PDF《铁水脱硫用聚渣剂的研制》

《山东冶金》 2005年第2期 铁水脱硫用聚渣剂的研制 张婕,丛玉伟,王淑华 (莱芜钢铁股份有限公司 技术中心,山东 莱芜 271104) 摘要:通过对脱硫后铁渣成分、性能进行研究,研制出一种聚渣剂,有效地解决了镁钙基铁水脱硫中存 在的扒渣难和渣裹铁损大的问题.

加入聚渣剂后脱后铁渣铁损平均由吨铁6.18kg降至1kg以下,同时节约扒 渣时间1/3以上. 关键词:镁钙基脱硫;

聚渣剂;

铁水脱硫;

铁损 中图分类号:TF702+.5 文献标识码:A 文章编号:1004-4620(2005)02-0031-02 Research and Development on Slag Conglomeration Agent Used for Desulphurization of Hot Metal ZHANG Jie, CONG Yu-wei, WANG Shu-hua (The Technology Center of Laiwu Iron and Steel Co.,Ltd., Laiwu 271104, China) Abstract:A new kind of slag conglomeration agent is developed by researching on the composition and performance of ferric cake after desulphurization, which can effectively eliminate the problems of difficult slag removal and large loss of slag binded hot metal in magnesium calcium based desulphurization of hot metal. After adding the slag conglomeration agent, the slag binded hot metal loss is reduced averagely from 6.18kg/t hot metal to below 1kg/t, meanwhile the slag removal time is shortened beyond one third. Key words:magnesium calcium based desulphurization;

slag conglomeration agent;

desulphurization of hot metal;

iron loss

1 前言目前我国铁水脱硫工艺正在迅速推广应用,但普遍存在脱硫后扒渣铁损大、扒渣难的问题,通常混吹 CaO+Mg脱硫工艺渣裹铁损为4.958 kg/t铁.莱芜钢铁股份有限公司炼钢厂(简称莱钢炼钢厂)从2003年12月 开始,运行铁水预脱硫工艺,从生产实践来看,处理后的铁渣同样存在碱度高、流动性差等问题,炉渣散而 碎,不能形成渣系.因而造成扒渣时间长,扒渣过程中大量铁水随着炉渣流失,铁水损失严重,直接影响到 产量及钢铁料消耗指标.为此,决定研制聚渣剂,通过合理调整铁渣碱度,改变脱硫后铁渣粘度,降低渣中 全铁含量,降低铁损.

2 铁水预处理工艺后的铁渣性能研究 目前国内对脱硫后渣的处理多用机械扒渣法.扒渣铁损主要来自两个方面,一是造渣中包裹的金属液 滴,二是扒渣时引起铁水波动使铁水从灌嘴溢出.为解决扒渣难和铁损大的难题,决定从调整铁渣成分以改 善铁渣性能入手. 2.1 脱硫前后炉渣成分 未加聚渣剂时脱硫前后炉渣成分分析见表1. 表1 未加聚渣剂时脱硫前后炉渣成分 % 炉渣 TFe CaO SiO2 Al2 O3 MgO MnO S R 2.2 碱度 脱硫后炉渣二元碱度平均达到5.44,四元碱度平均为3.97.高碱度虽然是脱硫的有利条件,但由此带来 的是炉渣熔点提高.在炉外脱硫温度条件下,铁水温度只有1300~1400爬,在该工艺条件下,大部分CaO无 法溶解,脱硫反应的热力学和动力学条件都较差.因此适当降低炉渣碱度,在改善炉渣性能的同时,对改善 脱硫的渣金界面反应也是有利的.但是为保证炉渣的脱硫能力,(CaO+ MgO)/(SiO2+Al2O3)必须大于 1.05. 2.3 粘度 根据1400爬CaO-SiO2-Al2O3等粘度图,脱前炉渣粘度为4~6Pa.s,加入聚渣剂后的实验渣系粘度值约 0.6~1Pa.s. 铁水渣为酸性渣,熔点不高,但在过热度相当大的区间内粘度很大.随着碱性物(CaO、MgO)的加 入,粘度降低.在(CaO+ MgO)/ SiO2约为0.9~1.1的范围内粘度最小.但如碱性物过多(上述比值大于 1.1),则由于熔点升高,在一定炉温下渣过热度减小而使粘度增高.加入少量的强碱性氧化物,如K2O、 Na2O或较强负离子CaF2,可显著降低炉渣的粘度. 从理论上分析,CaO的加入有利于降低熔点,但脱硫后炉渣中CaO在CaO-SiO2-Al2O3三元系比重中重量 百分比达75%以上,这种高熔点的炉渣在铁水温度下基本呈半固态,大大增加了炉渣的粘度.因此脱硫后铁 渣粘度很高,必须降低CaO的含量. 2.4 熔化温度 由CaO-SiO2-Al2O3相图可知,在铁水温度下三种物质组成的熔点均偏高.根据铁水脱硫后铁渣成分测 算,熔点在1700爬左右,为保证炉渣的流动性必须降低铁渣熔化温度.渣中添加部分CaF2或钡、钾、钠等 氧化物对降低熔点是有效的. 2.5 炉渣表面性质 炉渣的表面性质主要指炉渣的表面张力和渣铁间的界面张力,炉渣表面张力可由各种纯氧化物的表面张 力按各自克分子分数浓度加权求和得到: σt=Σni σi 式中 σt― ― 炉渣表面张力,10-3N/m;