一种高磷铁水的脱磷剂及其应用方法.pdf

本发明涉及一种高磷铁水的脱磷剂及其应用方法，属于钢铁冶金技术领域。该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物60%～70%、CaO20%~30%、SiO25%~10%、Al2O30%~6%和Na2CO30%~6%。当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量50%～70%的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。该高磷铁水的脱磷剂解决现有技术中存在的无氟脱磷剂对传统的CaO- SiO2-FeO-CaF2脱磷渣系改造过程中的脱磷率较低的问题。

权利要求书
1.  一种高磷铁水的脱磷剂，其特征在于：该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物60%～70%、CaO20%~30%、SiO25%~10%、Al2O30%~6%和Na2CO30%~6%。

2.  根据权利要求1所述的高磷铁水的脱磷剂，其特征在于：所述铁氧化物为Fe3O4、FeO或Fe2O3。

3.  一种根据权利要求1或2所述的高磷铁水的脱磷剂应用方法，将生铁在高温下熔化生成铁水，其特征在于具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量50%～70%的由60wt.%～70wt.%铁氧化物、20wt.%~30wt.%CaO、5wt.%~10wt.%SiO2、0wt.%~6wt.%Al2O3和0wt.%~6wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。

说明书一种高磷铁水的脱磷剂及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种高磷铁水的脱磷剂及其应用方法，属于钢铁冶金技术领域。
背景技术
近年来铁矿石价格逐年上涨，供需矛盾突出，国内钢铁企业迫于成本压力，纷纷开始寻求开发利用国内的中高P铁矿石资源。中高磷铁矿的铁品位比目前使用的铁矿石低，所得铁水杂质含量相对较高，特别是其中的磷，含量很高，对铁水品质危害极大。该铁水若要达到后续炼钢要求必须进行铁水预处理脱磷。因此对高磷铁水的脱磷研究显得尤为迫切。对铁水预处理脱磷工艺来说，要取得良好脱磷效果的一个关键环节就是找到高效脱磷剂。从前人的研究结果可知，中高磷铁水在高碱度、高氧化性下更有利于脱磷，但碱度过高会影响炉渣的流动性，因此通常会加入助熔剂CaF2来进行改善。但在实际生产中，CaF2会对铁水罐有不同程度的侵蚀，且其价格贵、成本高，还会降低脱磷渣的枸溶率，影响炉渣的回收利用。
专利申请号为2009102731091、名称为“无氟铁水脱磷剂”公开了一种不含氟的脱磷剂，但该脱磷剂的脱氯率不高，仅为70%左右。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题及不足，提供一种高磷铁水的脱磷剂及其应用方法。该高磷铁水的脱磷剂解决现有技术中存在的无氟脱磷剂对传统的CaO- SiO2-FeO-CaF2脱磷渣系改造过程中的脱磷率较低的问题，提供一种在不用氟化物作助熔剂的情况下提高脱磷率的高磷铁水的脱磷剂及其应用方法，本发明通过以下技术方案实现。
一种高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物60%～70%、CaO20%~30%、SiO25%~10%、Al2O30%~6%和Na2CO30%~6%。
所述铁氧化物为Fe3O4、FeO或Fe2O3。
一种高磷铁水的脱磷剂应用方法，将生铁在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量50%～70%的由60wt.%～70wt.%铁氧化物、20wt.%~30wt.%CaO、5wt.%~10wt.%SiO2、0wt.%~6wt.%Al2O3和0wt.%~6wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
上述Fe3O4、FeO、Fe2O、CaO、SiO2、Al2O3、Na2CO3为分析纯粉末。
本发明的铁水脱磷剂各成分的设计原理及其脱磷工艺原理如下：铁的氧化物的作用是将金属液中的磷、硅元素分别氧化成P2O5和SiO2并上浮进入炉渣，所选的氧化物最好为Fe3O4或者是等氧量的FeO或Fe2O3，氧化钙的作用是与P2O5结合生成磷酸钙，与SiO2结合生成硅酸钙并牢固的结合在炉渣中。由于渣系中Al2O3或Na2CO3均在6%左右时，其熔化温度可降至1200℃以下，加快了成渣速度，降低渣黏度，从而改善脱磷反应的动力学条件。
本发明的有益效果是：（1）本发明无氟脱磷剂利用Al2O3或Na2CO3完全替代CaF2作为助熔剂，在保证了较高铁水脱磷率的基础上，避免了CaF2会对铁水罐有不同程度的侵蚀和目前脱磷剂中氯或氟对环境造成的污染；（2）采用本发明的无氟脱磷剂脱磷率最高能达到93.79%，效果显著。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
该高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物68%、CaO24%、SiO26%、Al2O32%和Na2CO30%，其中铁氧化物为Fe2O3。
该高磷铁水的脱磷剂应用方法，将339g生铁（铁水成分[P]=0.30wt.%、[Si]=0.10wt.%）在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量（总加入量为67.8g）50%的由68wt.%Fe2O3铁氧化物、24wt.%CaO、6wt.%SiO2、2wt.%Al2O3和0wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
将取出的铁水样送去检测，脱磷处理后铁水含磷0.057wt.%，脱磷率为80.34%。
实施例2
该高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物68%、CaO22.4%、SiO25.6%、Al2O34%、Na2CO30%，其中铁氧化物为Fe2O3。
该高磷铁水的脱磷剂应用方法，将300g生铁（铁水成分[P]=0.30wt.%、[Si]=0.10wt.%）在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量（总加入量为60g）70%的由68wt.%Fe2O3铁氧化物、22.4wt.%CaO、5.6wt.%SiO2、4wt.%Al2O3和0wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
将取出的铁水样送去检测，脱磷处理后铁水含磷0.018wt.%，脱磷率为93.79%。
实施例3
该高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物66%、CaO22.4%、SiO25.6%、Al2O36%和Na2CO30%，其中铁氧化物为Fe2O3。
该高磷铁水的脱磷剂应用方法，将300g生铁（铁水成分[P]=0.30wt.%、[Si]=0.10wt.%）在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量（总加入量为60g）60%的由66wt.%Fe2O3铁氧化物、22.4wt.%CaO、5.6wt.%SiO2、6wt.%Al2O3和0wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
将取出的铁水样送去检测，脱磷处理后铁水含磷0.019wt.%，脱磷率为93.44%。
实施例4
该高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物68%、CaO24%、SiO26%、Al2O30%和Na2CO32%，其中铁氧化物为Fe2O3。
该高磷铁水的脱磷剂应用方法，将366g生铁（铁水成分[P]=0.30wt.%、[Si]=0.10wt.%）在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量（总加入量为73.2g）60%的由68wt.%Fe2O3铁氧化物、24wt.%CaO、6wt.%SiO2、0wt.%Al2O3和2wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
将取出的铁水样送去检测，脱磷处理后铁水含磷0.041wt.%，脱磷率为85.86%。
实施例5
该高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物68%、CaO22.4%、SiO25.6%、Al2O30%和Na2CO34%，其中铁氧化物为Fe2O3。
该高磷铁水的脱磷剂应用方法，将341g生铁（铁水成分[P]=0.30wt.%、[Si]=0.10wt.%）在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量（总加入量为68.2g）70%的由68wt.%Fe2O3铁氧化物、22.4wt.%CaO、5.6wt.%SiO2、0wt.%Al2O3和4wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
将取出的铁水样送去检测，脱磷处理后铁水含磷0.11wt.%，脱磷率为62.06%。
实施例6
该高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物66%、CaO22.4%、SiO25.6%、Al2O30%和Na2CO36%，其中铁氧化物为Fe2O3。
该高磷铁水的脱磷剂应用方法，将300g生铁（铁水成分[P]=0.30wt.%、[Si]=0.10wt.%）在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量（总加入量为60g）65%的由66wt.%Fe2O3铁氧化物、22.4wt.%CaO、5.6wt.%SiO2、0wt.%Al2O3和6wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
将取出的铁水样送去检测，脱磷处理后铁水含磷0.019wt.%，脱磷率为93.44%。
实施例7
该高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物66%、CaO22.4%、SiO25.6%、Al2O33%和Na2CO33%，其中铁氧化物为Fe2O3。
该高磷铁水的脱磷剂应用方法，将300g生铁（铁水成分[P]=0.30wt.%、[Si]=0.10wt.%）在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量（总加入量为60g）65%的由66wt.%Fe2O3铁氧化物、22.4wt.%CaO、5.6wt.%SiO2、3wt.%Al2O3和3wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
将取出的铁水样送去检测，脱磷处理后铁水含磷0.021wt.%，脱磷率为92.75%。
实施例8
该高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物60%、CaO20%、SiO210%、Al2O35%和Na2CO35%，其中铁氧化物为Fe3O4。
该高磷铁水的脱磷剂应用方法，将300g生铁（铁水成分[P]=0.30wt.%、[Si]=0.10wt.%）在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量（总加入量为60g）65%的由60wt.%Fe3O4铁氧化物、20wt.%CaO、10wt.%SiO2、5wt.%Al2O3和5wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
将取出的铁水样送去检测，脱磷处理后铁水含磷0.016wt.%，脱磷率为94.7%。
实施例9
该高磷铁水的脱磷剂，该高磷铁水的脱磷剂质量百分比组分为：铁氧化物60%、CaO30%、SiO26%、Al2O32%和Na2CO32%，其中铁氧化物为FeO。
该高磷铁水的脱磷剂应用方法，将300g生铁（铁水成分[P]=0.30wt.%、[Si]=0.10wt.%）在高温下熔化生成铁水，其具体步骤如下：首先当铁水温度降至1400℃进行保温，加入脱磷剂总加入量（总加入量为60g）65%的由60wt.%FeO铁氧化物、30wt.%CaO、6wt.%SiO2、2wt.%Al2O3和2wt.%Na2CO3组成的脱磷剂，剩下的脱磷剂在反应的第3分钟加入，反应期间不换渣，加脱磷剂后前5min用钢棒进行搅拌，15～20min后脱磷结束。
将取出的铁水样送去检测，脱磷处理后铁水含磷0.020wt.%，脱磷率为93.3%。
上面对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。