金属液脱硫工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN85104955

申请日:

1985.06.28

公开号:

CN85104955A

公开日:

1987.01.07

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

|||授权|||审定||||||公开

IPC分类号:

C21C7/064; C21C1/02

主分类号:

C21C7/064; C21C1/02

申请人:

赛森钢股份公司

发明人:

鲁道夫·哈默; 沃尔特·美谢斯纳; 卡尔·海因茨·比得斯

地址:

联邦德国D-4100杜伊斯堡

优先权:

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利代理部

代理人:

全菁;吴大建

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内容摘要

本发明涉及在浇包内,尤其是在混铁浇包内金属液的脱硫工艺,用运载气体首先将铝,然后将石灰(CaO)吹入金属液。本发明的特征在于,运载气体以2到20升(标准温度和压力条件运载气体)(S·T·P)/公斤(脱硫剂)的比率,将金属液内能放出气体的固体同石灰一起吹入金属液。

权利要求书

1: 在浇包内,尤其是在混铁浇包内金属液的脱硫工艺,用运载气体首先将铝,然后将石灰(CaO)吹入金属液。其特征在于,运载气体以2到20升(标准温度和压力下运载气体)(S·T·P)/公斤(脱硫剂)的比率,将在金属液中能放出气体的固体同石灰一起吹入金属液。
2: 根据权利要求1的工艺,其特征在于,所加入的放气固体是碱土金属碳酸盐和(或)碱土氢氧化物。
3: 根据权利要求2的工艺,其特征在于,被吹入的碱土金属碳酸盐是石灰石或白云石,而被吹入的碱土氢氧化物是消石灰。
4: 根据权利要求1到3的工艺,其特征在于,由40到70%(按重量)的石灰  和30到60%(按重量)放气固体组成的混合物被吹入金属液。
5: 根据权利要求1的工艺,其特征在于,碳或碳素物(例如碳、无烟煤、石墨或石油焦炭)的比例,以1到10%(按重量)的范围加进被吹入金属液的混合物。
6: 根据权项1的工艺,其特征在于,1到10%(按重量)的萤石加进被吹入金属液的混合物。
7: 根据权利要求1的工艺,其特征在于,运载比率为3到8升(标准温度和压力下运载气体)(S·T·P)/公斤(脱硫剂)。
8: 根据权利要求1的工艺,其特征在于,用压缩空气将混合物吹入金属液。
9: 根据权利要求1的工艺,其特征在于,在金属液的温度至少为1350℃时,将铝和脱硫剂混合物输入金属液。

说明书


本发明涉及在装有金属液的浇包内,尤其是在混铁浇包内原铁的脱硫工艺,上述浇包设有潜没式吹管,首先向金属液内加入铝,然后用运载气体吹入石灰。

    向金属液内吹入细颗粒脱硫剂在近年来日益受到重视。在这个工艺中,使用了以碳化钙和镁的为基的添加剂。尽管这些脱硫剂是高效的,它们却相当昂贵。

    因为石灰是相当便宜的添加剂,因而业已推荐使用石灰基脱硫剂。它们有需要量大的缺点,然而为了得到所希望的脱硫效果,大量的石灰脱硫剂是必需的。实际上,由于产生大量的熔渣,会引起很多困难。浇包内很大体积的大量熔渣会相应减小浇包的运转能力。进而,熔渣易沉积在浇包内壁上,所以进一步限制了运转能力。此外,熔渣含有大量的铁滴,这造成大量铁损失。

    从德国专利说明书3,004,937已经知道,脱硫剂主要由石灰,还有10到40%(按重量)的碱土金属碳酸盐或碱土金属氢氧化物、2到20%(按重量)的碳、2到10%(按重量)从碱金属氟化物、碱土金属氟化物、冰晶石与氟硅酸钠组中至少挑选出的一种氟化物以及0.015到1.0%(按重量)的硅油表面活性剂组成。

    在利用石灰作为脱硫剂的进一步研制中,向脱硫剂内渗入铝(德国Aus    legeschzift    2,531,047),或者用高比率运载气体,首先将铝,然后将石灰吹入金属液,用于运载石灰的高比率非氧化气体(例如氮气),也用作在金属液内喷洒石灰粉粒和在熔池内产生环流。然而,这造成许多缺点,因为由于不完全扩散,石灰不能充分发挥它的效用。并且,由于高运载气体比率而引起金属液大量飞溅(SDS日本钢铁协会工艺)。也必须考虑到浇包入口区耐火内衬大范围的逐渐耗损。

    在已知的用石灰作为脱硫剂进行脱硫的工艺过程中,2CaO+2S=2CaS+O2反应产生的氧与金属液内的硅结合,产生二氧化硅(SiO2)。随着吹入石灰,该二氧化硅形成了硅酸二钙,而硅酸二钙形成固体层包裹住石灰粉粒。结果,不利于石灰粉粒的脱硫效果。

    在已知利用石灰地脱硫工艺过程中,在熔料中另外还吹入铝,脱硫反应CaO+S产生的氧与被吹入熔料中的铝粒结合,产生三氧化二铝(Al2O3)。已经产生的三氧化二铝与被吹入的石灰结合,产生铝酸钙层n·CaO·Al2O3。与硅酸二钙固体比较,铝酸钙层在1350℃以上主要处于液体状态,它有着良好的脱硫能力。

    本发明的目的是降低所需的运载气体比率和含石灰脱硫剂的耗量。

    按照本发明方法,当以2到20升(标准温度和压力条件运载气体)(S·T·P)/公斤(脱硫剂)的比率,将在金属液内能放出气体的固体同石灰一起吹入金属液内时,就能达到本发明目的。

    意外的是,已经发现,放气固体和低运载气体比率相结合的特殊方法,产生非常好的脱硫效果和容易控制的设备操作。

    放气固体最好是碱土碳酸盐和(或)碱土氢氧化物,被吹入的碱土碳酸盐是石灰石或白云石,而被吹入的碱土氢氧化物是消石灰,更是特别有利。

    在金属液加热时,这些物质自发地放出二氧化碳(CO2)或者水蒸汽,并在金属液内引起粉粒的充分扩散和强环流,而强环流是使金属液熔池内产生的均衡浓度所必不可少的。

    然而,在金属液处于热力学状态下的温度时,二氧化碳(CO2)和水蒸汽是强氧化气体。因此,专家们期望这些气体与被吹入的铝,按照以下方程式发生充分反应。

    然而意外的是,已经发现,根据本发明工艺生产脱硫剂的耗量可以大大降低,并且也没有发生上述的一些缺点。由于2到20升,最好是3到8升(标准温度和压力条件运载气体)(S·T·P)/公斤(脱硫剂)低运载气体比率的缘故,恰当的装置操作是可能的。混铁浇包既没有发生喷溅,也没有发生严重结。

    有效地减少了高运载气体比率情况下的典型内衬耗损。此外,由于低运载气体比率和不削弱脱硫反应,根据本发明另外的特点,使用廉价的压缩空气代替其它所需要的较昂贵的运载气体(诸如氮气)也是可能的。

    最好用运载气体将细颗粒形态的铝吹入金属液。但是也可以借助适当的设备,把铝丝放入金属液。在金属液的温度至少为1350℃时,最适宜将铝和脱硫剂输入金属液。

    根据本发明的最好具体作法,用惰性气体(诸如丙烷、氮、氩等),将铝在1到4分钟内,以每公吨金属液0.2到0.7公斤的用量吹入金属液,脱硫剂最好由40到70%的石灰和30到60%(按重量)的放气固体组成。最好是,将一小部分碳或碳素物质(例如碳、无烟煤、石墨和石油焦炭)以1到10%(按重量)的范围加入脱硫剂混合物。结果,改善了被吹入的混合物流动性,并增强了作为良好脱硫效应前提的还原条件。

    被吹入的混合物也可以含有1到10%(按量重量)的萤石,萤石(CaF2)能降低已形成的铝酸盐的熔点,从而,当熔料温度不高时,铝酸盐不容易固化。此外,还降低了被熔料吸收的铁含量。

    这里铝的数量和脱硫混合物的数量,取决于所要求的脱硫程度。

    由于运载技术和为了防止铝熔合在潜没式吹管上,也可以将流动性改进剂和(或)防护材料与铝一起吹入金属液。

    本发明除了上述优点外,较少量的脱硫剂减少了脱硫成渣的数量,与此相关,也降低了铁的损耗。较少的成渣也减少了混铁浇包内成渣沉积物,在长期内可以认为,这只会轻微地改变混铁浇包的容量。进一步的结果是混铁浇包的熔池几何形状几乎不改变,从而超过延长期这种良好状况也保持不变。

    参考下面一些实例对本发明进一步解释如下。

    实例1

    在这个没有采用本发明工艺的实例中,在3.6分钟期间,将铝粉以每公吨金属液0.4公斤的用量吹入185公吨的金属液内,该金属液装在容量为240公吨的混铁浇包内。然后通过潜没式吹管用氮运载气体吹入由石灰组成的脱硫剂。在熔化态金属液内硫的初始含量为SA=0.035%。经过21.7分钟处理后,已经吹入1,170公斤的脱硫剂,这相当于在每公吨金属液内吹入6.3公斤的脱硫剂。经处理后,硫的最终含量为SE=0.015%。运载气体比率为75升(标准温度和压力条件运载气体)(S·T·P)/公斤(固体),该固体为吹入的铝粉和吹入的石灰,石灰的输入速度为554公斤/分,这是由所需的高运载气体比率所致。由此给出总的吹入时间为25分钟。

    尽管限制了浇包的负荷,而金属液仍然从浇包出口大量飞溅。由厚耐火层装备的潜没式吹管有两个喷咀型输出孔,为此吹管必须通过浇包出口孔垂直地引进金属液。

    实例2

    在这个按照本发明工艺的实例中,第一步,通过潜没式吹管用氩运载气体,在2.5分钟期间,将铝粉以每公吨金属液0.2公斤的用量吹入熔料。金属液的重量为200公吨,而浇包的容量仍然是240公吨。

    第二步,用压缩空气运载气体,将脱硫剂吹入熔化态金属液,该脱硫剂由60%(按重量)的石灰、40%(按重量)的石灰石和0 0.05%(按重量)的丙醇流动改进剂组成。在金属液内硫的初始含量为SA=0.038%,经过8分钟处理后,已经吹入700公斤的脱硫剂。这相当于在每公吨金属液内吹入3.5公斤的脱硫剂。经处理后,硫的最终含量为SE=0.012%。运载气体比率为5升(标准温度和压力条件运载气体)(S·T·P)/公斤(固体)。所使用的吹管是由薄耐火层装备的单管型式,吹管倾斜地潜入金属液。尽管吹入时间由25分钟减少到12分钟(包括吹入铝粉的时间)以及混铁浇包的较大负荷水平,而金属液仍然没有发生任何显著的喷溅。

    实例3

    在这个按照本发明工艺的实例中,第一步,通过潜没式吹管用丙烷运载气体,在4分钟期间,将铝粉以每公吨金属液0.4公斤的用量吹入熔料。金属液的重量为181公吨,而混铁浇包的容量为200公吨。第二步用压缩空气运载气体,将脱硫剂吹入熔料,该脱硫剂由55%(按重量)的石灰、35%(按重量)的消石灰、5%(按重量)的二氟化钙(CaF2)、5%(按重量)的无烟煤和0.03%(按重量)的单甘湿酯流动改进剂组成。在金属液内硫的初始含量为SA=0.015%,经过6.7分钟处理后,已经吹入650公斤的脱硫剂。这相当于在每公吨金属液内吹入3.6公斤的脱硫剂。经处理后,硫的最终含量为SE=0.003%。运载气体比率为4升(标准温度和压力运载气体)(S·T·P)/公斤(固体)。在这个具体实例中,仍然使用由薄耐火层装备的单管型吹管,也是倾斜地潜入金属液。包括吹入铝的时间,总吹入的时间仅仅用了10.7分钟。在这个根据本发明的实例中,金属液也没有发生任何显著的喷溅。

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本发明涉及在浇包内,尤其是在混铁浇包内金属液的脱硫工艺,用运载气体首先将铝,然后将石灰(CaO)吹入金属液。本发明的特征在于,运载气体以2到20升(标准温度和压力条件运载气体)(STP)/公斤(脱硫剂)的比率,将金属液内能放出气体的固体同石灰一起吹入金属液。。

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