一種脫硫脫磷劑和半鋼同時脫硫脫磷的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脫硫脫磷劑，其中，該脫硫脫磷劑含有石灰、鈉鹽和螢石；相對于100重量份的石灰，所述鈉鹽的含量為5-30重量份，所述螢石的含量為5-20重量份。本發(fā)明還公開了一種半鋼同時脫硫脫磷的方法，該方法包括：在熔融狀態(tài)的半鋼中加入脫硫脫磷劑進行脫硫脫磷，其中，所述脫硫脫磷劑為上述脫硫脫磷劑。通過上述技術(shù)方案，縮短了對半鋼脫硫和脫磷的處理時間，處理結(jié)束后半鋼溫將小，節(jié)省了總的投料量，降低了對環(huán)境的污染。另外，由于在脫硫的同時進行脫磷，不再需要額外的設(shè)備投資，節(jié)省了操作步驟以及處理成本。
【專利說明】一種脫硫脫磷劑和半鋼同時脫硫脫磷的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種脫硫脫磷劑，以及一種半鋼同時脫硫脫磷的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，對鋼材的質(zhì)量要求越來越高。而硫和磷是鋼中最主要的有 害雜質(zhì)元素，會大大降低鋼材的性能，因此，對于低硫、低磷鋼的需求不斷增長。
[0003] 目前，在先進的鋼鐵工業(yè)國家，特別是日本，對鐵水預(yù)處理工藝進行了大量的研 究，工藝技術(shù)成熟。我國先進鋼廠如寶鋼、武鋼等，也應(yīng)用了鐵水預(yù)處理技術(shù)，并且其脫硫工 藝已基本成熟。
[0004] 1980年以來，針對鐵水預(yù)脫磷問題，開發(fā)了各種處理方法，最具代表性的有兩種： 一種是在盛鐵水的鐵水包或魚雷罐中進行脫磷，另一種是在轉(zhuǎn)爐內(nèi)進行鐵水脫磷預(yù)處理， 這兩種方法均得到了工業(yè)應(yīng)用。兩種方法的脫磷劑組成均主要為：相對于1〇〇重量份的石 灰，三氧化二鐵為110重量份，螢石為29重量份。
[0005] 但鐵水包或魚雷罐脫磷主要有溫降較大、吹氧補償溫降時噴濺又特別嚴重，鐵水 處理時間長影響生產(chǎn)運行、且容易造成環(huán)境污染(螢石中含氟量較高，對環(huán)境污染比較嚴 重）等問題，應(yīng)用情況不理想。轉(zhuǎn)爐內(nèi)進行鐵水脫磷預(yù)處理的設(shè)備投資較大，處理時間也較 長。
[0006] 因此，亟需開發(fā)一種對鐵水處理時間短、溫將小、對環(huán)境污染小且成本低的對半鋼 進行脫硫和脫磷的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有半鋼脫硫和脫磷的技術(shù)中，對鐵水處理時間長、溫 將大、對環(huán)境污染大且成本高的缺陷，提供一種對鐵水處理時間短、溫將小、對環(huán)境污染小 且成本低的脫硫脫磷劑，以及使用該脫硫脫磷劑對半鋼進行同時脫硫脫磷的方法。
[0008] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究中意外地發(fā)現(xiàn)，將含有石灰、鈉鹽和螢石的混合物料添加 到熔融的半鋼中，并且相對于1〇〇重量份的石灰，所述鈉鹽的含量為5-30重量份，所述螢石 的含量為5-20重量份時，所述混合物料不但能夠?qū)Π脘撈鸬搅己玫拿摿蜃饔?，還能夠?qū)Π?鋼中的磷進行有效地脫除，起到了意料不到的同時脫硫脫磷的效果，大大縮短了脫硫脫磷 的時間。并且使用該同時脫硫脫磷劑，在處理過程中，鐵水溫將小，對環(huán)境污染小，處理成本 也較低。
[0009] 基于以上發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供了一種脫硫脫磷劑，其中，該脫硫脫磷劑含有石灰、鈉 鹽和螢石；相對于100重量份的石灰，所述鈉鹽的含量為5-30重量份，所述螢石的含量為 5-20重量份。
[0010] 優(yōu)選地，所述脫硫脫磷劑還含有碳酸鈣；更優(yōu)選地，相對于100重量份的石灰，所 述碳酸鈣的含量為4-10重量份。
[0011] 優(yōu)選地，所述脫硫脫磷劑的顆粒粒徑不大于1mm，且至少85重量％的所述脫硫脫磷 劑的顆粒粒徑不小于0. 1mm。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種半鋼同時脫硫脫磷的方法，該方法包括：在熔融狀態(tài)的半鋼 中加入脫硫脫磷劑進行脫硫脫磷，其中，所述脫硫脫磷劑為上述所述的脫硫脫磷劑。
[0013] 通過上述同時對半鋼進行脫硫脫磷的技術(shù)方案，顯著地縮短了對半鋼脫硫和脫磷 的處理時間，并且由于只進行一次投料，減少了溫將次數(shù)，因此，溫將較小，也節(jié)省了總的投 料量。該脫硫脫磷劑中的氟含量相比現(xiàn)有技術(shù)有了大幅度地下降，因此，降低了對環(huán)境的污 染。另外，由于在脫硫的同時進行脫磷，不再需要額外的設(shè)備投資，節(jié)省了操作步驟以及處 理成本。
[0014] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【具體實施方式】
[0015] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0016] 本發(fā)明提供了一種脫硫脫磷劑，其中，該脫硫脫磷劑含有石灰、鈉鹽和螢石；相對 于100重量份的石灰，所述鈉鹽的含量為5-30重量份，所述螢石的含量為5-20重量份。
[0017] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)之所以不同時對含有雜質(zhì)硫和雜質(zhì)磷的樣品，例 如，半鋼進行同時脫硫脫磷，主要是因為，當(dāng)單獨使用脫硫劑或脫磷劑時，均能夠使所述樣 品獲得較高的脫硫效果或脫磷效果。但當(dāng)將脫硫劑和脫磷劑進行混合作為同時脫硫脫磷使 用時，不但不能達到將它們單獨使用時的脫硫脫磷效果，反而會使得它們原有的脫硫或脫 磷效果大大降低。
[0018] 本發(fā)明的發(fā)明人通過大量的研究發(fā)現(xiàn)，通過將石灰、鈉鹽和螢石在上述比例范圍 內(nèi)配合使用，能夠使得各物質(zhì)間發(fā)生協(xié)同作用，使得所述脫硫脫磷劑具有較高的同時脫硫 和脫磷的效果。而且，本發(fā)明的脫硫脫磷劑中由于螢石的使用量大大降低，有效地降低了氟 含量，使得在同時脫硫和脫磷的過程中，對環(huán)境的污染也得到了有效地降低。
[0019] 優(yōu)選地，在所述脫硫脫磷劑中，相對于100重量份的石灰，所述鈉鹽的含量為 10-21. 5重量份，所述螢石的含量為5-15重量份。當(dāng)將以上各物質(zhì)的含量控制在該優(yōu)選的 含量范圍內(nèi)時，在進一步降低對環(huán)境污染的同時，脫硫脫磷的效果也得到了進一步提高。
[0020] 本發(fā)明中，優(yōu)選地，在所述石灰中，CaO含量> 89重量％ ;在所述螢石中，CaF2含量 > 98重量％。
[0021] 本發(fā)明中，對所述鈉鹽的種類沒有特別的限制。優(yōu)選情況下，所述鈉鹽為碳酸鈉。 在這種優(yōu)選的情況下，所述脫硫脫磷劑的同時脫硫脫磷效果可以得到進一步提高。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，盡管將上述各物質(zhì)按照本發(fā)明的比例進行混合即可以達到較理想的 同時脫硫脫磷的效果。但優(yōu)選情況下，當(dāng)所述脫硫脫磷劑還含有碳酸鈣時，可以進一步提高 脫硫脫磷率。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，對于碳酸鈣的含量，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行選 擇。優(yōu)選地，相對于100重量份的石灰，所述碳酸I丐的含量為4-10重量份。
[0024] 本發(fā)明中，為了起到更好的脫硫脫磷效果，所述脫硫脫磷劑的顆粒粒度不大于 1mm，且至少85重量％的所述脫硫脫磷劑的顆粒粒度不小于0. 1mm。所述粒度是指顆粒尺 寸，是指顆粒上的兩個不同點之間的最大直線距離。例如，所述脫磷劑中的粒度是指其顆粒 尺寸，當(dāng)所述顆粒為球形時，則所述粒度指其直徑。
[0025] 另一方面，本發(fā)明提供了一種半鋼同時脫硫脫磷的方法，該方法包括：在熔融狀態(tài) 的半鋼中加入脫硫脫磷劑進行脫硫脫磷，其中，所述脫硫脫磷劑為如上所述的脫硫脫磷劑。
[0026] 本發(fā)明中，對于所述脫硫脫磷劑的加入量沒有特別的限制，例如，當(dāng)半鋼中的硅 (半鋼中的硅相對于磷優(yōu)先被氧化）含量較高時，可以適當(dāng)提高所述脫硫脫磷劑的加入量， 例如，相對于每噸半鋼可以為l〇kg，當(dāng)半鋼中的硅含量較低時，則相反，例如，相對于每噸半 鋼可以為5kg。優(yōu)選地，相對于每噸半鋼，所述脫硫脫磷劑的加入量為5_8kg。
[0027] 所述半鋼可以為本領(lǐng)域常規(guī)的各種半鋼。為了進一步提高半鋼的脫硫脫磷效果， 本發(fā)明中所述半鋼優(yōu)選為轉(zhuǎn)爐提釩后的半鋼，所述半鋼含有1-5重量％的碳、0. 01-0. 025 重量％的硅、0. 01-0. 025重量％的錳、0. 01-0. 025重量％的釩、0. 01-0. 025重量％的鈦、 0. 05-0. 1重量％的磷、0. 05-0. 12重量％的硫和94. 7-98. 8重量％的鐵。所述轉(zhuǎn)爐提釩的 方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，所述脫硫脫磷劑加入半鋼中的方式可以為本領(lǐng)域常規(guī)的各種加入方 式，例如，可以通過半鋼罐噴吹的方式加入。所述噴吹的速度可以為本領(lǐng)域公知的參數(shù)，例 如，相對于每噸半鋼，所述噴吹的速度可以為40-60kg/min。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，所述脫硫脫磷的條件可以為本領(lǐng)域公知的脫硫脫磷的條件，例如，所 述脫硫脫磷的條件包括：半鋼的初始溫度可以為1315-1380°C，時間可以為15-40分鐘，也 可以根據(jù)實際的脫硫脫磷效果適當(dāng)?shù)难娱L脫硫脫磷時間。
[0030] 根據(jù)一般鋼種要求，大多數(shù)鋼種中要求硫含量為0. 01-0. 035重量％，磷含量為 0. 01-0. 035重量％，采用本發(fā)明的脫硫脫磷劑對半鋼進行同時脫硫脫磷，不但能夠有效提 高半鋼的脫硫脫磷效果，使所得半鋼中的硫含量和磷含量有效控制在大多數(shù)鋼種中對硫含 量和磷含量的要求，而且，由于只需要一次投料即能夠?qū)崿F(xiàn)同時脫硫脫磷的效果，減少了半 鋼的降溫次數(shù)，因此，溫度變化較小，同時也節(jié)省了投料量；另外也簡化了操作步驟、提高了 設(shè)備的利用率，從而降低了成本。
[0031] 以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。以下實施例和對比例中，
[0032] 半鋼1含有3. 98重量％的碳、0. 025重量％的硅、0. 025重量％的錳、0. 025重量％ 的釩、0. 025重量％的鈦、0. 095重量％的磷、0. 11重量％的硫和95. 715的鐵；
[0033] 半鋼2含有3. 8重量％的碳、0. 02重量％的硅、0. 02重量％的錳、0. 02重量％的 釩、0. 02重量％的鈦、0. 07重量％的磷、0. 07重量％的硫和95. 98的鐵；
[0034] 半鋼3含有3. 2重量％的碳、0. 01重量％的硅、0. 01重量％的錳、0. 01重量％的 釩、0. 01重量％的鈦、0. 055重量％的磷、0. 055重量％的硫和96. 65的鐵。
[0035] 按照GB11170-1989中的硫含量的測定方法進行硫含量的測定。
[0036] 按照GB11170-1989中的磷含量的測定方法進行磷含量的測定。
[0037] 實施例1
[0038] 本實施例用于說明本發(fā)明提供的脫硫脫磷劑及半鋼同時脫硫脫磷的方法。
[0039] 采用半鋼灌噴吹的方式在140噸初始溫度為1375°C的半鋼1中以50kg/min的速 度吹入7. 5kg/噸半鋼的本發(fā)明的脫硫脫磷劑。所述脫硫脫磷劑由100重量份的石灰（CaO 含量為90重量％)、15重量份的碳酸鈉、10重量份的螢石（CaF 2含量為98. 5重量％)和10重 量份的碳酸鈣組成。并且，所述脫硫脫磷中粒度全部不大于1mm，且不小于0. 1mm的比例為 85重量％。
[0040] 在1375°c的初始溫度下對所述半鋼進行同時脫硫脫磷21分鐘。脫硫脫磷結(jié)束后 測定所得半鋼的溫度為1330°C，溫降為45°C，硫含量為0. 012重量％，磷含量為0. 010重 量％。
[0041] 實施例2
[0042] 本實施例用于說明本發(fā)明提供的脫硫脫磷劑及半鋼同時脫硫脫磷的方法。
[0043] 采用半鋼灌噴吹的方式在140噸初始溫度為1350°C的半鋼2中以40kg/min的速 度吹入6. 5kg/噸半鋼的本發(fā)明的脫硫脫磷劑。所述脫硫脫磷劑由100重量份的石灰（CaO 含量為89重量％)、10重量份的碳酸鈉、5重量份的螢石（CaF 2含量為99重量％)和6重量 份的碳酸鈣組成。并且，所述脫硫脫磷中粒度全部不大于1mm，且不小于0. 1mm的比例為90 重量0/〇。
[0044] 在1350°C的初始溫度下對所述半鋼進行同時脫硫脫磷18. 2分鐘。脫硫脫磷結(jié)束 后測定所得半鋼的溫度為1310°C，溫降為40°C，硫含量為0. 010重量％，磷含量為0. 011重 量％。
[0045] 實施例3
[0046] 本實施例用于說明本發(fā)明提供的脫硫脫磷劑及半鋼同時脫硫脫磷的方法。
[0047] 采用半鋼灌噴吹的方式在140噸初始溫度為1315°C的半鋼3中以60kg/min的速 度吹入5. 5kg/噸半鋼的本發(fā)明的脫硫脫磷劑。所述脫硫脫磷劑由100重量份的石灰（CaO 含量為92重量％)、21. 5重量份的碳酸鈉、15重量份的螢石（CaF2含量為98. 6重量％)和4 重量份的碳酸鈣組成。并且，所述脫硫脫磷中粒度全部不大于1mm，且不小于0. 1mm的比例 為92重量％。
[0048] 在1315°C的初始溫度下對所述半鋼進行同時脫硫脫磷15. 4分鐘。脫硫脫磷結(jié)束 后測定所得半鋼的溫度為1300°C，溫降為15°C，硫含量為0. 012重量％，磷含量為0. 013重 量％。
[0049] 實施例4
[0050] 本實施例用于說明本發(fā)明提供的脫硫脫磷劑及半鋼同時脫硫脫磷的方法。
[0051] 按照實施例1的方法對半鋼1進行同時脫硫脫磷，不同的是，所述脫硫脫磷劑由 100重量份的石灰（CaO含量為90重量％)、5重量份的碳酸鈉、20重量份的螢石和10重量 份的碳酸鈣組成。脫硫脫磷結(jié)束后所得半鋼的溫度為1340°C，溫降為35°C，硫含量為0. 025 重量％，磷含量為0. 021重量％。
[0052] 實施例5
[0053] 本實施例用于說明本發(fā)明提供的脫硫脫磷劑及半鋼同時脫硫脫磷的方法。
[0054] 按照實施例1的方法對半鋼1進行同時脫硫脫磷，不同的是，所述脫硫脫磷劑由 100重量份的石灰（CaO含量為90重量％)、30重量份的碳酸鈉、5重量份的螢石和10重量 份的碳酸鈣組成。脫硫脫磷結(jié)束后所得半鋼的溫度為1320°C，溫降為55°C，硫含量為0. 020 重量％，磷含量為0. 017重量％。
[0055] 實施例6
[0056] 本實施例用于說明本發(fā)明提供的脫硫脫磷劑及半鋼同時脫硫脫磷的方法。
[0057] 按照實施例1的方法對半鋼1進行同時脫硫脫磷，不同的是，所述脫硫脫磷劑中不 含有碳酸鈣。脫硫脫磷結(jié)束后所得半鋼的溫度為1345°C，溫降為30°C，硫含量為0. 018重 量％，磷含量為0. 015重量％。
[0058] 實施例7
[0059] 本實施例用于說明本發(fā)明提供的脫硫脫磷劑及半鋼同時脫硫脫磷的方法。
[0060] 按照實施例1的方法對半鋼1進行同時脫硫脫磷，不同的是，所述脫硫脫磷劑不大 于1mm且不小于0· 1mm的比例為75重量％，大于1mm的比例為10重量％，小于0· 1mm的比 例15重量％。脫硫脫磷結(jié)束后所得半鋼的溫度為1335°C，溫降為40°C，硫含量為0. 020重 量％，磷含量為0. 020重量％。
[0061] 對比例1
[0062] 本對比例用于說明現(xiàn)有技術(shù)的分步脫硫脫磷的方法。
[0063] 采用半鋼灌噴吹的方式在140噸初始溫度為1375°C的半鋼1中以50kg/min的速 度吹入7kg/噸半鋼的脫硫劑，所述脫硫劑由100重量份的石灰（CaO含量為90重量％)、9. 1 重量份的螢石（CaF2成分在98. 5重量％)和12. 1重量份的鎂粉（MgO成分在95重量％)組 成，脫硫19. 6min。
[0064] 在脫硫后的半鋼中以50kg/min的速度吹入15kg/噸半鋼的脫磷劑，所述脫磷劑由 100重量份的石灰（CaO含量為90重量％)、110重量份的三氧化二鐵和29重量份的螢石組 成，脫磷42min。
[0065] 脫硫脫磷結(jié)束后所得半鋼的溫度為1240°C，總溫降為135°C，硫含量為0.015重 量％，磷含量為0. 012重量％。
[0066] 對比例2
[0067] 本對比例用于說明參比的脫硫脫磷方法。
[0068] 按照實施例1的方法對半鋼1進行同時脫硫脫磷，不同的是，所述脫硫脫磷劑由對 比例1的脫硫劑和脫磷劑按照1:1的重量比混合物而成，混合后的作為脫硫脫磷劑的混合 物由100重量份的石灰、16重量份的螢石、8重量份的鎂粉和37重量份的三氧化二鐵組成。 脫硫脫磷結(jié)束后所得半鋼的溫度為1320°C，溫降為55°C，硫含量為0. 030重量％，磷含量為 0. 035 重量 ％。
[0069] 由以上實施例和對比例1的比較可以看出，采用本發(fā)明的脫硫脫磷劑，在保證脫 硫脫磷效果的同時，有效地降低了脫硫和脫磷的時間；并且由于只進行一次加料，半鋼鐵 水的溫將也得到了顯著的降低，另外，由于脫硫和脫磷同時進行，有效的提高了設(shè)備的利用 率，并且節(jié)省了加料量。使得處理成本大大降低。
[0070] 由以上實施例1和對比例2的比較可以看出，與按照現(xiàn)有技術(shù)的脫硫脫磷劑混合 而成的脫硫脫磷劑相比，采用本發(fā)明提供的脫硫脫磷劑，能夠顯著的提高同時脫硫和脫磷 的效果。
[0071] 另外，將實施例1與實施例4-7相比可以看出，將本發(fā)明的脫硫脫磷劑中各組分的 含量控制在本發(fā)明優(yōu)選的范圍內(nèi)、在脫硫脫磷劑另外添加碳酸鈣或是將脫硫脫磷劑的粒度 控制在本發(fā)明優(yōu)選的范圍內(nèi)均能夠提高同時脫硫脫磷的效果。
[0072] 以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中 的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這 些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種脫硫脫磷劑，其特征在于，該脫硫脫磷劑含有石灰、鈉鹽和螢石；相對于100重 量份的石灰，所述鈉鹽的含量為5-30重量份，所述螢石的含量為5-20重量份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫脫磷劑，其中，相對于100重量份的石灰，所述鈉鹽的含 量為10-21. 5重量份，所述螢石的含量為5-15重量份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脫硫脫磷劑，其中，在所述石灰中，CaO含量> 89重量％ ; 在所述螢石中，CaF2含量彡98重量％ ;所述鈉鹽為碳酸鈉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫脫磷劑，其中，所述脫硫脫磷劑還含有碳酸鈣；相對于 100重量份的石灰，所述碳酸I丐的含量為4-10重量份。
5. 根據(jù)要求1-4中任意一項所述的脫硫脫磷劑，其中，所述脫硫脫磷劑的顆粒粒度不 大于1mm，且至少85重量％的所述脫硫脫磷劑的顆粒粒度不小于0. 1mm。
6. -種半鋼同時脫硫脫磷的方法，該方法包括：在熔融狀態(tài)的半鋼中加入脫硫脫磷劑 進行脫硫脫磷，其特征在于，所述脫硫脫磷劑為權(quán)利要求1-5中任意一項所述的脫硫脫磷 劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，相對于每噸半鋼，所述脫硫脫磷劑的加入量為 5-10kg，優(yōu)選為 5_8kg。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述半鋼含有1-5重量％的碳、0. 01-0. 025 重量％的硅、0. 01-0. 025重量％的錳、0. 01-0. 025重量％的釩、0. 01-0. 025重量％的鈦、 0. 05-0. 1重量％的磷、0. 05-0. 12重量％的硫和94. 7-98. 8重量％的鐵。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述脫硫脫磷的條件包括：半鋼的初始溫度為 1315-1380°C，處理時間為15-40分鐘。
【文檔編號】C21C7/064GK104060048SQ201310421596
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】陳永, 梁新騰, 曾建華, 李揚洲, 楊森祥, 戈文蓀, 陳煉, 龔洪君, 喻林, 陳均, 陳路 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司