專利名稱：一種鐵水攪拌脫硅的方法
技術領域：
本發明屬于鐵水預處理技術領域，特別是涉及一種鐵水攪拌脫硅的方法，適用于在轉爐、電爐煉鋼前對鐵水實施脫硅的預處理，亦可用于鑄造生鐵之鐵水脫硅精煉。
背景技術：
鋼鐵冶煉和鑄造生鐵過程的脫硅有利于有效降低煉鋼成本，提高產品質量。由于脫硅工藝、材料和設備的局限，目前國內冶金行業的工業化生產中，整體還沒有達到采用脫硅技術的水平。未經脫硅處理或處理不到位的鐵水在后繼工序中存在渣量大、鐵損多等問題，不利于轉爐技術經濟指標的提升，也不利于冶煉純凈優質鋼。一種曾被采用的脫硅方法是在高爐出鐵溝內直接加入脫硅劑。這種做法簡便易 行，但脫硅劑用量大，鐵水降溫大，效果不穩定。脫硅渣易被沖入到鐵水包中，存在扒渣時渣鐵分離困難的問題。此外，處理時產生的大量濃煙污染環境，影響作業視線，不利于人身健康。預脫硅向爐內脫硅的方向發展，產生了噴槍在鐵水而上的頂噴法和噴槍插入鐵水的噴吹法等。這二種方法中，處理劑與鐵水的反應動力學條件較差，脫硅率偏低，且使用氣態氧也產生了較嚴重的溢渣和環境等問題，采用的廠家日漸稀少。例如，有的鋼鐵公司采用了向專用轉爐或包內吹氧脫硅的方法，具有一定的脫硅效果。但是實驗發現，這種做法普遍存在渣鐵分離困難，產生掛爐掛包嚴重等缺陷。加上實施這種工藝投資大，操作復雜，耗時長等因素，并不適合推廣應用。發明專利CN 1435495A公開了一種高爐鐵水預處理脫硅的方法，包括專用脫硅裝置、分步吹氧方法以及脫硅劑的加入，實現了鐵水分步吹氧、機械攪拌、自動排渣的爐前脫硅的工藝。這種方法需要一種介于高爐和鐵水罐之間的專門的裝置或者容器，存在著設備占地大、耐火材料消耗高等缺陷，同時這種方法需要吹氣態氧，會造成較嚴重的環境污染，不利于可持續發展。
發明內容
本發明的目的在于提供一種鐵水攪拌脫硅的方法，克服了上述方法設備占地大、耐火材料消耗高、環境污染等缺陷。本鐵水攪拌脫硅方法是分為降攪拌槳低速攪拌、加脫硅劑、攪拌槳高速攪拌脫硅，攪拌槳停止攪拌等四步完成，脫硅量在O. 05重量9Γ0. 40重量％之間。本發明技術方案步驟如下步驟I :降攪拌槳低速攪拌，鐵水罐進入鐵水預處理工位，鐵水液面到罐沿的凈空高度在I. 2nTl. 8m，扒渣，攪拌槳降入鐵水內攪拌，攪拌槳是由鋼結構外包耐火材料構成的四葉或三葉的攪拌槳，用機械電動裝置控制其升降和旋轉，攪拌槳葉距鐵水罐底留有安全距離，即插入深度D與鐵水的深度H之比O. 45 O. 60之間，轉速從O到70r/min。步驟2 :加脫硅劑，將固體脫硅劑通過噴吹裝置以噴粉的方式加入鐵水液面上，脫硅劑由粒狀的燒結礦或氧化鐵皮、石灰和螢石粉組成的混合料組成，脫硅劑的組分(重量百分比)為:CaO 0-50%，SiO2 0-20%，Fe2O3 (或 FeO) 30-100%, CaF2 0_20%，加入量根據脫硅量確定，每脫O. 10%的硅加入燒結礦6. 5± I. Okg/t鐵水和混合料I. 6±0. 4kg/t鐵水，或每脫O. 10%的硅加入氧化鐵皮4. 6±0. 9kg/t鐵水和混合料I. 7±0. 4kg/t鐵水，加入點在距漩渦中心1/4 1/2半徑處，期間攪拌槳依舊維持低速攪拌70r/min。步驟3 :攪拌槳高速攪拌脫硅，攪拌槳在固定的插入深度下以旋轉停頓再反向旋轉、一直旋轉、旋轉停頓再順向旋轉三種方式其中的一種方式旋轉，攪拌時間5 lOmin。在上述三種攪拌方式旋轉過程中攪拌槳可在固定的鐵水插入深度D (插入深度指攪拌槳葉片底面距鐵水罐底之間的距離)下旋轉，也可以在這三種旋轉方式下變化插入深度，即攪拌槳可以上升或下降一段距離，以鐵水不劇烈飛濺和攪拌槳保持與罐底的安全距離為標準，這一距離的范圍是插入深度D與鐵水的深度H之比O. 45 O. 60之間，最優地，這一距離的范圍是插入深度D與鐵水的深度H之比O. 50 O. 55之間。在固定插入深度下以三種方式旋轉時，其攪拌能力大小依次為旋轉停頓再反向旋轉方式、一直旋轉方式、旋轉停頓再順向旋轉方式。脫硅量在O. 20% O. 40%之間時選用 旋轉停頓再反向旋轉方式，脫硅量在O. 10重量％ O. 30重量％之間時選用一直旋轉方式，脫娃量在O. 05重量％ O. 15重量％之間時選用旋轉停頓再順向旋轉方式。旋轉停頓再反向旋轉方式的轉速從O到150r/min再到負150r/min ；一直旋轉方式的轉速從70 r/min到150r/min ；旋轉停頓再旋轉方式的轉速從O到150r/min,停頓時間O 30s,將脫娃劑卷入鐵水液面中心漩渦內，脫硅劑和鐵水中的硅發生脫硅反應。最優地，旋轉停頓再反向旋轉方式的轉速從O到130r/min再到負130r/min，中間停頓時間O 20s ;一直旋轉方式的轉速從110 r/min到130r/min ；旋轉停頓再旋轉方式的轉速從O到130r/min，停頓時間O 20s。步驟4 :攪拌槳轉速由高速的130 r/min或150r/min在30s之內變到O,提升出鐵水外，停止攪拌，攪拌的效果是實現脫硅量質量分數范圍在O. 05重量9Π). 4重量0%之間，扒除脫硅渣。優點與積極效果本發明對比現有技術具有以下特點(I)、鐵水中的硅與固體氧在機械攪拌作用下的反應更加充分，脫硅效果更好。(2)、在鐵水進入轉爐或電爐前，可將鐵水中的硅含量由O. 30重量％ 0. 60重量％降至O. 10重量％ O. 30重量％，從而大幅度降低下道工序轉爐煉鋼的渣量。(3)、本方法同時還有一定的脫磷作用，脫磷率在O 10%。(4)、操作簡單，實用性強，非常適合在國內各種規模煉鋼企業中推廣，亦可用于鑄造生鐵之鐵水脫娃精煉。
圖I為本發明的工藝流程圖。其中，粉罐車I、鐵質粉料儲存倉2、供氣裝置3、鈣質粉料儲存倉4、噴粉加料泵5、可伸縮加料管6、攪拌槳7、鐵水罐8、鐵水罐車9。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行進一步詳細說明，但本發明的保護范圍不受具體的實施例所限制，以權利要求書為準。另外，以不違背本發明技術方案的前提下，對本發明所作的本領域普通技術人員容易實現的任何改動或改變都將落入本發明的權利要求范圍之內。實施例I本例進行了 5罐脫硅作業。鐵水燒結礦脫硅路線為鐵水罐一少量扒洛一降攪拌槳攪拌——燒結礦和混合料加料——攪拌脫硅——提槳停止攪拌——扒渣。鐵水處理罐的內高度為4120mm，包口直徑3100mm，鐵水罐凈空高度平均I. 25m。燒結礦粉T. Fe>55%，混合料為石灰和螢石的混合粉，混合質量比為9:1，石灰粉Ca0>85% ;螢石粉CaF2>85%，見表
I、表2和表3。脫硅劑原料配比及加入量如表4。表I燒結礦成分
權利要求
1.一種鐵水攪拌脫硅的方法，其特征在于，工藝步驟如下 (1)降攪拌槳低速攪拌，鐵水罐進入鐵水預處理工位，鐵水液面到罐沿的凈空高度在I.2nTl. 8m，扒渣，攪拌槳降入鐵水內攪拌，攪拌槳葉距鐵水罐底留有安全距離，即插入深度D與鐵水的深度H之比O. 45 O. 60之間，轉速從O到70r/min ； (2)加脫硅劑，將固體脫硅劑通過噴吹裝置以噴粉的方式加入鐵水液面上，加入量根據脫硅量確定，每脫O. 10%的硅加入燒結礦6. 5± I. Okg/t鐵水和混合料I. 6±0. 4kg/t鐵水，或每脫O. 10%的硅加入氧化鐵皮4. 6±0. 9kg/t鐵水和混合料I. 7±0. 4kg/t鐵水，加入點在距漩渦中心1/4 1/2半徑處，期間攪拌槳依舊維持70r/min攪拌； (3)攪拌槳高速攪拌脫硅，攪拌槳在固定的插入深度下以旋轉停頓再反向旋轉、一直旋轉、旋轉停頓再順向旋轉三種方式其中的一種方式旋轉，攪拌時間5 IOmin ； 在上述三種攪拌方式旋轉過程中攪拌槳在固定的鐵水插入深度D下旋轉，或者在這三種旋轉方式下變化插入深度，即攪拌槳上升或下降一段距離，以鐵水不劇烈飛濺和攪拌槳保持與罐底的安全距離為標準； (4)攪拌槳轉速由高速的130r/min或150r/min在30s之內變到0，提升出鐵水外，停止攪拌，攪拌的效果是實現脫硅量質量分數范圍在O. 05重量9Γ0. 40重量％之間，扒除脫硅渣。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的攪拌槳是由鋼結構外包耐火材料構成的四葉或三葉的攪拌槳，用機械電動裝置控制其升降和旋轉。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的脫硅劑由粒狀的燒結礦或氧化鐵皮、石灰和螢石粉組成的混合料組成，脫硅劑的組分重量百分比為CaO 0-50%, SiO20-20%, Fe2O3 或 FeO 30-100%，CaF2 0-20%
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的插入深度D與鐵水的深度H之比O.50 O. 55之間。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，脫硅量在O.20重量％ O. 40重量％之間時選用旋轉停頓再反向旋轉方式，脫娃量在O. 10重量％ O. 30重量％之間時選用一直旋轉方式，脫娃量在O. 05重量％ O. 15重量％之間時選用旋轉停頓再順向旋轉方式。
6.根據權利要求I或5所述的方法，其特征在于， 旋轉停頓再反向旋轉方式的轉速從O到150r/min再到負150r/min ； 一直旋轉方式的轉速從70 r/min到150r/min ； 旋轉停頓再旋轉方式的轉速從O到150r/min,停頓時間O 30s。
7.根據權利要求I或6所述的方法，其特征在于， 旋轉停頓再反向旋轉方式的轉速從O到130r/min再到負130r/min,中間停頓時間O 20s ； 一直旋轉方式的轉速從110 r/min到130r/min ； 旋轉停頓再旋轉方式的轉速從O到130r/min,停頓時間O 20s。
全文摘要
一種鐵水攪拌脫硅的方法，屬于鐵水預處理技術領域。該方法是分為降攪拌槳低速攪拌、加脫硅劑、攪拌槳高速攪拌脫硅，攪拌槳停止攪拌等四步完成，脫硅量在0.05%～0.40%之間。攪拌槳是由鋼結構外包耐火材料構成的四葉或三葉的攪拌槳。固體脫硅劑通過噴吹裝置以噴粉的方式加入鐵水液面上。攪拌分為一直旋轉、旋轉停頓再旋轉、旋轉停頓再反向旋轉三種方式，在上述三種攪拌方式旋轉過程中攪拌槳可以上升或下降一定高度。可將鐵水中的Si含量由0.50%左右降至0.20%，脫硅率達到50%以上。本方法亦可用于鑄造生鐵之脫硅精煉。
文檔編號F27D27/00GK102888483SQ201210351010
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者劉瀏, 倪冰, 賀慶, 楊利彬, 姚同路, 楊勇, 孟華棟 申請人:鋼鐵研究總院