[发明专利]一种KR用复合脱硫剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属钢铁冶金炼钢技术领域，尤其涉及铁水预处理工序。

背景技术

KR用脱硫剂配比和脱硫剂加入时机对铁水脱硫效果影响巨大，自2010年山东钢铁莱钢集团炼钢厂KR脱硫工序投产以来，原KR设计脱硫剂为石灰、萤石分别加入，在实际生产过程中，由于受人工操作的影响，石灰和萤石加入时机并不合理，造成脱硫剂融化效果差，利用率较低，脱硫率波动较大（50-90%），同时造成脱硫剂消耗达到9kg/吨铁以上，所以必须研究和设计铁水脱硫工艺，最大限度提高脱硫剂质量，以稳定KR脱硫工艺要求。

CN1533824一种钙基干粉颗粒脱硫剂，由生石灰、石灰石、萤石、高铝矾士熟料、方解石、黑云母等物料组成。将物料粉碎成60目－300目细粉，在无水条件下，通过对辊造粒机成型。颗粒均匀，活性高，脱硫率为80－95％。

CN1554778一种低钛铝酸钙，是用工业氧化铝及其副产品、方解石或石灰石、萤石和长石为原料，经粉碎、混合熔融、冷却、粉碎筛分而成；产品中TiO₂含量小于0.5％，作为炼钢脱硫剂及冶炼过程中的萤石替代物，特别适用于冶炼对TiO₂要求严格的特种钢、低碳钢和超低碳钢。

CN101724734A种复合钢(铁)水脱硫剂的配方和制造方法。钢铁冶炼时如需降低硫含量，就需要加入钢(铁)水脱硫剂。本发明配方为：钝化活性石灰粉80-85％，萤石粉7-10％，铝粉3-5％，碳化钙粉2-4％，钝化镁粉0.5-2％。把以上各种原料按照配方混合后搅拌均匀，通过造粒设备制成“复合粒”，复合粒的粒度为0.5～1.2mm。该脱硫剂比普通氧化钙脱硫剂的脱硫效果要提高35％以上。

但上述方法都没有有效解决KR脱硫工序脱硫剂利用率低、化渣效果差、脱硫剂消耗高等问题。

发明内容

本发明的目的是，为了解决KR脱硫工序脱硫剂利用率低、化渣效果差、脱硫剂消耗高等问题，提供一种应用于KR铁水脱硫工序的新型复合脱硫剂。

本发明的另一目的是提供所述复合脱硫剂的制备方法。

本发明的另一目的是提供使用复合脱硫剂的脱硫方法。

名次解释：

KR是Kambara Reactor的英文缩写。KR搅拌脱硫法是日本新日铁于1963年开始研究，1965年应用于工业生产的一种铁水炉外脱硫技术。这种脱硫方法是以一个外衬耐火材料的搅拌头浸入铁水罐内进行旋转搅动铁水，使铁水产生旋涡，经过称量的脱硫剂由给料器加入到铁水表面，并被旋涡卷入铁水中，与高温铁水混合、反应，达到脱硫的目的。该脱硫方法具有脱硫效率高、脱硫剂消耗少、作业时间短、金属耗损低以及耐火材料消耗低等特点。

本发明提供一种复合脱硫剂，包括石灰粉、萤石粉和表面改性剂，其质量组成比为：石灰粉：萤石粉：表面改性剂=8.8～9.2：0.8～1.0：0.3～0.7。所述石灰粉为CaO含量在82-90%，，S≤0.1%，活性度在300-350的石灰粉；所述萤石粉为CaF2≥80%，S≤0.1%的萤石粉；所述表面改性剂为耐酸碱的表面改性剂。

表面改性剂为硅烷系表面改性剂。硅烷系表面改性剂既具有与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性疏水性官能团，如氨基、巯基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等；又具有能与无机物结合的亲水基，如烷氧基、卤基、酰氧基等易于水解的基团。它们能与无机矿物表面进行某种反应而结合在粒子表面上。它们对具有活性羟基的硅石、坡璃、粘土、二氧化硅等有良好的偶联效果,对滑石、氧化铝、云母、氢氧化铝的效果一般，而对不含游离酸的碳酸钙、二氧化钛、石墨、氮化硼等则无效或效果极差。硅烷改性剂的亲水基也称水解性基团，在进行处理时，该亲水基团X遇水可分解形成活性基团硅醇(Si-OH),然后通过硅醇再与无机矿物填料表面上的羟基反应,形成氢键并缩合成-Si-O-M共价键(M表示无机填料表面)。同时，在填料表面硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚形成网状结构的覆盖膜，使无机填料或颜料有机化

对于表面改性剂，本发明没有专门限定，能够实现无机物表面改性、实现本发明目的的改性剂均可使用。本发明推荐使用CN1544136（《耐酸碱表面改性剂的制备方法》）中的方法制备的耐酸碱表面改性剂。

本发明还提供所述的复合脱硫剂的制备方法，包括下列步骤：

1）对CaO含量在82-90%，S≤0.1%，活性度在300-350的石灰进行预破碎；

2）添加表面改性剂进行钝化处理，将石灰加工至3mm以内粒度，并在此过程中完成脱硫剂钝化处理。