一种半钢脱硫工艺的制作方法

本发明属于半钢脱硫，涉及一种半钢脱硫工艺，尤其涉及旋转喷吹脱硫剂在半钢脱硫工艺中的应用、一种采用旋转喷吹脱硫的半钢脱硫工艺。

背景技术：

1、铁水预处理具有减轻lf炉脱硫冶炼负荷、提高钢水纯净度和钢材质量等功效，是现代钢铁企业降低生产成本和优化技术经济指标的有效手段，是钢铁企业降本增效的重要环节之一。现钢铁企业的主流脱硫工艺主要为kr法、单吹镁粉工艺和复合喷吹工艺。如cn116240327a介绍了一种采用喷吹枪喷吹下料与捞渣机捞渣组合的kr脱硫工艺，采用喷吹枪通过氮气将脱硫粉剂高速喷射入铁水表面，搅拌机头旋转带动铁水形成涡流将粉剂吸入铁水里面，提高脱硫粉剂利用率，减少脱硫粉剂消耗，同时也控制了现场的粉尘。但该工艺是在铁水上部喷入脱硫剂，脱硫剂与铁水的接触时间较低，不如底部喷吹且喷吹与搅拌不是同时进行，延长了脱硫时间。再如cn116463474a介绍了基于纯喷颗粒镁脱硫工艺的铁水深脱硫方法，通过同时向铁水液面连续稳定投加石灰基脱硫剂，实现了纯喷颗粒镁工艺条件下的铁水金属颗粒镁与石灰的协同复合脱硫反应；通过金属颗粒镁与石灰基脱硫剂脱硫反应的协同耦合，达到提高脱硫效率和铁水深脱硫一次命中率的目的，具有铁水深脱硫稳定性高、扒渣铁损少、脱硫剂消耗成本低、脱硫渣硫容量大、铁水回硫量小等优点。但该工艺在铁水液面喷吹会使得金属镁的收得率降低且该工艺没有搅拌，动力学条件较差，脱硫反应不能快速进行，生产时间较长。

2、因此，如何找到一种适宜的半钢脱硫方式，解决现有技术存在的问题，已成为业内诸多一线研究人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供旋转喷吹脱硫剂在半钢脱硫工艺中的应用以及一种采用旋转喷吹脱硫的半钢脱硫工艺。本发明采用旋转喷吹工艺替代单一kr和喷吹工艺，大幅度降低了钢厂的脱硫成本和脱硫时间，为钢厂产生巨大的经济效益。

2、本发明提供了旋转喷吹脱硫剂在半钢脱硫工艺中的应用；

3、所述半钢为铁水提钒后的半钢；

4、所述旋转喷吹脱硫剂具体为采用旋转脱硫喷枪置于半钢中旋转喷吹脱硫剂。

5、优选的，所述旋转脱硫喷枪的喷吹工作位距半钢罐罐底的垂直距离为210~450mm；

6、所述旋转喷吹的旋转速度为60~160 r/min；

7、所述脱硫剂为钝化石灰粉和钝化镁粉；

8、所述钝化石灰粉的喷吹流量为35~50 kg/min；

9、所述钝化镁粉的喷吹流量为7~13 kg/min；

10、所述旋转喷吹脱硫剂的载气速度为9~20 nm3/h。

11、优选的，所述旋转脱硫喷枪包括枪身和枪头；

12、所述旋转脱硫喷枪的枪头为三叶或四叶旋转头；

13、所述旋转头的桨叶夹角中心和/或底部设有喷吹孔；

14、所述旋转喷枪的枪身，在与脱硫渣接触面处具有枪身增厚设置；

15、所述枪身增厚后的直径为310~400mm；

16、所述枪身增厚处的高度为200~300mm。

17、优选的，所述旋转喷粉枪的上部与旋转法兰相连接；

18、所述旋转法兰与旋转驱动装置相连接；

19、所述旋转驱动装置下方设置有旋转接头；

20、所述旋转接头与脱硫剂输送装置相连接；

21、所述旋转喷枪内部还设置有空气冷却管道；

22、所述旋转喷枪的枪身和枪头上包覆有耐火材料和/或防粘涂料。

23、本发明还提供了一种采用旋转喷吹脱硫的半钢脱硫工艺，包括以下步骤：

24、1）将铁水进行提钒后，得到提钒后的半钢；

25、2）将上述步骤得到的提钒后的半钢，采用旋转脱硫喷枪在半钢中旋转喷吹脱硫剂进行半钢脱硫后，脱硫后的半钢。

26、优选的，所述提钒入炉前铁水的温度为1250~1350℃；

27、所述铁水的c质量含量大于等于4.0%；

28、所述铁水的v质量含量大于等于0.3%；

29、所述铁水的s含量为0.01%~0.2%；

30、所述提钒工艺具体为转炉吹氧提钒。

31、优选的，所述提钒后还包括扒钒渣的步骤；

32、所述提钒后的半钢的温度小于等于1450℃；

33、所述提钒后的半钢的残钒小于等于0.035%；

34、所述旋转脱硫喷枪的喷吹位置距半钢罐罐底的垂直距离为210~450 mm；

35、所述旋转喷枪喷吹的旋转速度为60~160 r/min。

36、优选的，所述脱硫剂为钝化石灰粉和钝化镁粉；

37、所述钝化石灰粉的喷吹流量为35~50 kg/min；

38、所述钝化镁粉的喷吹流量为7~13 kg/min；

39、所述喷吹脱硫剂的载气速度为9~20 nm3/h；

40、所述喷吹脱硫剂的时间为10~30 min。

41、优选的，所述旋转喷吹脱硫剂的具体过程包括以下步骤：

42、先将旋转脱硫喷枪插入半钢中，插入过程中旋转脱硫喷枪不旋转，同时喷吹载气、冷却空气和钝化石灰粉，下降至旋转脱硫喷枪工作位置时，旋转并改为喷吹脱硫剂进行旋转喷吹脱硫；

43、所述插入过程中，还喷吹冷却空气；

44、所述插入过程中，冷却空气和载气的流量为9~20 nm3/h；

45、所述插入过程中，钝化石灰粉的喷吹流量为旋转喷吹脱硫时的钝化石灰粉喷吹流量的65%~85%；

46、所述旋转脱硫喷枪的工作位置距半钢罐罐底的垂直距离为210~450 mm。

47、优选的，所述旋转的旋转速度为60~160 r/min；

48、所述旋转喷吹脱硫时，钝化石灰粉的喷吹流量为35~50 kg/min；

49、所述旋转喷吹脱硫时，钝化镁粉的喷吹流量为7~13 kg/min；

50、所述旋转喷吹脱硫的载气速度为9~20 nm3/h；

51、所述旋转喷吹脱硫的时间为10~30 min；

52、所述半钢脱硫后还包括扒除脱硫渣的步骤；

53、所述扒除脱硫渣后铁水的裸露面积为80%~95%。

54、本发明提供了旋转喷吹脱硫剂在半钢脱硫工艺中的应用；所述半钢为铁水提钒后的半钢；所述旋转喷吹脱硫剂具体为采用旋转脱硫喷枪置于半钢中旋转喷吹脱硫剂。与现有技术相比，本发明针对现有铁水条件差，含s量高，脱硫工位脱硫负荷重且脱硫成本高居不下的问题，采用旋转喷吹工艺替代单一kr和喷吹工艺，将现有复合喷吹工艺喷枪改为带桨叶的旋转喷枪喷吹工艺，喷孔由单孔或者3~4孔组成，另在渣金界面接触处增加圆环型凸台（增厚）以提高喷枪寿命。本发明关键在于对旋转喷枪工作位置、喷枪转速、喷入脱硫剂钙镁比、喷吹流量和喷吹时间进行特定的设计后，大幅度降低了钢厂的脱硫成本和脱硫时间，为钢厂产生巨大的经济效益。

55、本发明提供的新型半钢脱硫工艺，有效地结合了底部喷吹与旋转，脱硫效果更好，时间更短，喷吹脱硫剂量更少。金属镁在喷吹进半钢后其表现形式为气化或者溶解进半钢中，底部喷吹能延长镁蒸气在半钢中的停留时间，使反应更加充分，而旋转能加速脱硫剂与半钢的混匀时间，使之与半钢充分接触，提高脱硫剂的利用率。本发明提供的喷枪增加凸台后，喷枪使用寿命显著增加，增加30炉次，而且喷枪增加侧吹后，粉剂的侧边行程变长，使混匀时间进一步缩短，另搅拌还能切割气体和上浮脱硫产物，进一步延长脱硫剂在半钢中的时间，反应效果进一步加强。本发明通过将复合喷吹脱硫工艺转变为旋转喷吹脱硫工艺，实现了氧化提钒后钝化镁粉与钝化石灰粉的高效协同复合脱硫反应，而且进一步通过调整旋转转速、喷枪工作位、喷吹流量、载气和冷却空气流量、增加凸台等措施，达到了提高脱硫效率和半钢深脱硫一次命中率的目的并且提高了喷枪的使用寿命缩短了工序时间，具有脱硫铁损少、脱硫剂成本低、脱硫渣硫容量大、生产节奏快和脱硫剂利用率高等优点。

56、实施结果说明，采用本发明提供的旋转喷吹后，能有效解决半钢含s量高，脱硫工位脱硫负荷重、脱硫铁损大且脱硫成本高居不下等问题，提高钢厂的经济效益。