專利名稱：鐵水脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用惰性氣體向鐵水中噴吹鈍化鎂粒的鐵水爐外脫硫方法，是一種脫硫工藝的改進方法，屬于冶金行業(yè)鐵水爐外預處理技術(shù)領(lǐng)域。
在鐵水脫硫過程中，常用的脫硫劑噴粉給料系統(tǒng)是混噴方式，其設備龐大、復雜、占地面積大，脫硫成本高，鐵水溫降大。還有一種方式如烏克蘭黑色研究所的純噴鈍化鎂供料系統(tǒng)，在噴吹罐裝有流量控制裝置，能均勻地分配鎂粒，可調(diào)節(jié)單位時間內(nèi)鎂的流量，但給料調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)復雜。中國酒泉鋼鐵有限責任公司噴吹鈍化鎂給料系統(tǒng)，如公開號為CN1239741A的專利申請，利用傳統(tǒng)的流態(tài)化噴粉設備調(diào)節(jié)助吹N2壓力、噴粉罐N2壓力及其差值，實現(xiàn)氣體流量和鎂粒流量的控制，給料量和給料速度不能精確控制，給料速度不均勻，鎂粒消耗相對偏高，脫硫反應噴濺較大。
在現(xiàn)有的脫硫工藝中，由于脫硫反應強烈，鐵水和脫硫渣易產(chǎn)生噴濺，為防止噴濺，在鐵水罐上方設置了防濺煙罩，該煙罩由耐火材料砌成，噴濺出來的渣子和鐵水易粘附在煙罩上，需要定期清理，而且粘附層較厚，不易清理，由此造成生產(chǎn)成本加大，生產(chǎn)節(jié)奏緩慢。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種鐵水脫硫方法，其特征是高爐鐵水脫硫過程的具體的工藝步驟為(1)高爐鐵水入鐵水包；(2)往鐵水包內(nèi)噴吹脫硫劑鈍化鎂粒；(3)在鐵水包內(nèi)脫硫；(4)撇渣兌鐵，即將帶渣鐵水倒入渣鐵分離裝置的同時，利用脫硫渣與鐵水的比重差別，實現(xiàn)脫硫浮渣與鐵水的分離，并在渣鐵分離的同時，將純凈鐵水兌入混鐵爐或鐵水包。
在往鐵水包內(nèi)噴吹脫硫劑鈍化鎂粒工序段，脫硫劑加入采用高精度、可自動調(diào)節(jié)供粉量的供料方法實現(xiàn)全過程均勻給料。具體是采用容積式高精度可調(diào)的噴粉設備即脫硫劑給料盤，根據(jù)輸入設定的給料量數(shù)據(jù)，變頻調(diào)速電機自動調(diào)節(jié)給料盤轉(zhuǎn)速，使脫硫劑給料按設定的數(shù)值全過程均勻給料，給料盤實際給料值與設定值相比，誤差小于0.30kg/min。從而實現(xiàn)脫硫劑高精度可調(diào)的全過程均勻給料。
容積式給料盤工作原理見圖3，小料罐1內(nèi)氮氣壓力P1為靜壓力，變頻調(diào)速電機帶動給料盤旋轉(zhuǎn)，當給料盤上受料孔旋轉(zhuǎn)至受料位時，由于P1的作用，受料孔受料；當給料盤上受料孔旋轉(zhuǎn)至卸料位置時，即受料孔與卸料管口重合時，在送料氣和主吹氣的共同作用下，受料孔中鈍化鎂粒進入輸送管道，被輸送入噴槍，進入鐵水包，與鐵水進行脫硫反應。由于給料盤上每個受料孔容積較小，每次受料量較少，因此設計成給料盤上均勻?qū)ΨQ分布若干個給料孔，且給料盤快速旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)給料盤全過程均勻給料。所述的若干個給料孔是指根據(jù)現(xiàn)場需要，自行決定設計成多個給料孔。
在脫硫工序段，在脫硫工作站鐵水罐上方設置水冷煙罩，煙罩上方設置有噴槍液壓夾持器，噴槍從水冷煙罩上方穿過進入鐵水包內(nèi)。所述的水冷煙罩由內(nèi)外兩層組成，水冷煙罩底側(cè)設有供水環(huán)管，分多點向煙罩供冷卻水，冷卻水在煙罩內(nèi)沿固定的通道冷卻煙罩并流向煙罩頂部，從多個出水口流出進入回水管。因為在脫硫過程中易產(chǎn)生鐵水和渣子的噴濺，此結(jié)構(gòu)的作用是有效地防止了鐵水和渣子在煙罩上的粘附，起到免維護的作用。所述的水冷煙罩的多個進出水口是指根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)節(jié)奏的需要決定水口的數(shù)量。
在撇渣兌鐵工序段，是指利用脫硫浮渣與鐵水的比重差別，在同一渣鐵分離裝置內(nèi)，實現(xiàn)脫硫浮渣與鐵水的分離，并且在渣鐵分離的同時，純凈鐵水從渣鐵分離裝置的出鐵口處自動流入混鐵爐或鐵水包，等純凈鐵水流凈后，脫硫渣再倒入渣盆。此方法省略了扒渣工藝，縮短了處理渣鐵分離的時間，而且鐵水溫降小，鐵損少。所述的高爐鐵水渣鐵分離裝置，在裝置內(nèi)部靠近出鐵口端設置有兩道擋渣墻，所述的擋渣墻分為上道擋渣墻和下道擋渣墻。帶渣鐵水倒入渣鐵分離裝置中時，純凈鐵水與浮渣因比重差別，實現(xiàn)浮渣與鐵水的分離，脫硫浮渣被上道擋渣墻擋留在渣鐵分離裝置內(nèi)，不會隨鐵水流出，而純凈鐵水從上道擋渣墻的下通道口進入下道擋渣墻處涌出，再從出鐵口處流出進入下方的流槽，再進入混鐵爐或鐵水包。在下道擋渣墻的下部靠近容器底部內(nèi)襯墻體處設置有殘鐵孔，使殘留在渣鐵分離裝置底部的殘留鐵水流出，減少了鐵損。脫硫渣留在渣鐵分離器內(nèi)，鐵水流凈后，現(xiàn)將渣子倒出。
本發(fā)明鐵水脫硫方法的工藝流程如圖6。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明所述的鐵水爐外脫硫及渣鐵分離方法工藝設備簡單，取消了扒渣工序，既省去了復雜的扒渣設備的投資，還能保證將鐵水中的渣子除盡，而且除渣時鐵損量較扒渣時大為減少。
2、鈍化鎂脫硫劑給料均勻穩(wěn)定、高精度可調(diào)。
3、脫硫效率高，脫硫反應平穩(wěn)，無噴濺，成渣量小，給后道鐵水和脫硫渣分離創(chuàng)造了便利條件。
4、脫硫噴吹站采用水冷煙罩，生產(chǎn)過程中煙罩不粘渣和鐵水，使用壽命長，免維護。
5、縮短了脫硫時間，整個工藝過程所需時間較傳統(tǒng)工藝縮短了8-10分鐘以上。
6、由于處理周期縮短，鐵水溫降大為減少。
7、本發(fā)明具有投資省、工藝流程簡單、生產(chǎn)運行成本低、易于維護的特點。
圖3是本發(fā)明的鐵水脫硫方法的給料器工作示意圖；圖4是本發(fā)明的鐵水脫硫方法的給料盤工作示意圖；圖5是本發(fā)明的鐵水脫硫方法的水冷煙罩工作示意圖；圖6是本發(fā)明的鐵水脫硫方法的流程圖。
1—小料罐 2—鈍化鎂粒 3—變頻電機4—給料器 5—液壓夾持器 6—噴槍7—水冷煙罩 8—鐵水罐 9—脫硫渣10—上道擋渣墻11—下道擋渣墻 12—殘鐵孔13—渣鐵分離裝置 14—出鐵口 15—純凈鐵水16—混鐵爐17—鐵水包 18—軸19—給料盤20—給料閥 21—傳動機構(gòu)22—給(受)料孔23—回水管 24—進水管25—除塵孔26—噴槍孔 27—輸送管道28—流槽 29—卸料管本發(fā)明的工作過程為將粒度為0.3～1.5mm的鈍化鎂粒2加入到帶有稱量顯示的噴粉小料罐1，噴粉用載體氣體為氮氣，罐內(nèi)氮氣壓力P1為0.2-0.25Mpa，根據(jù)鐵水量和原始硫含量，目標硫含量，在噴粉小料罐1上設定總噴粉量、噴粉流量和噴吹時間，由變頻調(diào)速電機3根據(jù)輸入的給料量數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)給料盤19的轉(zhuǎn)速，變頻調(diào)速電機3帶動給料盤19旋轉(zhuǎn)，當給料盤19上受料孔22旋轉(zhuǎn)至受料位時，由于P1的作用，受料孔22受料；當給料盤19上受料孔22旋轉(zhuǎn)至卸料位置時，即受料孔22與卸料管口29重合時，在送料氣(壓力P2為0.25-0.35Mpa)和主吹氣(壓力P3為0.25-0.35Mpa)的共同作用下，受料孔22中鈍化鎂粒2進入輸送管道27，再被輸送入噴槍6。由于給料盤19上每個受料孔22容積較小，每次受料量較少，因此設計成給料盤19上均勻?qū)ΨQ分布12個規(guī)格相同的給料孔22。當給料盤19快速旋轉(zhuǎn)時，給料盤實現(xiàn)全過程均勻給料。給料盤的給料誤差與給定值相比小于0.30kg/min。
在脫硫工作站鐵水罐8上方設置水冷煙罩7，煙罩7上方設置有噴槍液壓夾持器5，噴槍6從水冷煙罩7上方穿過進入鐵水罐8內(nèi)。所述的水冷煙罩7由內(nèi)外兩層組成，水冷煙罩7底側(cè)設有供水環(huán)管24，分四點向煙罩7供冷卻水，冷卻水在煙罩7內(nèi)沿固定的通道冷卻煙罩7并流向煙罩頂部，從四個出水口流出進入回水管23。因為在脫硫過程中易產(chǎn)生鐵水和渣子的噴濺，此結(jié)構(gòu)的作用是有效地防止了鐵水和渣子在煙罩上的粘附，起到免維護的作用。
當噴槍6下降時，助吹氮氣接通，其壓力P4為0.2-0.25Mpa，以防噴槍6在插入鐵水罐8的過程中被鐵水堵塞，噴槍6到達噴吹位，即噴槍底部與鐵水罐8底內(nèi)表面相距200mm--400mm時，主吹氮氣P3開通，助吹氮氣P4關(guān)閉，給定流量的鈍化鎂粒2進入鐵水罐8進行鐵水脫硫，罐內(nèi)脫硫反應平穩(wěn)。噴槍6到噴吹位后，固定水冷煙罩7上方液壓夾持器5固定把持噴槍6，以防噴槍6在脫硫過程中竄動。給定鎂粉量噴完后，助吹氮氣開通，主吹氮氣關(guān)閉，液壓把持器5自動打開，開始自動提起噴槍6，噴槍6到達待吹位后，助吹氮氣關(guān)閉。脫硫后將鐵水罐8吊至渣鐵分離裝置13的上方，帶渣鐵水倒入渣鐵分離裝置13內(nèi)，利用鐵水15和脫硫浮渣9的比重差別，實現(xiàn)鐵水和渣子的自動分離。帶渣鐵水倒入渣鐵分離裝置13中時，在裝置內(nèi)部靠近出鐵口17端設置有兩道擋渣墻，擋渣墻分為上道擋渣墻10和下道擋渣墻11。脫硫浮渣9被上道擋渣墻10擋留在渣鐵分離裝置13內(nèi)，不會隨鐵水流出，而純凈鐵水15從上道擋渣墻10的下通道口進入下道擋渣墻11處涌出，再從出鐵口14處流出進入下方的流槽29，再進入混鐵爐10或煉鋼鐵水包11。在下道擋渣墻11的下部靠近容器底部處設置有殘鐵孔12，使殘留在渣鐵分離裝置底部的殘留鐵水流出，減少了鐵損。脫硫渣9留在渣鐵分離器13內(nèi)，鐵水流凈后，再將渣子倒出。
表1是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的生產(chǎn)試驗結(jié)果，共有6個實施例，可以從中看出脫硫效果和給料精度以及鐵水溫降數(shù)據(jù)。
從表1可以看出，本發(fā)明的脫硫效果良好，平均脫硫率達87.5％，最高的一次達91.89％。脫硫后終點硫達到了深脫硫的效果；噴粉流量控制精度平均達±0.17kg/min；在脫硫過程中鐵水溫降很小，平均只有7.2℃，有利于下道煉鋼工序。從試驗過程分析，在噴粉時，鐵水包中鐵水量應當穩(wěn)定，否則在生產(chǎn)中難以及時調(diào)節(jié)噴槍行程。
表1鐵水噴鎂粒脫硫試驗記錄

權(quán)利要求
1.一種鐵水脫硫方法，其特征是高爐鐵水脫硫過程的具體的工藝步驟為(1)高爐鐵水入鐵水包；(2)往鐵水包內(nèi)噴吹鈍化鎂粒；(3)在鐵水包內(nèi)脫硫；(4)撇渣兌鐵，即將帶渣鐵水倒入渣鐵分離裝置的同時，利用脫硫渣與鐵水的比重差別，實現(xiàn)脫硫浮渣與鐵水的分離，并在渣鐵分離的同時，將純凈鐵水兌入混鐵爐或鐵水包。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵水脫硫方法，其特征在于脫硫劑鈍化鎂粒的加入采用高精度、可自動調(diào)節(jié)供粉量的供料方法實現(xiàn)全過程均勻給料。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵水脫硫方法，其特征在于脫硫后的帶渣鐵水倒入渣鐵分離裝置時，利用脫硫浮渣與鐵水的比重差別，在同一渣鐵分離裝置內(nèi)，脫硫浮渣與鐵水分離，并且在渣鐵分離的同時，純凈鐵水從出鐵口處自動流出，進入混鐵爐或鐵水包，而脫硫浮渣被擋留在渣鐵分離裝置內(nèi)，等純凈鐵水流凈后，脫硫渣再倒入渣盆。
4.如權(quán)利要求1所述的鐵水脫硫方法，其特征在于在脫硫工作站鐵水罐上方設置水冷煙罩，煙罩上方設置有噴槍液壓夾持器，噴槍從水冷煙罩上方穿過進入鐵水包內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的鐵水脫硫方法，其特征在于所述的水冷煙罩由內(nèi)外兩層組成，水冷煙罩底側(cè)設有供水環(huán)管，分多點向煙罩供冷卻水，冷卻水在煙罩內(nèi)沿固定的通道冷卻煙罩并流向煙罩頂部，從多個出水口流出進入回水管。
6.如權(quán)利要求1或2所述的鐵水脫硫方法，其特征在于脫硫劑給料器給料誤差與給定值相比小于0.30kg/min。
7.如權(quán)利要求1或2所述的鐵水脫硫方法，其特征在于小料罐內(nèi)氮氣壓力P1為靜壓力，變頻調(diào)速電機帶動給料盤旋轉(zhuǎn)，當給料盤上受料孔旋轉(zhuǎn)至受料位時，由于P1的作用，受料孔受料；當給料盤上受料孔旋轉(zhuǎn)至卸料位置時，即受料孔與卸料管口重合時，在送料氣和主吹氣的共同作用下，受料孔中鈍化鎂粒進入輸送管道，被輸送入噴槍，進入鐵水包，鈍化鎂粒與鐵水進行脫硫反應。
8.如權(quán)利要求1、2或6或7所述的鐵水脫硫方法，其特征在于所述的給料盤上均勻?qū)ΨQ分布若干個給料孔，且給料盤快速旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)給料盤全過程均勻給料。
全文摘要
本發(fā)明是一種鐵水脫硫方法，是一種改進后的高爐鐵水爐外脫硫生產(chǎn)工藝，改變了以往冶金工業(yè)高爐鐵水爐外脫硫的工藝流程。本發(fā)明脫硫劑鈍化鎂粒的加入采用高精度、可自動調(diào)節(jié)供粉量的供料方法實現(xiàn)全過程均勻給料，在噴吹脫硫劑工序中在鐵水罐的上方設置水冷煙罩，可有效防止脫硫浮渣和鐵水的粘附，脫硫后在同一渣鐵分離裝置內(nèi)實現(xiàn)渣鐵分離，同時將純凈鐵水兌入混鐵爐或鐵水包，省略了現(xiàn)有技術(shù)中的扒渣工序。本發(fā)明將扒渣工序和兌鐵工序合二為一，僅通過噴吹鈍化鎂粒、脫硫、撇渣兌鐵等工序就實現(xiàn)了脫硫及渣鐵分離。本發(fā)明具有投資省、工藝流程簡單、生產(chǎn)運行成本低、易于維護的特點，具有良好的推廣應用前景。
文檔編號C21C1/02GK1417352SQ0214851
公開日2003年5月14日 申請日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月12日
發(fā)明者賈寧辰, 刁岳川, 李有龍, 黃晶, 肖二兵, 吳小江, 向華, 王朝東 申請人:南京鋼鐵集團有限公司