[发明专利]铁水同时脱硫、脱硅、脱磷的预处理装置及应用和冶炼法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼过程的铁水预处理领域，具体涉及一种铁水同时脱硫、脱硅、脱磷的预处理装置及其应用，以及一种使用该铁水预处理装置的冶炼方法。

背景技术

铁水预处理三脱工艺是生产超低硫钢、超低磷钢等高品质特殊钢的必要工序，目前的铁水预处理脱硫工艺主要有鱼雷罐车喷粉脱硫、铁水包喷粉脱硫、KR搅拌脱硫等手段。鱼雷罐车由于自由空间较小，脱硫效率和效果均受到限制，已极少采用。铁水包喷粉脱硫和KR搅拌脱硫已广泛应用于钢铁企业的生产过程中，取得了良好的脱硫效果，可脱硫至0.005％以下，但由于脱硫渣难以清除完全，存在严重的回硫现象，严重影响了脱硫效果。

铁水预处理脱硅和脱磷工艺均在氧化性气氛条件下进行，由于硅和氧的亲和力远大于磷和氧的亲和力，因此在脱磷前必须将硅脱至较低水平。目前的脱磷、脱硅预处理工艺主要有鱼雷罐车脱磷脱硅、铁水包脱磷脱硅、转炉脱磷脱硅等手段。鱼雷罐车由于自由空间较小，搅拌强度小，影响了脱磷和脱硅效果，已不再采用。铁水包喷吹石灰粉、氧化铁粉及萤石粉等粉剂可完成铁水脱磷和脱硅处理，但由于铁水包净空小及造渣困难等因素限制，脱磷热力学和动力学条件较差，脱磷率较低，脱磷效果不稳定。为了提高脱磷率，部分钢铁企业采用专用脱磷转炉进行铁水预处理，由于转炉自由空间大，脱磷的热力学和动力学条件较好，因此，转炉内脱磷效果较好，但转炉脱磷后倒渣困难，出铁时带入大量富含磷的炉渣，存在较严重的回磷现象，且无法将脱硫、脱硅和脱磷同时进行，使用效果也受到限制。

发明内容

为了使铁水同时脱硫、脱硅、脱磷，解决铁水脱硫、脱磷后的回硫、回磷问题，本发明的目的在于提供一种铁水同时脱硫、脱硅、脱磷的预处理装置及其应用。

本发明的目的还在于提供一种铁水同时脱硫、脱硅、脱磷的冶炼方法。

本发明的冶炼方法利用喷粉、吹氧、底吹等手段在该预处理装置的预处理器内完成铁水脱硫、脱硅、脱磷，有利于脱硫、脱磷后炉渣及铁水的排出。

为了达到上述目的，本发明提供一种铁水同时脱硫、脱硅、脱磷的预处理装置，如图1所示，该预处理装置包括至少一个喷粉罐1、至少一个输粉管路2、至少一个喷粉枪3、预处理器4，喷粉罐1的底部设有流态化装置5和粉料分配器6，流态化装置5位于粉料分配器6的上方，以保证罐内的粉剂不结坨且流动性良好，并满足喷粉脱硫过程的平稳喷吹，输粉管路2的始端连接于粉料分配器6的出口，喷粉枪3连接于输粉管路2的末端，并且喷粉枪3安装在预处理器4的侧壁上，预处理器4上设有排渣装置7和出铁口8，出铁口8位于预处理器4的底部，排渣装置7位于预处理器4的侧壁，预处理器4的顶部设有顶吹氧枪9、底部安装有底吹透气砖10，顶吹氧枪9端部设有供氧管路11、进水管路12和回水管路13，供氧管路11用于提供脱硅、脱磷过程氧化反应所需的氧气，进水管路12和回水管路13通冷却水以提高氧枪寿命。

在上述的预处理装置中，优选地，所述喷粉罐1的数量为2或3个，所述输粉管路2的始端分为2或3个支路分别连接于2或3个喷粉罐1的粉料分配器6的出口；或者所述喷粉罐1和输粉管路2的数量相同，均为2或3个，几个喷粉罐1分别连接输粉管路2。

在上述的预处理装置中，优选地，连接于同一个输粉管路的喷粉枪3的数量为1-3支，所述喷粉枪3的枪体为不锈钢枪体，枪体周围包裹耐火材料保护。

在上述的预处理装置中，优选地，所述预处理器4为一侧面具有出铁区的炉体，其侧部横截面为圆形，该出铁区成炉嘴状，所述出铁口8位于预处理器4出铁区的底部，所述预处理器4的底部为两个弧度不同的球面的组合，如图3所示，其中具有出铁口的那部分球面的弧度小于另一部分球面的弧度。采用该炉底结构，可保证铁水经预处理后能够顺利从炉底出铁口流出，与传统铁水预处理器相比，解决了扒渣困难的问题，防止回硫、回磷现象。

在上述的预处理装置中，优选地，所述底吹透气砖10的数量为3-12支。

在上述的预处理装置中，优选地，所述顶吹氧枪9采用超音速氧枪喷头，供氧强度为1.2-4.0Nm³/min/t铁水。

本发明还提供一种铁水同时脱硫、脱硅、脱磷的冶炼方法，该冶炼方法包括以下步骤：