一种转炉渣洗脱硫的工艺的制作方法

1.本发明涉及炼钢技术领域，尤其是一种转炉渣洗脱硫的工艺。


背景技术：

2.s在普碳钢中是有害元素，在钢水中与fe结合生成熔点为1193℃的fes，在连铸浇注过程中fes含量高会造成铸坯偏析和中心疏松，生成fe和fes共晶体熔点985℃，在钢材热加工时热脆，还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并在金属焊缝中产生气孔和疏松，降低焊缝的强度。高级优质钢s＜0.030％，优质钢s≤0.045％。目前首钢水钢没有投用脱硫站，生产钢种结构主要为优质普碳钢，铁水硫＞0.040％比例约为20％，转炉脱硫率一般在30-40％，铁水硫0.040-0.060％可以直接入炉，铁水硫＞0.060％采用和低硫铁水折罐，铁水硫＞0.070％启用精炼炉脱硫。遇到两个高炉同时硫高、铁水硫高时精炼炉检修、精炼炉生产品种钢、铁水硫不高倒炉硫高等情况，硫高废品及不命中没有有效控制措施。
3.现有技术中炼钢除硫主要存在以下问题：
4.1)钢水严重过氧：硫高三次倒炉出钢，出钢c＜0.05％，钢水氧量＞1000ppm，余mn≤0.05％(拉碳炉次mn：0.10-0.18％)，炉渣全铁含量25-30％。出钢脱氧合金化操作困难，因过氧原因导致成分不命中约占2％左右，合金回收率下降10％。
5.2)渣料消耗高：铁水硫高时，为保证脱硫率，吹炼过程加入渣料约55kg/炉，硫高补吹处理约加入渣料15kg/炉，操作难以精确控制；
6.3)溅渣护炉效果差及炉衬侵蚀严重，护炉耐材消耗高。高feo含量过氧炉渣侵蚀溅渣层甚至工作层镁碳砖，3次倒炉造成高温过氧钢水炉内停留时间长泡炉侵蚀炉衬，并且终渣稀溅渣起渣晚洗炉，该溅渣层炉渣熔点低下炉吹炼过程融化。
7.4)铁水硫高伴随硅低铁温低，炼钢混铁炉折罐又损失温降50℃/次。转炉吹炼过程脱硫是吸热反应，导致硫高炉次为保证热量铁水预约为90t，废钢13t，铁耗高。所以，如何高效除硫成为当前急需解决的问题。


技术实现要素：

8.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种转炉渣洗脱硫的工艺，通过针对性的使用活灰粉和复系铝粒，提高除硫效率，提高钢性能，具体技术方案如下：
9.一种转炉渣洗脱硫的工艺，在出钢过程中，从观察窗对准钢流搅拌区域加入活灰粉、复系铝粒，同时进行吹氩搅拌操作。
10.进一步的，所述活灰粉的用量为钢水质量的0.08-0.085％，所述复系铝粒的用量为钢水质量的0.02-0.027％。
11.进一步的，所述活灰粉的制作步骤为：
12.(1)原料混合
13.以质量份计，将30-50份碳酸钙用盐酸溶解，稀释1-1.5倍，加入1-2份硝酸镧、1-3份硝酸铈，加入碳酸钙质量1-2倍的乙醇，搅拌至硝酸镧、硝酸铈完全溶解，搅拌20-30min，
密封静置2-3h；
14.(2)溶液沉淀
15.将上一步骤中的溶液加热到50-60℃，用超声波雾化器充分雾化，用携带剂将雾化溶液以2-3m/s的流速流入过量的氢氧化钾溶液中，雾化溶液流入后，用80-90℃的水蒸气冲洗导入管道，将冲洗后的蒸汽导入氢氧化钾溶液中，将溶液温度体系降低到3-5℃，以500-800r/min的速度搅拌20-30min，将温度升高至60-70℃，静置20-30min，取下层沉淀，用蒸馏水清洗2-3次即可；
16.(3)活灰粉制作
17.将上一步骤制得的沉淀和淀粉混合，放置到焙烧炉中，在含氧量11-13％的环境中加热到800-900℃，焙烧20-30min即可；所述沉淀与淀粉的质量比为10:2-3。
18.进一步的，所述复系铝粒的制作方式为：
19.(1)原料准备
20.以质量份计，将乙醇和氢氧化钠配成饱和溶液，在饱和溶液中加入硝酸镁，充分混合备用；硝酸镁的用量与氢氧化钠的物质的量之比为3-5:1；
21.(2)沉淀清洗
22.将上述溶液体系用水稀释3-5倍，在30-35℃下充分搅拌20-30min，在2-3个标准大气压下煮沸2-3min，趁热过滤，减压处理得到氢氧化镁；
23.(3)复系铝粒制作
24.将上述氢氧化镁与铝粉、硬脂酸、乙醇、石油醚混合，放置到铝粉球磨机中球磨3-5h；将研磨后的混合物减压收集溶剂，放置到真空加热皿中，加热到90-100℃，抽至压强10-30pa，注入氩气，使得压强升至200-300pa，将温度升高至900-1000℃，加热20-30min。
25.优选的，所述盐酸的质量分数为13-15％。
26.优选的，所述携带剂由压缩机将空气压入氢氧化钙乳浊液中洗涤后得到。
27.优选的，所述携带剂与雾化溶液的质量比为5-8:1。
28.优选的，所述氢氧化钾溶液的质量分数为8-10％。
29.优选的，所述氢氧化镁用量为铝粉质量的5-8％，所述硬脂酸用量为铝粉质量的1-3％，所述乙醇用量为铝粉质量的40-50％，所述石油醚的用量为铝粉质量的13-15％。
30.与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
31.本发明通过使用超声雾化将钙、镧、铈的盐溶液雾化，通过清洁空气携带进入碱液中生成碱性混合物，然后高温形成分散度极为均匀的钙镧铈体系氧化物，可以在钢水中迅速分散提高与硫的接触除去硫。而且本发明利用氢氧化镁和铝粉研磨降低粒度，再使用高温分解形成氧化镁和铝的混合体，加入钢液中，既能保护炉体，避免被钢水侵蚀提高钢的冶炼效率，也能进一步除硫，使得钢中硫含量进一步降低。
具体实施方式
32.下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
33.实施例1
34.一种转炉渣洗脱硫的工艺，在出钢过程中，从观察窗对准钢流搅拌区域加入活灰
粉、复系铝粒，同时进行吹氩搅拌操作；所述活灰粉的用量为钢水质量的0.08％，所述复系铝粒的用量为钢水质量的0.02％；
35.所述活灰粉的制作步骤为：
36.(1)原料混合
37.以质量份计，将30份碳酸钙用盐酸溶解，稀释1倍，加入1份硝酸镧、1份硝酸铈，加入碳酸钙质量1倍的乙醇，搅拌至硝酸镧、硝酸铈完全溶解，继续搅拌20min，密封静置2h；所述盐酸的质量分数为13％；
38.(2)溶液沉淀
39.将上一步骤中的溶液加热到50℃，用超声波雾化器充分雾化，用携带剂将雾化溶液以2m/s的流速流入过量的氢氧化钾溶液中，雾化溶液流入后，用80℃的水蒸气冲洗导入管道，将冲洗后的蒸汽导入氢氧化钾溶液中，将溶液温度体系降低到3℃，以500r/min的速度搅拌20min，将温度升高至60℃，静置20min，取下层沉淀，调节至含水量为20％即可；所述携带剂由压缩机将空气压入氢氧化钙乳浊液中洗涤后得到；所述携带剂与雾化溶液的质量比为5:1；所述氢氧化钾溶液的质量分数为8％；
40.(3)活灰粉制作
41.将上一步骤制得的沉淀和淀粉混合，放置到焙烧炉中，在含氧量11％的环境中加热到800℃，焙烧20min即可；所述沉淀与淀粉的质量比为10:2；
42.所述复系铝粒的制作方式为：
43.(1)原料准备
44.以质量份计，将乙醇和氢氧化钠配成饱和溶液，在饱和溶液中加入硝酸镁，充分混合备用；硝酸镁的用量与氢氧化钠的物质的量之比为3:1；
45.(2)沉淀清洗
46.将上述溶液体系用水稀释3倍，在30℃下充分搅拌20min，在2个标准大气压下煮沸2min，趁热过滤，减压处理得到氢氧化镁；
47.(3)复系铝粒制作
48.将上述氢氧化镁与铝粉、硬脂酸、乙醇、石油醚混合，放置到铝粉球磨机中球磨3h；将研磨后的混合物减压收集溶剂，放置到真空加热皿中，加热到90℃，抽至压强10pa，注入氩气，使得压强升至200pa，将温度升高至900℃，加热20min，即得复系铝粒；
49.所述氢氧化镁用量为铝粉质量的5％，所述硬脂酸用量为铝粉质量的1％，所述乙醇用量为铝粉质量的40％，所述石油醚的用量为铝粉质量的13％；
50.实施例2
51.一种转炉渣洗脱硫的工艺，在出钢过程中，从观察窗对准钢流搅拌区域加入活灰粉、复系铝粒，同时进行吹氩搅拌操作；所述活灰粉的用量为钢水质量的0.085％，所述复系铝粒的用量为钢水质量的0.027％；
52.所述活灰粉的制作步骤为：
53.(1)原料混合
54.以质量份计，将50份碳酸钙用盐酸溶解，稀释1.5倍，加入2份硝酸镧、3份硝酸铈，加入碳酸钙质量2倍的乙醇，搅拌至硝酸镧、硝酸铈完全溶解，搅拌30min，密封静置3h；所述盐酸的质量分数为15％；
55.(2)溶液沉淀
56.将上一步骤中的溶液加热到60℃，用超声波雾化器充分雾化，用携带剂将雾化溶液以3m/s的流速流入过量的氢氧化钾溶液中，雾化溶液流入后，用90℃的水蒸气冲洗导入管道，将冲洗后的蒸汽导入氢氧化钾溶液中，将溶液温度体系降低到5℃，以800r/min的速度搅拌30min，将温度升高至70℃，静置30min，取下层沉淀，用蒸馏水清洗3次即可；所述携带剂由压缩机将空气压入氢氧化钙乳浊液中洗涤后得到；所述携带剂与雾化溶液的质量比为8:1；所述氢氧化钾溶液的质量分数为10％；
57.(3)活灰粉制作
58.将上一步骤制得的沉淀和淀粉混合，放置到焙烧炉中，在含氧量13％的环境中加热到900℃，焙烧30min即可；所述沉淀与淀粉的质量比为10:3；
59.所述复系铝粒的制作方式为：
60.(1)原料准备
61.以质量份计，将乙醇和氢氧化钠配成饱和溶液，在饱和溶液中加入硝酸镁，充分混合备用；硝酸镁的用量与氢氧化钠的物质的量之比为5:1；
62.(2)沉淀清洗
63.将上述溶液体系用水稀释5倍，在35℃下充分搅拌30min，在3个标准大气压下煮沸3min，趁热过滤，减压处理得到氢氧化镁；
64.(3)复系铝粒制作
65.将上述氢氧化镁与铝粉、硬脂酸、乙醇、石油醚混合，放置到铝粉球磨机中球磨5h；将研磨后的混合物减压收集溶剂，放置到真空加热皿中，加热到100℃，抽至压强30pa，注入氩气，使得压强升至300pa，将温度升高至1000℃，
66.所述氢氧化镁用量为铝粉质量的8％，所述硬脂酸用量为铝粉质量的3％，所述乙醇用量为铝粉质量的50％，所述石油醚的用量为铝粉质量的15％；
67.实施例3
68.一种转炉渣洗脱硫的工艺，在出钢过程中，从观察窗对准钢流搅拌区域加入活灰粉、复系铝粒，同时进行吹氩搅拌操作；所述活灰粉的用量为钢水质量的0.083％，所述复系铝粒的用量为钢水质量的0.025％；
69.所述活灰粉的制作步骤为：
70.(1)原料混合
71.以质量份计，将40份碳酸钙用盐酸溶解，稀释1.5倍，加入1份硝酸镧、3份硝酸铈，加入碳酸钙质量1倍的乙醇，搅拌至硝酸镧、硝酸铈完全溶解，搅拌30min，密封静置2h；所述盐酸的质量分数为15％；
72.(2)溶液沉淀
73.将上一步骤中的溶液加热到60℃，用超声波雾化器充分雾化，用携带剂将雾化溶液以3m/s的流速流入过量的氢氧化钾溶液中，雾化溶液流入后，用90℃的水蒸气冲洗导入管道，将冲洗后的蒸汽导入氢氧化钾溶液中，将溶液温度体系降低到3℃，以800r/min的速度搅拌30min，将温度升高至60℃，静置30min，取下层沉淀，用蒸馏水清洗3次即可；所述携带剂由压缩机将空气压入氢氧化钙乳浊液中洗涤后得到；所述携带剂与雾化溶液的质量比为5:1；所述氢氧化钾溶液的质量分数为10％；
74.(3)活灰粉制作
75.将上一步骤制得的沉淀和淀粉混合，放置到焙烧炉中，在含氧量13％的环境中加热到900℃，焙烧20min即可；所述沉淀与淀粉的质量比为10:3；
76.所述复系铝粒的制作方式为：
77.(1)原料准备
78.以质量份计，将乙醇和氢氧化钠配成饱和溶液，在饱和溶液中加入硝酸镁，充分混合备用；硝酸镁的用量与氢氧化钠的物质的量之比为5:1；
79.(2)沉淀清洗
80.将上述溶液体系用水稀释3倍，在35℃下充分搅拌20min，在3个标准大气压下煮沸3min，趁热过滤，减压处理得到氢氧化镁；
81.(3)复系铝粒制作
82.将上述氢氧化镁与铝粉、硬脂酸、乙醇、石油醚混合，放置到铝粉球磨机中球磨5h；将研磨后的混合物减压收集溶剂，放置到真空加热皿中，加热到90℃，抽至压强30pa，注入氩气，使得压强升至200pa，将温度升高至1000℃，加热20min；
83.所述氢氧化镁用量为铝粉质量的8％，所述硬脂酸用量为铝粉质量的1％，所述乙醇用量为铝粉质量的50％，所述石油醚的用量为铝粉质量的13％；
84.对比例设置：
[0085][0086]
试验例1
[0087]
分别按照实施例1-3和对比例1-5操作，检测钢脱硫效果如下：
[0088]
[0089][0090]
△
s代表出钢炉中钢水硫-成品硫，由表可以看出，实施例1-3的脱硫效率最高，本发明方案对于成品钢中硫的去除效果显著。