低铁水脱硫后回硫量；能够降低扒 渣铁损。CN201310632828发明专利提供了一种降低含钒钛铁水脱硫扒渣铁损的方法，其特征 在于，向含钒钛铁水中加入1.25kg/t铁水～1.75kg/t铁水的脱硫调渣剂并搅拌，然后进行 脱硫；脱硫结束后，对脱硫后的含钒钛铁水进行扒渣，待扒至脱硫渣的剩余量为原脱硫渣量 的2/5～3/5时，再加入1.25kg/t铁水～1.75kg/t铁水的脱硫调渣剂并搅拌，然后继续进行 扒渣至脱硫渣被扒尽，其中，以重量百分比计，所述脱硫调渣剂包括CaO30～40％、SiO₂30～ 40％、Al₂O₃8～16％、Na₂CO₃4～9％、CaF₂4～8％、S0.010～0.080％、P0.010～0.080％。 CN201210320261发明专利提供了一种降低脱硫铁水渣熔点的预熔型铁水调渣剂，其成分重量 百分比为：石灰5～15％、石英砂50～60％、纯碱10～20％、萤石10～20％、粘结剂，外加4～ 8％。该发明预熔型铁水调渣剂属Na₂O-SiO₂渣系，具有熔点比铁水低，迅速熔化、稀渣的作用， 可以减缓铁水包包壁粘渣，避免由于结渣导致的包壁铁水倒不干净的问题。

从已有的文献资料和发明专利看，脱硫过程调渣所用调渣剂的成分复杂，其成本较高， 且调渣剂均为人工投料，增加了人力成本。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供镁复合脱硫渣渣态调整剂。

本发明镁复合脱硫渣渣态调整剂，由以下重量百分比的组分制成：铝灰粉60％～80％，纯 碱粉20％～40％。

其中，所述铝灰粉中含有氧化钙和三氧化二铝，其中，三氧化二铝的重量百分比大于60％。

进一步的，所述镁复合脱硫渣渣态调整剂的活性成分按重量份计为：10～30份的CaO， 10～30份的Na₂O和30～60份的Al₂O₃。

进一步的，所述铝灰粉和纯碱粉的粒径为0.5mm以下。

本发明解决的第二个技术问题是提供镁复合脱硫调渣方法，该方法无需人工加脱硫调整 剂，消除了繁重的人工劳动。

本发明镁复合脱硫调渣方法，包括如下步骤：

a、将上述镁复合脱硫渣渣态调整剂与活性石灰、钝化剂一起进行细磨和表面钝化，得到 渣态调整型钝化石灰；

b、将渣态调整型钝化石灰放入镁复合脱硫系统的石灰料仓，利用石灰喷吹工艺加入渣态 调整型钝化石灰，对镁脱硫渣进行渣态调整。

其中，所述渣态调整型钝化石灰的粒度小于0.1mm。

其中，a步骤中，按重量比，镁复合脱硫渣渣态调整剂:活性石灰:钝化剂＝5～25:75～ 95:0.1～0.3。

进一步的，所述钝化剂为甲基硅油、羟基硅油或二甲基硅油。

本发明镁复合脱硫渣渣态调整剂成分简单，制备工艺简单易行，脱硫和调渣效果好，可 降低铁水或提钒半钢脱硫扒渣铁损5～10kg/t铁，从而显著降低脱硫成本，且有效利用了炼 铝工业产生的废弃物铝灰，具有明显的环保经济效应。

本发明镁复合脱硫调渣方法，将脱硫渣态调整剂加入钝化石灰中，利用脱硫工艺原有的 石灰料仓及石灰喷吹罐，在脱硫过程直接进行调渣，这有别于目前所有人工加脱硫调整剂的 调渣方法，如此，消除了繁重的人工劳动。

具体实施方式

本发明镁复合脱硫渣渣态调整剂，由以下重量百分比的组分制成：铝灰粉60％～80％，纯 碱粉20％～40％。

其中，所述铝灰粉为制铝生产中的熔渣经冷却加工而成，铝灰粉的主要成分为氧化钙和 三氧化二铝，铝灰粉中的三氧化二铝的重量百分比优选为60％以上。

进一步的，所述镁复合脱硫渣渣态调整剂的活性成分按重量份计为：10～30份的CaO， 10～30份的Na₂O和30～60份的Al₂O₃。渣态调整剂中，三氧化二铝和氧化钙主要来自于铝灰 粉，氧化钠来自于纯碱粉。

本发明镁复合脱硫渣渣态调整剂的成分中，还含有不可避免的杂质S、P，它们均为铝灰 粉和纯碱粉中不可避免的杂质，其成分要求S、P均不大于镁复合脱硫渣渣态调整剂重量的 0.2％，这是由于如果S、P含量过高，在调渣过程中会降低脱硫渣的硫容，从而影响脱硫效果。

进一步的，所述铝灰粉和纯碱粉的粒径为0.5mm以下。

本发明镁复合脱硫渣渣态调整剂的制备方法为本领域常规的混匀，比如：按比例将铝灰 粉和纯碱粉混磨均匀，得到镁复合脱硫渣渣态调整剂。

本发明还提供镁复合脱硫调渣方法，该方法无需人工加脱硫调整剂，消除了繁重的人工 劳动。

本发明镁复合脱硫调渣方法，包括如下步骤：a、将镁复合脱硫渣渣态调整剂与活性石灰、 钝化剂一起进行细磨和表面钝化，得到渣态调整型钝化石灰；b、将渣态调整型钝化石灰放入 镁复合脱硫系统的石灰料仓，利用原有的石灰喷吹工艺加入渣态调整型钝化石灰，对镁脱硫 渣进行渣态调整。

进一步的，所述渣态调整型钝化石灰的粒度小于0.1mm。

常用的镁复合脱硫渣渣态调整剂均可采用本发明的方法。为了提高脱硫和调渣效果，优 选的镁复合脱硫渣渣态调整剂为本发明所述的镁复合脱硫渣渣态调整剂，即本发明的由铝灰 粉60％～80％，纯碱粉20％～40％制成的镁复合脱硫渣渣态调整剂。

进一步的，a步骤中，按重量比，镁复合脱硫渣渣态调整剂:活性石灰:钝化剂＝5～25:75～ 95:0.1～0.3。

钝化剂的种类较多，本领域常用的钝化剂均适用于本发明，综合钝化效果和成本来考虑， 所述钝化剂为优选为硅油类，如：201甲基硅油，羟基硅油，二甲基硅油等。

具体的，本发明镁复合脱硫调渣方法可采用如下具体工艺操作：

a、渣态调整型钝化石灰的制备：将镁复合脱硫调整剂与经破碎后的小块状活性石灰，以 及常用钝化剂一并送入雷磨机中，进行细磨和表面钝化，生产出粒度0.1mm以下的渣态调整 型钝化石灰。生产出的渣态调整型钝化石灰贮存于料仓中。

b、送料：将渣态调整型钝化石灰用罐车输送，并以管道气输方式打入镁复合脱硫系统的 石灰料仓。

c、铁水或提钒半钢脱硫：将1200～1400℃的铁水或提钒半钢重罐用天车吊运至脱硫专 用工位。开启脱硫作业程序，采用目前普遍采用的“钝化石灰和钝化镁粒”两种原料对铁水 或提钒半钢进行复合脱硫。通过渣态调整型钝化石灰的使用，在镁复合脱硫过程中，直接对 镁脱硫渣进行了渣态调整，迅速形成铁份含量少的良好脱硫渣。

d、扒渣：将脱硫后的铁水或提钒半钢重罐送入扒渣工位，采用扒渣机扒除脱硫渣。扒渣 后的铁水或提钒半钢送入下一工序炼钢。

本发明未提及的脱硫工艺的其他具体操作方式和条件均可以与现有技术相同，对此本领 域技术人员公知，在此不作赘述。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所 述的实施例范围之中。

实施例1

将按重量计60％铝灰粉和40％的纯碱粉混磨均匀，得到镁复合脱硫渣渣态调整剂。所得镁 复合脱硫渣渣态调整剂的成分按重量百分比计包括：S 0.20％，P 0.20％，CaO 20％，Na₂O 20％， Al₂O₃50％。

将制备的镁复合脱硫调整剂与经破碎后的小块状活性石灰，以及常用钝化剂201甲基硅 油一并送入雷磨机中，进行细磨和表面钝化，生产出粒度0.1mm以下的渣态调整型钝化石灰。 其中，按质量比，镁复合脱硫渣渣态调整剂:活性石灰:钝化剂＝5:75:0.1。将渣态调整型钝化 石灰用罐车输送，并以管道气输方式打入镁复合脱硫系统的石灰料仓。

全部工作准备好后，开启脱硫作业程序，将1200℃的含钒铁水重罐(重量为300t)用天 车吊运至脱硫专用工位，并采用“钝化石灰和钝化镁粒”两种原料对铁水进行复合脱硫。脱 硫完毕后，将脱硫后的铁水重罐送入扒渣工位，采用扒渣机扒除脱硫渣。扒渣后的铁水送入 下一工序炼钢。

通过渣态调整型钝化石灰的使用，在镁复合脱硫过程中，直接对镁脱硫渣进行了渣态调 整，迅速形成铁份含量少的良好脱硫渣。经检测，脱硫后的铁水中硫含量为0.005％，铁水脱 硫扒渣铁损为22.0kg/t铁，与不加该渣态调整剂的现有技术脱硫铁损32.0kg/t铁相比，本 发明降低了铁水脱硫扒渣铁损10kg/t铁。

实施例2

将按重量计80％铝灰粉和20％的纯碱粉混磨均匀，得到镁复合脱硫渣渣态调整剂。所得镁 复合脱硫渣渣态调整剂的成分按重量百分比计包括：S 0.20％，P 0.20％，CaO 30％，Na₂O 10％， Al₂O₃60％。

将制备的镁复合脱硫调整剂与经破碎后的小块状活性石灰，以及常用钝化剂羟基硅油一 并送入雷磨机中，进行细磨和表面钝化，生产出粒度0.1mm以下的渣态调整型钝化石灰。其 中，按质量比，镁复合脱硫渣渣态调整剂:活性石灰:钝化剂＝25:95:0.3。将渣态调整型钝化 石灰用罐车输送，并以管道气输方式打入镁复合脱硫系统的石灰料仓。

全部工作准备好后，开启脱硫作业程序，将1400℃的提钒半钢重罐(重量为200t)用天 车吊运至脱硫专用工位，并采用“钝化石灰和钝化镁粒”两种原料对铁水进行复合脱硫。脱 硫完毕后，将脱硫后的提钒半钢重罐送入扒渣工位，采用扒渣机扒除脱硫渣。扒渣后的提钒 半钢送入下一工序炼钢。

通过渣态调整型钝化石灰的使用，在镁复合脱硫过程中，直接对镁脱硫渣进行了渣态调 整，迅速形成铁份含量少的良好脱硫渣。经检测，脱硫后的铁水中硫含量为0.004％，铁水脱 硫扒渣铁损为18.0kg/t铁，与不加该渣态调整剂的现有技术脱硫铁损23.0kg/t铁相比，降 低了提钒半钢脱硫扒渣铁损5kg/t铁。

实施例3

将按重量计70％铝灰粉和30％的纯碱粉混磨均匀，得到镁复合脱硫渣渣态调整剂。所得镁 复合脱硫渣渣态调整剂的成分按重量百分比计包括：S 0.20％，P 0.20％，CaO 10％，Na₂O 30％， Al₂O₃30％。

将制备的镁复合脱硫调整剂与经破碎后的小块状活性石灰，以及常用钝化剂二甲基硅油 一并送入雷磨机中，进行细磨和表面钝化，生产出粒度0.1mm以下的渣态调整型钝化石灰。 其中，按质量比，镁复合脱硫渣渣态调整剂:活性石灰:钝化剂＝20:80:0.2。将渣态调整型钝 化石灰用罐车输送，并以管道气输方式打入镁复合脱硫系统的石灰料仓。

全部工作准备好后，开启脱硫作业程序，将1300℃的铁水重罐(重量为30t)用天车吊 运至脱硫专用工位，并采用“钝化石灰和钝化镁粒”两种原料对铁水进行复合脱硫。脱硫完 毕后，将脱硫后的铁水重罐送入扒渣工位，采用扒渣机扒除脱硫渣。扒渣后的铁水送入下一 工序炼钢。

通过渣态调整型钝化石灰的使用，在镁复合脱硫过程中，直接对镁脱硫渣进行了渣态调 整，迅速形成铁份含量少的良好脱硫渣。经检测，脱硫后的铁水中硫含量为0.005％，铁水脱 硫扒渣铁损为12.0kg/t铁，与不加该渣态调整剂的现有技术脱硫铁损19.5kg/t铁相比，降 低了铁水脱硫扒渣铁损7.5kg/t铁。