专利名称：一种利用纳米技术进行铁水钢水高效脱硫的方法
技术领域：
本发明涉及一种对钢液、铁液进行脱硫的工艺方法，具体地说，是一种利用纳米技术实施铁水钢水高效快速脱硫的工艺方法。
背景技术：
现行的钢水铁水脱硫方法一般是在机械、气动、电磁等搅拌下向钢液或铁液包中加入脱硫剂。这些助剂都是普通颗粒剂的组合物，比如粉末状的碳酸钙、氧化钙、氟化钙等按一定比例复配的组合物，或者是钝化镁粉、碳化钙等单一物质。这种方法被众多冶炼企业所采用，并对于提高钢铁冶炼产品质量在一定程度上起到了保证作用。
归纳起来，上述方法具有以下缺陷首先，脱硫剂的利用率普遍较低，这是因为上述助剂的粒径较大，与铁水、钢水的接触面积小，反应不够充分。对多家企业的测算表明，脱硫剂的利用率一般不超过10％。其次，上述原因导致助剂使用量较大，不仅增加了排渣难度，造成严重的环境污染，而且由于大量助剂的加入带来铁水、钢水明显降温的问题，影响冶炼工序的正常工作。最后，为了进一步提高脱硫效果，许多脱硫剂都不同程度地添加了氟化钙等对环境和操作者有害的成分，不符合环保要求。
冶金工作者和冶金辅料专家针对上述一系列问题做了大量研究开发工作，并逐步取得成效，但是，采用现行的思路和方法，已经很难或几乎不可能将钢水、铁水的脱硫处理效果再进行明显的、较大幅度的提高。这一问题日益成为制约钢铁冶炼行业进一步发展的瓶颈。
发明内容
本发明的目的就是克服上述已有技术方法的不足，而提供一种利用纳米技术进行铁水钢水高效脱硫的方法。在基本不提高成本的前提下大幅度减少脱硫剂用量，提高其利用率，改善脱硫效果。
本发明的工艺方法是(1)、将纳米级、准纳米级或超微粉级的脱硫材料在压力悬浮容器中与惰性气体充分混和；(2)、在钢水(铁水)包的底部安装透气砖，并在钢(铁)水表面覆盖一层能吸附脱硫产物、夹杂物和未反应脱硫剂的覆盖剂；(3)、将第(1)步的混合物通过第(2)步的透气砖吹入到钢水(铁水)包，并持续5-15分钟；(4)、单独将惰性气体通过第(2)步的透气砖吹入到钢水(铁水)包，并持续5-20分钟。
具体地说，所述的纳米级、准纳米级或超微粉级的脱硫、材料为纳米级、准纳米级或超微粉级的碳酸钙和氧化钙中的一种或两种；所述的惰性气体为氮气或氩气；所述的透气砖为直通管式或缝隙式透气砖。
本发明对比传统脱硫、脱氧方法，具有以下特点(1)、本技术采用纳米、准纳米或超微粉脱硫剂，通过直通式或缝隙式透气砖，以氮气、氩气等惰性气体为载体，将材料直接吹入到钢液、铁液中进行脱硫。由于纳米材料随惰性气体进入钢(铁)液后，高度弥散，使得助剂与钢(铁)液的接触面积大幅度增加，反应速度大大加快，反应更加充分。(2)、脱硫材料的利用率明显提高，可达70％以上。排渣量明显减少。(3)、由于纳米、准纳米或超微粉材料的粒径小，其熔点得以降低(比如普通碳酸钙粉的熔点为825℃，而纳米碳酸钙在630℃即开始融化)，不仅反应速度得以大幅度提高，钢水、铁水降温也得以控制。(4)、由于纳米、准纳米或超微粉材料和惰性气体气泡的吸附作用，能够高效吸附钢(铁)液中的夹杂物，更有利于钢(铁)液的净化处理，从而在一定程度上提高了钢铁材料的性能。(5)、脱硫效果大幅度提高。(6)、本方法还可以用于LF钢包精炼炉或转炉炼钢，也可以对铜、铝等其他金属材料进行精炼，并可用于金属液体的微合金化处理。
具体实施例方式
(1)、将纳米级、准纳米级或超微粉级的脱硫材料在压力悬浮容器中与惰性气体充分混和；(2)、在钢水(铁水)包的底部安装透气砖，并在钢(铁)水表面覆盖一层能吸附脱硫产物、夹杂物和未反应脱硫剂的覆盖剂；(3)、将第(1)步的混合物通过第(2)步的透气砖吹入到钢水(铁水)包，并持续5-15分钟；(4)、单独将惰性气体通过第(2)步的透气砖吹入到钢水(铁水)包，并持续5-20分钟。
其中，所述的纳米级、准纳米级或超微粉级的脱硫材料为纳米级、准纳米级或超微粉级的碳酸钙和氧化钙中的一种或两种；所述的惰性气体为氮气或氩气；所述的透气砖为直通管式或缝隙式透气砖。
权利要求
1.一种利用纳米技术进行铁水钢水高效脱硫的方法，其特征是(1)、将纳米级、准纳米级或超微粉级的脱硫材料在压力悬浮容器中与惰性气体充分混和；(2)、在钢水(铁水)包的底部安装透气砖，并在钢(铁)水表面覆盖一层能吸附脱硫产物、夹杂物和未反应脱硫剂的覆盖剂；(3)、将第(1)步的混合物通过第(2)步的透气砖吹入到钢水(铁水)包，并持续5-15分钟；(4)、单独将惰性气体通过第(2)步的透气砖吹入到钢水(铁水)包，并持续5-20分钟。
2.根据权利要求1所述的利用纳米技术进行铁水钢水高效脱硫的方法，其特征是所述的纳米级、准纳米级或超微粉级的脱硫、脱氧材料为纳米级、准纳米级或超微粉级的碳酸钙和氧化钙中的一种或两种；所述的惰性气体为氮气或氩气；所述的透气砖为直通管式或缝隙式透气砖。
全文摘要
本发明是一种利用纳米技术进行铁水钢水高效脱硫的方法，(1)将纳米级、准纳米级或超微粉级的脱硫材料与惰性气体充分混和；(2)在钢水(铁水)包的底部安装透气砖，并在钢(铁)水表面覆盖一层能吸附脱硫产物、夹杂物和未反应脱硫剂的覆盖剂；(3)将第(1)步的混合物通过第(2)步的透气砖吹入到钢水(铁水)包；(4)单独将惰性气体吹入到钢水(铁水)包。由于纳米材料随惰性气体进入钢(铁)液后，高度弥散，使得助剂与钢(铁)液的接触面积大幅度增加，反应速度大大加快，反应更加充分。本发明还可以用于LF钢包精炼炉或转炉炼钢，也可以对铜、铝等其他金属材料进行精炼，并可用于金属液体的微合金化处理。
文档编号C21C7/064GK1546691SQ200310117400
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月15日 优先权日2003年12月15日
发明者盛富春 申请人:盛富春