[发明专利]铁水脱硫处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于铁水炉外予处理技术领域，脱硫工艺方法的改进。具体地说是利用二端开口的方形钢管内置有含硅量为5～30％余量为镁的镁硅合金配合铁水处理装置进行脱硫处理的方法。

背景技术

用镁基脱硫剂进行钢铁深度脱硫处理的工艺，于五十年代前苏联先行，七十年代中期美国人发明了复合喷吹CaO+Mg粉剂脱硫处理的技术工艺，之后其技术与设备日趋完善，八十年代在北美、西欧及九十年代在日本等国家广为应用。

前苏联在1950年用镁脱硫生产出可锻铸铁，60年代末70年代初以镁粉与石灰粉按30与70的配比混合进行工业生产，1973年后以氯盐被覆镁粒(粒度0.5～1.6mm)取代镁粉，1978年～1979年采用比较先进的镁粒喷吹设备进行脱硫处理。

硫是钢铁中的有害杂质之一，它影响材质的热脆性、机械强度，大多数钢种中的含硫量在0.015～0.045％，随着科学技术的不断发展，优质钢材中的含硫量实现了＜0.005％，有的已达到了0.003～0.001％的含硫量。

中国发明专利授权公告号CN100419091C发明名称为“镁棒炉外铁水脱硫方法”公开了一种将镁棒固定在脱硫枪体上，在冷却系统的冷却(冷却枪体)和惰性气体的保护下，将镁棒插入铁水罐中，进行脱硫处理，当脱硫枪内的镁棒少于20～30mm时，更换新的镁棒，以上步骤反复进行到脱硫过程结束。上述发明提供的炉外铁水脱硫方法，克服了传统技术镁粉脱硫工艺的缺点，新方法成本低廉，操作简便，镁棒可以快速更换，同时还可以使脱硫更加完全。

在已公开的铁水脱硫方法中，作为脱硫的主要元素金属镁是以纯镁或纯镁复层的形式存在的，镁的熔点为651℃，沸点1107℃，在其熔化后能与其他元素产生化学反应，寻求一种设备投资少，操作简便，成本更加低廉，脱硫效果好的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁水脱硫剂的处理方法，配合脱硫处理装置实现铁水予脱硫处理，处理反应平稳，有效元素吸收率高，降低生产成本。

由镁硅二元相图得知：当含硅量为5％余量为镁的镁硅二元合金其熔点约800℃；当含硅量为10％余量为镁的镁硅二元合金其熔点约930℃；当含硅量为20％余量为镁的镁硅二元合金其熔点约1020℃；当含硅量为36.59％余量为镁的镁硅二元合金镁与硅形成化合物Mg₂Si其熔点约1102℃；Mg₂Si和Mg形成共晶体，含硅1.4％，共晶温度为637.6℃，Mg₂Si和Si也可以组成共晶体，含硅58％，其共晶温度为950℃。根据镁硅二元合金的特性，选择含硅量在5％～30％成分的镁硅合金，其熔点可由纯镁的651℃提升到800℃～1090℃。为防止镁硅二元合金在冷却凝固时产生的成分偏析，造成部分合金的含硅量超过36.59％后致使合金的熔点由1102℃开始降低，并且含硅量的提高后，含镁量将随之降低，在同等镁硅合金重量时，其有效元素镁含量被降低，另外附带加入的含硅量对生产材料的技术要求也有影响并且增加了脱硫的成本，因此设定镁硅二元合金中的含硅量≤30％。

本发明的具体技术方案如下：利用方形钢管在其相对应的二个侧面的中部上开设有数个调压通孔或调压缝，根据被脱硫处理的铁水重量及化学成分将脱硫处理铁水所需重量的化学成分为含硅5～30％余量为镁的二元镁硅合金液浇注到方形钢管内，待其凝固冷却后，就获得了外衬方形钢管、两端开放的整体镁硅脱硫剂，为进一步控制方形钢管内镁硅合金的反应速度，采用同方形钢管壁厚相等的钢板以焊接的方式封堵方形钢管两端开口的一部分，以减少高温铁水同镁硅合金的接触面，控制脱硫反应的时间和反应状态。由试验得知，外衬方形钢管在1280℃～1350℃的铁水脱硫反应过程中，保证了其反应过程的均匀连续性，脱硫反应的时间和反应状态根据生产需要，选择镁硅合金的化学成分和方形钢管的结构尺寸来确定。

外衬方形钢管内浇注的镁硅合金，也可以选择先将熔制好的块状镁硅合金破碎成＜3mm的颗粒粉末状，再将其装入开设有调压孔、调压缝的外衬方形钢管内，用压力机压制而成。为了进一步降低镁硅合金的成本费用，采用75硅铁替换金属硅、制造含硅量5％～30％余量为镁及75硅铁所带入的含铁量的镁硅铁三元合金为外衬方形钢管内的脱硫剂。