[发明专利]一种转炉出钢喷粉精炼脱硫方法及装置

说明书

本发明提出一种转炉出钢喷粉精炼脱硫方法及装置，可在转炉出钢过程中，通过喷枪以Ar(或N₂)为粉料的喷出载气，向出钢过程的钢液流股喷吹粉状脱硫剂，使其伴随着钢液流股进入钢包内，并在钢包底部底吹氩搅拌的作用下实现充分混合，提高粉状脱硫剂与钢液的接触比表面积、增加相间传质速率和钢液脱硫反应速率，提高粉状脱硫剂的有效利用效率、加快脱硫精炼生产节奏、进而实现持续稳定的高效精炼处理。这样既可以克服传统脱硫工艺缺陷，又可以实现快速、高效率冶炼。粉状脱硫剂可替换为碳粉、脱硫粉剂、脱磷粉剂或合金粉剂等，可实现多功能精炼。因此，本发明的装置和方法，不仅适于钢液的脱硫精炼工艺，还可以适用其他精炼工艺。

技术领域

本发明主要属于钢铁二次精炼领域，具体涉及一种转炉出钢喷粉精炼脱硫方法及装置。

背景技术

提高钢液洁净度是当代钢铁材料发展的重要方向。随着洁净钢生产工艺与装备技术的发展，满足高品质钢的生产要求已不存在更大的技术困难，但如何降低洁净钢生产成本，实现稳定高效的生产仍是洁净钢生产面临的技术挑战。近年来，优化钢铁生产流程、升级钢铁产品、提高企业竞争能力已成为钢铁企业发展的核心任务，探究建设低成本、高效率、快节奏的洁净钢平台的共性技术已成为国内外钢铁企业关注的焦点。

在钢铁冶炼过程中，硫因会对钢材性能产生不利影响而成为洁净钢主要脱除或控制元素。不同钢种对硫含量有着严格的规定，如优质钢[S]≤0.02％，低硫钢[S]≤0.001％，超低硫钢[S]≤0.0005％。为了减少结构钢的各向异性，使其具有良好的机械性能，钢的含硫量应小于0.010％，特别是输油管、天然气输送管、厚船板、航空钢等，其要求含硫量都要小于0.005％。为了满足这些要求，需要提高钢水生产过程中脱硫能力，特别是钢水的深脱硫能力。目前铁水预处理脱硫技术是一种行之有效的方法，可以脱除铁水中大部分硫元素，但在其后的转炉冶炼过程中，由于加入的造渣材料、铁水残渣和废钢中含有较高的硫，会造成钢水较高的回硫率，一般回硫率在0.004％～0.011％。随着我国废钢资源的增加和提高转炉废钢比的需求，转炉回硫率将进一步增大。因此，对于(超)低硫钢生产，在铁水预处理和转炉冶炼的基础上，还需要进行钢水二次深脱硫。

LF法是目前钢铁企业应用最广泛的钢水二次脱硫手段，其主要依靠渣-金界面反应进行脱硫。但由于渣-钢液接触比表面积小、相间质量传输速率低，渣-钢液脱硫反应速率慢，要生产低硫钢或超低硫钢，整个脱硫冶炼过程需要持续约40分钟甚至更长时间，并且需要消耗大量造渣物料和热量，成本非常高。因此，开发高效率、快节奏、低成本的炉外处理工艺显得十分重要而迫切。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种转炉出钢喷粉精炼脱硫方法及装置，能够使粉状脱硫剂与钢液充分混合、提高粉状脱硫剂与钢液的接触比表面积、增加相间传质速率和钢液脱硫反应速率，节省物料及能耗，加快二次精炼生产节奏，进而实现持续稳定的高效精炼处理，提高钢液质量。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种转炉出钢喷粉精炼脱硫方法，所述方法包括：

在转炉出钢过程中，借助气体作为粉状脱硫剂的喷出载气，向钢液流股中喷吹粉状脱硫剂，使喷吹的粉状脱硫剂随着钢液流股进入钢包，配合钢包底吹氩使粉状脱硫剂与钢液充分混合，实现精炼脱硫。

在本发明的一个较佳实施例中，所述气体为氩气、氮气或两种的混合气。

在本发明的一个较佳实施例中，所述气体的流量为30-250m³/h，粉状脱硫剂的喷吹速率为0-100kg/min。

在本发明的一个较佳实施例中，在转炉出钢过程中，待出钢的钢液流股趋于稳定后，利用喷枪以氩气、氮气或二者的混合气为粉状脱硫剂的喷出载气，从钢包顶部对准钢液流股进行持续喷吹粉状脱硫剂。