[发明专利]一种感应炉炼钢炉外脱硫剂及脱硫方法

说明书

技术领域

本发明属于感应炉炼钢技术领域，特别涉及一种感应炉炼钢炉外脱硫剂及脱硫方法。

背景技术

感应炉炼钢是目前生产金属铸件的金属制品加工企业和中小型铸钢厂普遍采用的炼钢方法，其特点是生产组织灵活，可以按各种优特钢的要求进行冶炼，而且设备投资和生产成本都较低，可实现加工下脚料的循环利用。感应熔炼炉根据炉衬材料分为碱性、中性和酸性炉衬，碱性炉衬以碱性氧化物主要是氧化镁为主作筑炉材料，但碱性氧化物的稳定性能差，强度偏低，热波动及装料机械冲击使炉衬寿命很低，且炉衬出现裂纹即存在重大安全隐患，因此安全系数低。中性炉衬以中性氧化物氧化铝为主要材料，酸性炉衬以酸性氧化物如硅砂(主要成分为二氧化硅)为主要材料，中性炉衬和酸性炉衬的优点是稳定性好，强度高，寿命长及安全系数高，因此，目前感应炉主要采用酸性炉衬和中性炉衬，而酸性炉衬和中性炉衬的最大不足是炉内熔炼时不能造高碱度渣，这是由于高碱度渣中的CaO与酸性炉衬中的SiO₂和中性炉衬中的Al₂O₃都极易反应生成低熔点化合物，即高碱度炉渣对炉衬造成严重的侵蚀，影响炉衬寿命并导致安全隐患和事故。

众所周知，钢铁熔炼过程的脱硫要在碱性较强条件下进行，由于酸性或中性感应炉熔炼不适合造高碱度渣，因此，炉渣的脱硫能力非常有限。通过控制原料中硫的来源，钢水中的硫含量一般只能控制在0.015～0.045％，欲进一步降低钢铁中的硫含量，必须采取其它措施，包括：炉内脱硫和炉外脱硫。目前的炉内脱硫以向炉内加入金属钙、镁及其合金为主，金属钙、镁具有很强的脱硫能力，但是，钙、镁元素的沸腾温度偏低，(Ca的沸点1450℃，Mg的沸点1150℃)在熔炼高温下，钙、镁元素在钢中的溶解度很低，因此钙、镁及其合金在炉内的实际脱硫效果并不高，另外，为避免钙、镁元素引起的炉内大沸腾和提高脱硫效果，节约脱硫成本，脱硫剂需要分批多次加入，重复操作多次，冶炼时间延长。另一种解决感应熔炼钢液硫含量高的措施是炉外脱硫，对于传统的钢铁企业，炉外精炼脱硫技术很多，包括合成渣洗、喷粉脱硫、造渣脱硫等，但这些精炼工艺一般是针对几十吨至几百吨的钢包进行，工艺成熟且自动化控制水平高，但设备庞大、投资巨大，不适合生产规模小、生产周期及间歇长的感应炉炼钢，因此，针对感应炉炼钢的炉外精炼脱硫报道很少。中国专利(授权公告号CN100434540C，酸性感应炉炉外脱硫法)公开了以碳酸钡、氧化钡为主的脱硫剂，利用冲包的方法进行脱硫，可将硫含量控制在0.015％以下。该发明的主要不足有两个：一是所用原料碳酸钡及氧化钡(重量百分比90％以上)为毒性很强的物质，对操作人员的健康及环境构成危害；二是，碳酸钡和氧化钡的脱硫能力有限，所以其加入量偏高，按其权利要求规定的脱硫剂添加量计算方法，欲脱掉0.01％的硫，脱硫剂的加入量为10kg/t钢，导致渣量过大，引起钢水温降，影响浇铸和钢包调运。

综上所述，开发一种针对感应炉炼钢炉外脱硫的脱硫剂及脱硫方法，提高感应炉炼钢炉外脱硫的效率、节约脱硫成本，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对感应炉炼钢炉外脱硫的脱硫剂及脱硫方法，解决目前感应炉炼钢难于脱硫的问题，提高脱硫效果和脱硫剂的利用率，减少脱硫剂消耗，降低脱硫成本。

本发明的目的是通过下列技术方案来实现的：

本发明的感应炉炼钢炉外脱硫剂，由电石-石灰-钝化镁-硼酐组成，其成分(重量％)为：电石CaC₂：60-70％，石灰CaO：15-20％，钝化镁Mg：10-15％，硼酐：B₂O₃：1-5％，其余杂质：小于2％。

使用上述炉外脱硫剂的脱硫方法，其特征在于：脱硫剂的使用量按照钢水重量、钢液初始硫含量与目标硫含量等因素确定，其加入量的计算公式为：

W＝M×(S_i-S_f)÷0.005％×N  kg

上式中：W：脱硫剂加入量，kg；M：钢水重量，t；S_i：钢水初始硫含量(重量％)；S_f：钢水最终硫含量(目标硫含量)(重量％)；N：系数，kg·t^-1，当S_f＞0.005％时，N取值为1.0～1.2，当S_f＜0.005％时，N取值为1.2～1.5。