本发明属于铁水预处理领域，具体涉及一种钒钛铁水复合脱硫剂及其制备、使用方法。
背景技术：
硫在生铁中是有害元素，它可以促使铁与碳结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性，并降低铁液的流动性。对于大多数钢种，硫都能使其加工性能和使用性能变坏。一般钢种要求含硫量不得超过0.05％，优质钢种要求含硫量不得超过0.02％～0.03％，超低硫钢种要求含硫量小于0.005％。随着铁水脱硫技术的不断发展，脱硫剂的研制与应用呈现两个基本趋势：一是以石灰基为主的脱硫剂；二是配加石灰、电石、焦炭等的金属镁脱硫剂。为改善环境，在复合脱硫剂中配加工业废渣也将越来越受到重视。在脱硫剂的选购及使用上，将不再单纯追求高脱硫率，而是更多地考虑消耗、渣铁分离的难易程度、技术经济指标以及综合经济效益等。目前，攀钢高炉生产的钒钛铁水，铁水脱硫较难，高炉脱硫能力差，生产的铁水硫含量高。
目前，广泛使用的铁水脱硫方法有两种，一种是在铁水中用耐火材料制成的搅拌叶轮中进行转动，将脱硫剂与铁水充分搅拌混合进行脱硫的机械搅拌脱硫法；另一种是利用喷枪浸人铁水，向铁水中喷入脱硫剂的喷吹脱硫法。喷吹脱硫法分为混合喷吹和复合喷吹，混合喷吹法是将两种或两种以上脱硫粉剂按照一定比例混合好，然后用同一个喷粉罐经喷枪喷入铁水罐进行脱硫，这种方法简单、投资少，缺点是脱硫剂用量配比不易准确控制，脱硫效果不理想，脱硫剂利用率低。复合喷吹是将两种或两种以上脱硫剂用各自专用的喷粉罐，经称量后再输送到同一喷枪中进行喷吹的脱硫工艺，使用复合喷吹的方法进行脱硫，铁损少，能有效提高脱硫剂的利用率，脱硫效果好。复合喷吹脱硫可以降低脱硫成本，满足市场需求。
专利cn1327073公开了一种复合型铁水脱硫剂，该脱硫剂以石灰、电石为主要原料，添加萤石等渣料，进行机械搅拌混合，形成含石灰、萤石等物质的混合物，该脱硫剂是针对普通铁水脱硫所采用的，对于钒钛铁水脱硫由于铁水温度低，流动性差，直接采用上述脱硫剂会造成脱硫剂利用率低，成本高等问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是现有脱硫剂成本高，利用率低，对钒钛铁水脱硫效果差。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种钒钛铁水复合脱硫剂，该脱硫剂中各成分的重量百分比为：cao75～85％，cac23～9％，mg2～8％，na2co35～11％，其余为不可避免的杂质。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂中，钒钛铁水复合脱硫剂为粉末，粉末的粒度≤200目，其中小于250目的粉末不少于80％。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂是由石灰、电石、钝化镁、碳酸钠作为原料，混合而成的粉末。
本发明还提供了上述钒钛铁水复合脱硫剂的制备方法，该方法包括以下步骤：将石灰、电石、钝化镁、碳酸钠分别研磨成粉末，按照上述钒钛铁水复合脱硫剂中各成分的重量百分比进行配料，混合均匀，即得。
本发明还提供了上述钒钛铁水复合脱硫剂的使用方法，该方法以惰性气体为载体，采用浓相输送将钒钛铁水复合脱硫剂通过喷枪喷入钒钛铁水中进行脱硫。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂的使用方法中，钒钛铁水复合脱硫剂的用量为6～11kg/t钒钛铁水。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂的使用方法中，所述喷吹的压力为0.4～0.7mpa，速度为40～60kg/min。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂的使用方法中，钒钛铁水各成分以重量百分含量计为：c4.1～4.8％，mn0.05～0.5％，v0.2～0.4％，si0.03～0.4％，s0.04～0.12％，p0.06～1.0％，ti0.1～0.3％，余量为铁和不可避免的杂质。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂的使用方法中，脱硫前钒钛铁水的温度为1200～1330℃。
本发明的有益效果是：
本发明钒钛铁水复合脱硫剂的成分及其配比实现了脱硫剂在钒钛铁水1200～1330℃的温度范围内具有良好的熔化性能，利于渣铁分离，扒渣之后铁损较低。本发明脱硫剂的成分及其配比增加了脱硫剂的酸碱度，降低了体系中的氧化性，提高了脱硫率，使用本发明的脱硫剂经扒渣处理后的铁水硫含量可降低至0.02％以下。本发明脱硫剂的原料来源广泛，价格低，易加工，实现了钒钛铁水低成本、高效率脱硫，使用本发明脱硫剂具有较高的经济效益，以年产量500万吨的钢铁厂为例，以当前价格计算，可以带来约16800万的经济效益。
具体实施方式
攀钢高炉采用的钒钛铁水脱硫较难，高炉脱硫能力差，生产的钒钛铁水硫含量高。因此，本发明针对钒钛铁水脱硫难度大的特点，设计了一种钒钛铁水复合脱硫剂。下面对本发明的钒钛铁水复合脱硫剂及其制备、使用方法进行详细地描述。
本发明提供了一种钒钛铁水复合脱硫剂，其各成分的重量百分比为：cao75～85％，cac23～9％，mg2～8％，na2co35～11％，其余为不可避免的杂质。
其中，cao75～85％，cac23～9％，mg2～8％，na2co35～11％，该成分及其配比制备得到的钒钛铁水复合脱硫剂增加了脱硫剂的酸碱度，降低了体系中的氧化性，从而提高了脱硫率。
为了增大脱硫剂与钒钛铁水的接触面积，提高脱硫效果，本发明钒钛铁水复合脱硫剂为粉末，粉末的粒度≤200目，其中小于250目的粉末不少于80％。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂是由石灰、电石、钝化镁、碳酸钠作为原料，混合而成的粉末。
本发明脱硫剂中cao、cac2、mg均来源于本领域内常用物质，如cao来源于石灰，mg来源于钝化镁，cac2来源于电石。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂的熔点在钒钛铁水的温度范围能够快速熔化，提高了脱硫剂的利用率。
本发明还提供了上述钒钛铁水复合脱硫剂的制备方法，该方法包括以下步骤：将石灰、电石、钝化镁、碳酸钠分别研磨成粉末，按照上述钒钛铁水复合脱硫剂中各成分的重量百分比进行配料，混合均匀，即得。
此外，本发明还提供了上述钒钛铁水复合脱硫剂的使用方法：该方法以惰性气体为载体，如氮气，采用浓相输送装置将本发明的钒钛铁水复合脱硫剂通过喷枪喷入钒钛铁水中进行脱硫，喷吹的压力为0.4～0.7mpa，速度为40～60kg/min，根据吹喷速度和脱硫剂用量可得到吹喷时间，当脱硫剂喷吹结束，脱硫即完成。
浓相输送是浓相输送装置的简称，是输送粉状物料的一种装置。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂的使用方法中，钒钛铁水复合脱硫剂的用量为6～11kg/t的钒钛铁水。
其中，由于攀钢高炉采用钒钛磁铁矿冶炼的特殊性，铁水脱硫较难，高炉脱硫能力差，生产的铁水硫含量高，本发明中钒钛铁水各成分以重量百分含量计为：c4.1～4.8％，mn0.05～0.5％，v0.2～0.4％，si0.03～0.4％，s0.04～0.12％，p0.06～1.0％，ti0.1～0.3％，余量为铁和不可避免的杂质。
其中，上述钒钛铁水复合脱硫剂的使用方法中，脱硫前钒钛铁水的温度为1200～1330℃。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例中钒钛铁水复合脱硫剂的制备：将石灰、电石、钝化镁、碳酸钠分别研磨成粉末，按照钒钛铁水复合脱硫剂中成分的重量百分比进行配料，混合均匀，即得钒钛铁水复合脱硫剂。
实施例1
本实施例中钒钛铁水复合脱硫剂中各成分的重量百分比为：cao80.2％，cac26.1％，mg4.9％，na2co38.8％，脱硫剂的粒度≤200目，其中小于250目的粉末不少于80％，脱硫剂熔点为1250℃。
采用本实施例钒钛铁水复合脱硫剂进行脱硫。
钒钛铁水的重量为140t，铁水温度为1300℃，喷吹速度为50kg/min，脱硫剂用量为1260kg，喷吹时间为25.2min，钒钛铁水中各成分的重量百分比为：c4.4％，si0.15％，mn0.18％，v0.3％，ti0.25％，p0.07％，s0.075％，余量为铁，处理后铁水硫含量为0.015％，脱硫率为80％，铁损为20kg/t铁。
实施例2
本实施例中钒钛铁水复合脱硫剂中各成分的重量百分比为：cao80％，cac24％，mg6％，na2co310％，脱硫剂的粒度≤200目，其中小于250目的粉末不少于80％，脱硫剂熔点为1240℃。
采用本实施例钒钛铁水复合脱硫剂进行脱硫。
钒钛铁水的重量为141t，铁水温度为1280℃，喷吹速度为45kg/min，脱硫剂用量为1460kg，喷吹时间为32.44min，钒钛铁水中各成分的重量百分比为：c4.6％，si0.13％，mn0.15％，v0.35％，ti0.15％，p0.075％，s0.098％，余量为铁，处理后铁水硫含量为0.020％，脱硫率为79.6％，铁损为21kg/t铁。
实施例3
本实施例中钒钛铁水复合脱硫剂中各成分的重量百分比为：cao83.4％，cac27.5％，mg3.5％，na2co35.6％，脱硫剂的粒度≤200目，其中小于250目的粉末不少于80％，脱硫剂熔点为1300℃。
采用本实施例钒钛铁水复合脱硫剂进行脱硫。
钒钛铁水的重量为146t，铁水温度为1310℃，喷吹速度为55kg/min，脱硫剂用量为1450kg，喷吹时间为26.36min，钒钛铁水中各成分的重量百分比为：c4.3％，si0.11％，mn0.17％，v0.3％，ti0.25％，p0.08％，s0.078％，余量为铁，处理后铁水中硫含量为0.014％，脱硫率为82.1％，铁损为20.5kg/t铁。
对比例1
采用普通石灰，cao为90％，脱硫剂熔点为1600℃，将脱硫剂同样磨到粒度≤200目，参考实施例1中的铁水参数，钒钛铁水的重量为140t，铁水温度为1300℃，钒钛铁水中各成分的重量百分比为：c4.4％，si0.15％，mn0.18％，v0.3％，ti0.25％，p0.07％，s0.075％，余量为铁，喷吹速度为50kg/min，则脱硫剂用量为1600kg，喷吹时间达32min，处理后铁水硫含量达0.025％，脱硫率为66.7％，铁损为30kg/t铁。
对比例2
采用石灰与电石按照3:1比例混合，脱硫剂熔点在1550℃，将脱硫剂同样磨到粒度≤200目，参考实施例1中的铁水参数，钒钛铁水的重量为140t，铁水温度为1300℃，钒钛铁水中各成分的重量百分比为：c4.4％，si0.15％，mn0.18％，v0.3％，ti0.25％，p0.07％，s0.075％，余量为铁，喷吹速度为50kg/min，则脱硫剂用量为1500kg，喷吹时间达30min，处理后铁水硫含量达0.023％，脱硫率为69.33％，铁损为30kg/t铁。虽然仍能满足钢种要求，但是脱硫剂消耗及脱硫效果远不及本发明的脱硫剂。
通过实施例1～3和对比例1～2可知，本发明的钒钛铁水复合脱硫剂的用量小，并且脱硫剂利用率高，铁损低，经本发明脱硫剂脱硫处理后的铁水硫含量可降低到0.02％以下，并且使用本发明脱硫剂具有一定的经济效益，实现了钒钛铁水低成本、高效率脱硫。
使用本发明脱硫剂可以带来一定的经济效益，以年产量500万吨的钢铁厂为例，脱硫剂消耗10kg/t吨钒钛钢铁水，未采用本发明脱硫剂时脱硫渣中含铁150000t，采用本发明铁水脱硫剂后，脱硫渣为165000t，渣中铁含量为90000t，铁水单价为2800元/t，其年经济效益如下：年经济效益＝铁损减少量×铁水单价＝(150000-90000)×2800÷10000＝16800万元。