专利名称：一种钢包在线喷粉脱硫工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶金的钢水炉外精炼技术领域，特别是提供了一种钢包在线喷粉脱硫工艺。
背景技术：
目前炉外精炼钢水脱硫工艺主要有两种一是LF炉造渣脱硫工艺，往钢包中加入石灰、萤石、合成渣等脱硫剂，通过电极通电加热化渣、底吹氩搅拌实现钢渣界面反应脱硫。 加入脱硫剂10 Mkg/t，精炼周期35 45min，电耗35Kwh/t.钢，脱硫率在70%左右。二是KIP、IR-UT单独钢水喷吹脱硫站工艺，即在浸渍罩内用载气将脱硫剂(CaO、CaF2, CaSi 粉)喷入钢水，脱硫剂直接与钢水反应脱硫。处理周期观 35!^11，粉剂消耗 15kg/t，脱硫率在60 70%。LF炉脱硫工艺缺点脱硫剂通过固定位置的溜槽加在了钢水表面，反应速度较慢，处理时间长，精炼周期一般在35 45min，很难与快节奏转炉生产相匹配；温降大，由于处理时间的延长，钢水处理温降较大，为保证浇注温度，必需通电加热，电耗一般大于 35Kwh/t.钢，处理电耗成本就增加近20元/t钢。如按年处理100万吨计算，则需多排放 3. 5万吨(X)2 ；另外石墨电极加热会导致钢水的增碳、增氮问题，造成对钢水的污染。KIP、IR-UT喷粉站工艺缺点建设单独的喷粉脱硫站，需要配套建设相应的烟气除尘设施，投资成本很大；脱硫浸渍罩直径仅为钢包直径的1/3 1/2，还有1/2 2/3钢液面暴露在大气中，喷粉过程中该部分钢液面翻腾将会带来较大温降，也易造成钢液吸氮与二次氧化；浸渍罩需插入钢水中操作，其耐材维护及消耗成本较大；从低碳节能角度来讲， 单独喷粉脱硫站不适用于大规模生产普碳及低合金钢时脱硫工艺，因此国内某大型钢厂引进该工艺后应用也不是很多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢包在线喷粉脱硫工艺，钢水在出钢过程中通过加入小粒状石灰进行渣洗预脱硫后，在精炼站喷枪通过炉盖插入钢水包底部再喷入钝化石灰粉进行脱硫，整个工艺在出钢线上实现。实现了高效、低成本对钢水进行脱硫处理，充分利用已有在线设施，仅增加喷枪及喷吹系统，开发快节奏、低碳节能的钢水脱硫工艺。实现本发明的设备(现场已具备)包括钢包盖升降装置、喷枪、气封装置、喂丝机、钢包、带有除尘口与加料口的钢包盖、底吹透气砖、喷吹罐、喷吹管路等组件。转炉出钢后，装有钢水的钢包放置在出钢线上的钢水车上，钢包上方安装有钢包盖，钢包盖开有喷吹孔和除尘孔。在钢包盖上方设置喷枪、气封装置、喷吹罐、喷吹管路和喂丝机。其中喷枪由带加强肋钢管作为内管，外部采用含耐热钢纤维增强的高铝质浇注料打结，耐火材料 Al2O3彡70%, SiO2 < 5%, CaO^ 1%，耐热钢纤维含量彡4%，体积密度彡2.9g/cm3，喷枪内管直径DN32，采用单孔直筒形枪头，具有强度高、寿命长的特点。本发明可充分利用了现有在线精炼站设施如钢包、钢包车、钢包盖及提升、喂丝机、除尘管路等设备，节省大量设备
3投资。本发明的工艺步骤为(1)转炉出钢时，先往钢包内加入含铝渣料进行钢水脱氧，保证铝含量达到 0. 03 0. 05重量％，提高后续喷粉脱硫率。(2)在钢包内渣洗预脱硫出钢过程中往钢包内加入小粒状石灰，利用出钢过程中钢水的冲击力，将小粒状石灰与钢水充分混合搅拌进行脱硫反应，小颗粒石灰加入量 5 6kg/1钢，颗粒度为3 5mm。(3)调整钢包底吹氩流量钢水中的硫与小颗粒石灰反应，硫进入渣相逐步上浮在钢水表面；此时将钢水通过运输车运输到精炼跨在线精炼站，测温取样后，降下钢包盖， 把底吹氩流量从150 300Nl/min调整到50 100Nl/min，维持1 !Bmin底吹氩。(4)钢包内喷粉脱硫设定喷吹参数后，启动喷粉脱硫装置，开始喷粉脱硫过程。 脱硫过程控制的工艺参数如下1)喷吹参数喷吹压力0. 25 0. 35MPa，载气流量设定35 50Nm7h ；喷吹速度 40 100kg/min ；喷吹脱硫剂4 6kg/t钢水；喷枪距包底300 500mm。2)喷吹粉剂钝化 CaO 粉；CaO 粉剂成分>95% CaO, < 2% MgO, <0.5% H2O ；粉剂粒度95%< 63μπι,100%< 1_。3)喷吹速度40 100kg/min。4)载气氩气，纯度> 99.9%。5)喷粉脱硫温降出钢温度控制在1650 1700°C，喷粉前的平均温度为， 喷粉过程的平均温降为41°C，结束的温度为1567 1587°C。6)脱硫效果对于钢水平均硫含量0. 032%，渣洗和喷粉脱硫工艺可使钢水平均硫含量降到0. 009%,脱硫率70 72% ；5脱硫剂喷完后自动提枪、提包盖。对于铝镇静钢种和低碳硅脱氧钢种，需要喂丝进行氧活度调节时，可在线进行喂丝处理。处理后钢包车开到钢水接收跨送下道工序。本发明的优点本脱硫工艺与传统LF炉脱硫工艺比较，可以减少二氧化碳排放量30 40kg/t 钢。该工艺充分利用现有精炼站在线设施，如钢包、钢包车、钢包盖及除尘设施等，结合转炉出钢良好的动力学条件进行渣洗预脱硫，加上精炼站内喷粉进一步脱硫，钢水的脱硫率达 70%以上，而且使用的脱硫剂仅为简单易得的CaO粉，有效的降低生产和设备成本。由于处理时间短，整个周期在ISmin以内，小于一般常规转炉冶炼周期35min，适合在线布置在转炉出钢线上，实现转炉-在线喷粉-连铸快节奏生产模式。
图1为钢包在线喷粉脱硫工艺实施装置示意图。其中包括钢包盖升降装置1、喷枪 2、气封装置3、喂丝机4、钢包5、带有除尘口与加料口的钢包盖6、底吹透气砖7。
具体实施例方式本发明适用80_300t钢包在线喷粉脱硫工艺。
实例在IOOt转炉车间内钢包在线喷粉脱硫装置上实施。1转炉出钢时，先往钢包内加入含铝渣料进行钢水脱氧，平均铝含量达到0. 03%, 提高后续喷粉脱硫率。2渣洗预脱硫在出钢过程中加入小粒状石灰渣洗预脱硫，小颗粒石灰加入量^g/t钢，颗粒度为3 5mm。3调整底吹氩把底吹氩流量从150 200Nl/min调整到50 75Nl/min，维持1 !Bmin底吹氩。4喷粉脱硫参数控制如下1)喷吹参数喷吹压力0. 27MPa，载气流量设定35Nm7h ；喷吹速度40kg/min ；喷吹脱硫剂^g/t钢水；喷枪距包底300mm。2)喷吹粉剂钝化 CaO 粉；CaO 粉剂成分>95% CaO, < 2% MgO, <0.5% H2O ；粉剂粒度95%< 63μπι,100%< 1_。3)喷吹速度40kg/min。4)载气氩气，纯度> 99.9%。5)喷粉脱硫温降出钢温度控制在1658°C，喷粉前的平均温度为1618°C，喷粉过程的平均温降为41°C，结束的温度为1577°C。6)脱硫效果对于钢水平均硫含量0. 032%，渣洗和喷粉脱硫工艺可使钢水平均硫含量降到0. 009%，脱硫率71. 88% ；5脱硫剂喷完后自动提枪、提包盖，冶炼A42 (1010)钢种时，喂入CaSi线Ukg/ t.钢，钢水氧活度控制在0.0015 0.002%。处理后钢包车开到钢水接收跨送下道工序。
权利要求
1.一种钢包在线喷粉脱硫工艺，其特征在于，工艺步骤为(1)转炉出钢时，先往钢包内加入含铝渣料进行钢水脱氧，保证铝含量达到0.03 0. 05重量％ ；(2)在钢包内渣洗预脱硫出钢过程中往钢包内加入小粒状石灰，利用出钢过程中钢水的冲击力，将小粒状石灰与钢水充分混合搅拌进行脱硫反应，小颗粒石灰加入量5 m^g/t钢，颗粒度为3 5mm;(3)调整钢包底吹氩流量钢水中的硫与小颗粒石灰反应，硫进入渣相逐步上浮在钢水表面；此时将钢水通过运输车运输到精炼跨在线精炼站，测温取样后，降下钢包盖，把底吹氩流量从150 300Nl/min调整到50 100Nl/min，维持1 !Bmin底吹氩；(4)钢包内喷粉脱硫设定喷吹参数后，启动喷粉脱硫装置，开始喷粉脱硫过程；脱硫过程控制的工艺参数如下喷吹参数喷吹压力0. 25 0. 35MPa，载气流量设定35 50Nm7h ；喷吹速度40 100kg/min ；喷吹脱硫剂4 6kg/t钢水；喷枪距包底300 500mm ；喷吹粉剂钝化CaO粉；CaO粉剂成分>95% CaO, < 2% MgO, < 0. 5% H2O ；粉剂粒度95%< 63μπι,100%< Imm ；喷吹速度40 100kg/min ；载气氩气，纯度> 99.9% ；喷粉脱硫温降出钢温度控制在1650 1700°C，喷粉前的平均温度为16^°C，喷粉过程的平均温降为41°C，结束的温度为1567 1587°C ；脱硫效果对于钢水平均硫含量0. 032%，渣洗和喷粉脱硫使钢水平均硫含量降到0. 009 %，脱硫率 70 72 % ；(5)脱硫剂喷完后自动提枪、提包盖。
2.根据权利要求1所述的钢包在线喷粉脱硫工艺，其特征在于，对于铝镇静钢种和低碳硅脱氧钢种，需要喂丝进行氧活度调节时，在线进行喂丝处理；处理后钢包车开到钢水接收跨送下道工序。
全文摘要
一种钢包在线喷粉脱硫工艺，属于钢铁冶金的钢水炉外精炼技术领域。钢水在出钢过程中通过加入小粒状石灰进行渣洗预脱硫后，在精炼站喷枪通过炉盖插入钢水包底部再喷入钝化石灰粉进行脱硫，整个工艺在出钢线上实现。该工艺具有脱硫节奏快，整个周期在18min以内；生产成本低，与传统LF炉脱硫工艺比较，可以减少处理成本约20元/t钢。对于钢水平均硫含量0.032％，经过脱硫工艺可使钢水平均硫含量降到0.009％，脱硫率71.88％。对于大规模处理[S]＜0.01％的普碳及低合金钢种，该工艺具有低碳节能的显著特点。
文档编号C21C7/064GK102559998SQ20121002406
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者张国栋, 张德国, 黄云 申请人:北京首钢国际工程技术有限公司