專利名稱：包內(nèi)鐵水精煉方法及實施該法所需的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬黑色冶金范疇，尤其涉及一種在鐵水包內(nèi)進行爐外處理鐵水脫硫的包內(nèi)鐵水精煉方法及實施該法所需的設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知有用粉末狀物料為鐵水脫硫的方法，比如用鎂或者鎂基混合物(含石灰、碳化鈣、白云石，及其它添加成份)，混合物能提高包頂渣容留硫的的能力(硫容)，實現(xiàn)上述方法所用的設(shè)備(見圖1)包括帶給料器O01)的計量器(101)、噴注脫硫劑和監(jiān)控給料系統(tǒng)(301)、潛入式耐火噴槍及其以金屬材料制成的管狀內(nèi)通道001)、移動噴槍用的噴槍桿(501)、脫硫劑供料管路(601)(連接噴槍和計量給料器)、鐵水包防濺罩(701)，除塵罩 (801)和控制臺參見沃倫諾娃H. A.《用鎂為鐵水脫硫》，-M ；《冶金》，-1980-177 178頁， 208 211頁。鐵水包的容量決定著內(nèi)裝鐵水的深度以及相應的鎂汽化可能性，因而也決定了在噴槍通道出口帶一個汽化室(對160t以下鐵水包而言)或者不帶汽化室(對大容量鐵水包而言)。盡管這種方法和設(shè)備正在被大規(guī)模采用，但用起來還是有一定的缺點，擇其要者有1、脫硫劑未被充分吸收，與此相關(guān)的是直接用到脫硫上的利用率與極限可能利用
率還有差距；2、處理期間鐵水溫降明顯，決定性的因素中包括鐵水處理持續(xù)時間長短；3、以鐵粒形態(tài)進入渣而在結(jié)束處理后隨扒渣丟掉的鐵損失頗大。鑒于上述，消除這些缺點保證獲取新效益便是本發(fā)明要解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種能提高脫硫劑直接用于除硫的利用率，減少熱損失，縮減渣中鐵粒的數(shù)量以提高合格鐵水產(chǎn)出率的包內(nèi)鐵水精煉方法及實施該法所需的設(shè)備。為達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種包內(nèi)鐵水精煉方法，通過外有耐火襯內(nèi)有金屬管的噴槍，采用惰性氣體射流方式將粉末狀脫硫劑噴吹入鐵水包中進行脫硫，脫硫過程是在向熔體中施加低壓電勢情況下進行的。作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明建立低壓電勢的途徑是從電源器的一極通過噴槍向噴槍出口所在位置的鐵水空間施加電流，而所述電源器的另一極則通過潛入鐵水中的導電電極提供電流。作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明先將所述導電電極潛入鐵水中，在完成吹煉的前半程后將電極移入渣層中施加電流。進一步地，本發(fā)明先將所述導電電極潛入鐵水中并在鐵水高度的5 15%深度內(nèi)，在完成吹煉的前半程后，將導電電極移入渣層中并處在渣層高度的0. 4 0. 6深度內(nèi)， 在電源器上電壓值10 60V情況下施加電流。更進一步地，本發(fā)明加電流制度與加脫硫劑制度相協(xié)調(diào)(β aazibhemiuem OCyLHeCTB/lflKDT QQ β P e >κ η μ e corjracoBaHHOM c nOflaHeil
P e a r e H T a .)，始于噴槍潛入熔體上界限的瞬間而終于脫硫劑噴注后的20 120秒。另外，本發(fā)明在施加電流的末尾階段，在其5 20%的時間長度上轉(zhuǎn)換電流的極性。其次，本發(fā)明在吹煉的后半程，向鐵水包渣中添加可提高硫容及電導率的物料。再次，本發(fā)明所述可提高硫容及電導率的物料為石灰-碳顆?；驁F塊。一種上述包內(nèi)鐵水精煉方法所需設(shè)備，它包括電源器、計量罐、帶有金屬管的噴槍、鐵水包及導電電極；所述電源器的一極與噴槍中的金屬管相接，其另一極與導電電極的端口相接；所述噴槍及導電電極置入鐵水包內(nèi)。作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明還可設(shè)有信號調(diào)理電路；所述電源器的端口接信號調(diào)理電路的電源傳輸端口 ；所述噴槍中的金屬管及導電電極的端口分別與信號調(diào)理電路的信號傳輸端口相接。進一步地，本發(fā)明在所述鐵水包的上部可固定配有輔助脫硫劑加注罐體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點通過潛入到鐵水深處的噴槍在其出口部位導入電流，由于加快了電子的導入或?qū)С鏊俣?，從而強化了勢能對脫硫反應化學分量的作用。載氣氣泡在脫硫劑供料區(qū)的有效攪拌，在強化流體動力學交換過程的同時把精煉過程從分散狀態(tài)交換轉(zhuǎn)化為能動狀態(tài)交換， 這就有助于把包內(nèi)整個鐵水空間都吸引到脫硫過程中來，最終是加快了脫硫作業(yè)，保證了減少溫度損失和提高了脫硫劑的利用率。在吹煉前半程把電極的下端直接放到鐵水中是因為，此時的爐渣尚未被感應或者僅僅初步成形，而且由于粉末狀脫硫劑還未充分溶解，鐵水的流淌度尚不足以使渣的各個組份都積極的參加到脫硫過程中來。直接在渣中有一個電極就吸引了渣系進入到精煉過程中來，并由于電流的極性對充電離子或絡(luò)合物的作用，保證了把金屬中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)入到并固定在爐渣中。在脫硫劑加料前或加料后一定期間內(nèi)接通電流，由于放熱的緣故，有助于減少噴槍出口鐵水凝結(jié)，防止了出口截面變小和脫硫劑流量縮減。加電流的最短時間值取決于電流作用的實際開始出現(xiàn)，而最大時間值則決定了隨著時間的延長上述作用效果下降，之后再繼續(xù)加電流便已經(jīng)不再必要了。向渣中添加調(diào)整物料不僅可提高爐渣容納硫的能力和充分使鐵水脫硫精煉，還為提高渣的電導率提供了可能，這是更有效利用電勢功率的條件，也是降低電能費用的前題。在過程末尾階段轉(zhuǎn)換極性的目的是改變渣的物理、化學特性(粘度，表面張力)， 渣中金屬粒的數(shù)量就取決于渣的物化特性，因而合格鐵水的產(chǎn)出率也取決于此。極限電壓值(10 60V)的選擇則是由于指標低于最小值(10V)時電勢的作用顯示很弱，而超過最大值時(60V)則受限于人員的安全條件。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的保護范圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。圖1為未采用低壓電勢的噴吹脫硫劑鐵水脫硫裝置原理圖；圖2為采用低壓電勢的噴吹脫硫劑鐵水脫硫裝置原理圖。圖中1為電源器；2為噴槍；3為金屬管；4為鐵水包；5為熔體；6為導電電極；7 為渣層；8為監(jiān)控檢測元件；9為穩(wěn)流電阻；10為連接電纜；11為計量罐；12輔助脫硫劑加
注罐體。
具體實施例方式本發(fā)明考慮了在鐵水包中進行脫硫過程的特點，S卩，采用氣體射流供應脫硫劑，射流除了輸送功能以外，還強化對包內(nèi)鐵水的攪拌，從而加快換質(zhì)換熱過程和精煉過程。為解決這一課題特提出了本方法，包括采用載氣射流通過潛入式噴槍(噴槍體內(nèi)置入-金屬導管)把脫硫劑供入到鐵水中。該法的不同之處在于進行脫硫時在鐵水中施加一個低壓電勢，形成電勢辦法是從電源的一個極通過噴槍向噴槍出口所在部位的鐵水空間給出一個電流，而從另一個極則通過一個導電電極(將其潛入鐵水深度的5 15% )給出電流，然后，在完成吹煉前半程之后，將其移向渣中處于渣層高度的0.4 0.6的水平上。加電流時電源器電壓值10 60V，加電流的制度與加脫硫劑制度相協(xié)調(diào)(β Aa^bHeiiiueMocym,ecTB^aK)Tee B ρ e >κ η μ e COrJTaCOBaHHOM c Π Oflaneii peareHTa.),開始于噴槍沒進■的瞬
間，結(jié)束于加完脫硫劑后20 120秒，優(yōu)選為20 60秒。本發(fā)明開始加電流和開始供料的時間點(起點)最好不重合，加電流要早些。供料結(jié)束的時間點比電流停供時間點早20 120 秒。本發(fā)明電壓可以在指出的范圍內(nèi)(20 60V)變化，同時與供料制度相適應，而脫硫劑加料制度原則上是可以變化的(比如，加料量逐漸加大，然后又減少)。該法的特點還在于，在加電流的末尾階段，在加電流時間長度的5 20%時改變電流的極性，而在吹煉的后半程向包中加入能增大渣的硫容同時又能提高渣導電率的物料，比如石灰-碳素礦球。該法設(shè)備的不同之處在于，噴槍以及槍內(nèi)的導電管路與設(shè)備的金屬構(gòu)件和車間的金屬結(jié)構(gòu)實行電絕緣，而向鐵水施加電流和之后的移動電流采用的是專用電極，即用導電率高的材料(比如石墨，鐵碳合金)制成的棒狀電極。設(shè)備的差別還在于，給設(shè)備補充安裝了用以記錄過程電參數(shù)的檢測裝置和調(diào)整電極位置的裝置，還裝備了穩(wěn)流電阻用于短路報
Sfc目。本發(fā)明所描述的設(shè)備和該法的實質(zhì)均以圖(見圖2)說明。本發(fā)明設(shè)備包括一個電源器1，它通過一個極與電絕緣的加料噴槍2和穿過槍體的金屬管3相連接，金屬管3被引到處在鐵水包4中的鐵水(熔體)5中，引入深度為噴槍出口所在的位置。電源器1的另一極接一個導電電極6，電極的下端放到渣層或者金屬層7中。設(shè)備還包括一個監(jiān)控檢測元件8 (用于監(jiān)控過程的電參數(shù))，一個調(diào)節(jié)電極位置的裝置和一些能進行短路報警的穩(wěn)流電阻9，連接電纜10，計量罐11，把補充輔助脫硫劑直接輸入鐵水包中的輔助脫硫劑加注罐體12。I-對應第一階段電極插入渣層中的布置位置；II-對應第二階段電極插入金屬液中的布置位置。本發(fā)明設(shè)備的工作方式如下裝有鐵水的鐵水包放置到處理位之后，把噴槍2插入鐵水同時供出帶料的載氣。當噴槍接觸熔體上界限的一剎那即接通電流，而后供電流制與脫硫劑供料制度協(xié)調(diào)一致。之后隨著噴槍的移動，電極也一起同時移動，潛入到鐵水高度的5 15%的深度。接下來，根據(jù)檢測儀表的讀數(shù)利用一個移位裝置改變電極的位置，將其提到渣層厚度的0. 4 0. 6的高度。脫硫劑噴注完畢之后，提槍，這時電流供應還要持續(xù) 20 120秒，優(yōu)選為20 60秒。根據(jù)我們提出的這個方法，在供給電流的末尾階段在供電時間長度的5 20%時進行一次或兩次轉(zhuǎn)換噴吹槍上電流的極性，而在吹煉的后半程則向渣中加5 10kg/t鐵的調(diào)整料，一方面增大渣的硫容，另一方面提高渣相的導電率。實施該法建議采用的設(shè)備與眾不同的特點是有潛入到熔體金屬部分的導電噴槍， 它連接到電源的一個極上把電流引到噴槍出口所在區(qū)域。電源的另一個極接到用高電導材料制成的電極上。為排除電能損失和保證車間人員和設(shè)備的工作安全，噴槍與導電線路實行電絕緣，而供電系統(tǒng)組成中則引入穩(wěn)流電阻。設(shè)備的工作情況如下裝滿鐵水的鐵水包放置到位后，噴槍即下插到鐵水深處的工作位置。在噴槍與熔體表面接觸之前瞬間，預先接通載氣供應。而噴槍下端接觸熔體表面的瞬間接通電流，然后過10 60秒在噴槍頭抵達工作位置瞬間開始按采用的制度加脫硫劑。上述時間段實際上取決于噴槍頭從熔體表面移動到工作位置開始供料所用的時間長度。這一時間長度可隨鐵水包容積(高度)、執(zhí)行機構(gòu)的速度等因素不同而變化。加脫硫時，施加電流的制度應與加脫硫劑的制度相協(xié)調(diào)。在作業(yè)的后半程，向渣上添加能提高渣硫容和電導率的配料(比如石灰-碳顆?；驁F塊)，添加量為5 10kg/t鐵。下限添加量的理由是出現(xiàn)了明顯的效率，而上限添加量則取決于熔體的熱力學條件，熔體過度冷卻會使渣由均勻狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷鶆驙顟B(tài)，而渣的非均勻狀態(tài)又使精煉過程的效率變差。在作業(yè)后半程的某個時刻(觀察過程的進展情況確定)進行一次或者兩次變換噴槍上的電流極性，根據(jù)粘度和流動性讀數(shù)判斷使渣已達到必要的狀態(tài)，這種狀態(tài)下保證渣中金屬粒最少，并因此合格金屬的產(chǎn)出率也下降得最小。結(jié)束供料后20 120秒停止施加電流。鐵水脫硫操作時間表
權(quán)利要求
1.一種包內(nèi)鐵水精煉方法，通過外有耐火襯內(nèi)有金屬管C3)的噴槍O)，采用惰性氣體射流方式將粉末狀脫硫劑噴吹入鐵水包中進行脫硫，其特征在于，脫硫過程是在向熔體(5)中施加低壓電勢情況下進行的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包內(nèi)鐵水精煉方法，其特征在于建立低壓電勢的途徑是從電源器(1)的一極通過噴槍O)向噴槍出口所在位置的鐵水空間施加電流，而所述電源器 (1)的另一極則通過潛入鐵水中的導電電極(6)提供電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包內(nèi)鐵水精煉方法，其特征在于先將所述導電電極(6)潛入鐵水中，在完成吹煉的前半程后將電極移入渣層(7)中施加電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的包內(nèi)鐵水精煉方法，其特征在于先將所述導電電極(6)潛入鐵水中并在鐵水高度的5 15%深度內(nèi)，在完成吹煉的前半程后，將導電電極(6)移入渣層(7)中并處在渣層高度的0.4 0.6深度內(nèi)，在電源器(1)上電壓值10 60V情況下施加電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的包內(nèi)鐵水精煉方法，其特征在于加電流制度與加脫硫劑制度相協(xié)調(diào)，始于噴槍(2)潛入熔體(5)上界限的瞬間而終于脫硫劑噴注后的20 120秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5之任一所述的包內(nèi)鐵水精煉方法，其特征在于在施加電流的末尾階段，在其5 20%的時間長度上轉(zhuǎn)換電流的極性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的包內(nèi)鐵水精煉方法，其特征在于在吹煉的后半程，向鐵水包渣層(7)中添加可提高硫容及電導率的物料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的包內(nèi)鐵水精煉方法，其特征在于所述可提高硫容及電導率的物料為石灰-碳顆?；驁F塊。
9.一種如權(quán)利要求8所述的包內(nèi)鐵水精煉方法所需設(shè)備，包括鐵水包0)、計量罐(11) 及帶有金屬管⑶的噴槍O)，其特征在于，還包括電源器⑴及導電電極(6)；所述電源器(1)的一極與噴槍O)中的金屬管(3)相接，其另一極與導電電極(6)的端口相接；所述噴槍O)及導電電極(6)置入鐵水包內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的包內(nèi)鐵水精煉方法所需設(shè)備，其特征在于還設(shè)有信號調(diào)理電路；所述電源器(1)的端口接信號調(diào)理電路的電源傳輸端口 ；所述噴槍O)中的金屬管(3)及導電電極(6)的端口分別與信號調(diào)理電路的信號傳輸端口相接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的包內(nèi)鐵水精煉方法所需設(shè)備，其特征在于在所述鐵水包(4)的上部固定配有輔助脫硫劑加注罐體(12)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的包內(nèi)鐵水精煉方法所需設(shè)備，其特征在于所述導電電極 (6)為高電導率棒狀電極。
全文摘要
本發(fā)明屬黑色冶金范疇，尤其涉及在鐵水包內(nèi)進行爐外處理鐵水脫硫的包內(nèi)鐵水精煉方法及實施該法所需的設(shè)備，其脫硫過程是在向熔體(5)中施加低壓電勢情況下進行的；建立低壓電勢的途徑是從電源器(1)的一極通過噴槍(2)向噴槍出口所在位置的鐵水空間施加電流，而所述電源器(1)的另一極則通過潛入鐵水中的導電電極(6)提供電流；先將導電電極(6)潛入鐵水中并在鐵水高度的5～15％深度內(nèi)，在完成吹煉的前半程后，將導電電極(6)移入渣中并處在渣層高度的0.4～0.6深度內(nèi)，在電源器(1)上電壓值10～60V情況下施加電流。本發(fā)明能提高脫硫劑直接用于除硫的利用率，減少熱損失，縮減渣中鐵粒的數(shù)量以提高合格鐵水產(chǎn)出率。
文檔編號C21C1/02GK102212638SQ20111012221
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者А·Ф·舍甫欽柯, В·И·博爾沙科夫, ?！ぇ丁づ晾麃喛品? С·И·謝梅金, 劉東業(yè) 申請人:劉東業(yè)