专利名称：混铁炉内用镁进行铁水脱硫的方法与实现该方法的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用含镁制剂进行铁水脱硫的方法及实现该法所用的设备，确切地说是混铁炉内用镁进行铁水脱硫的方法与实现该方法的设备。
背景技术：
在已知的用镁处理铁水的方法(美国专利3880411号)与实现该法的装置(中国专利9223935.4和美国专利3880411号)中，松散的镁料是通过加衬的耐火喷枪(喷枪的出口端带气化室)，从上而下潜入铁水借助于载气射流喷吹入铁水包内的。
现有的经验表明，在实际钢铁生产条件下，已知的一些方法和设备并不是总能合理地处理铁水。当铁水包内铁水量不够多时，当铁水包内缺少自由空间(未装铁水的空间)时，当车间高度不够时，当不具备安装带潜入式喷枪的脱硫设备所需要的各种平台时，当要求向车间频繁运送装有铁水的铁水包时以及还有其它一些原因，都无法用已知的方法和设备合理的处理铁水。
同时，在许多钢铁厂中都采用固定式的混铁炉作业，从混铁炉中把铁水倒入转炉铁水包中再送入炼钢设备机组。一般情况下，混铁炉中铁水重量不少于300t，而熔体上方有足够的自由空间。迄今为止，未能实现在这些混铁炉中处理铁水的作业，其中就包括铁水脱硫作业。
曾有过一些采用已知的方法和设备在固定式混铁炉中进行铁水脱硫的尝试，但均未能取得良好效果，主要原因下1、混铁炉直径太大，同时混铁炉与电动桥式天车之间的自由空间高度却不大，因而不允许采用上插式潜入喷枪喷吹处理铁水的方法和设备。
2、必须通过混铁炉上喉口把高炉罐中的铁水注入混铁炉中，这实际上排除了在混铁炉上方布置喷料设备(包括喷镁)的可能性3、混铁炉中存在生成低碱度、低硫容的活性渣，这就使铁水脱硫的效果和可能性大幅度下降，甚至在很多情况下还会发生渣中的硫返回到铁水中的情形；4、现有混铁炉的装备与工作组织，实际上不能控制混铁炉中渣况。
5、混铁炉上采用的气体火焰加热系统，增大了从渣向铁水回硫的危险性，也降低了采用上插潜入式耐火喷枪的可能性。
6、频繁的倾斜混铁炉注入高炉铁水的作业(一个工作位态)和从混铁炉向转炉铁水包出铁水的作业(第二个位态)，基本上排除了在混铁炉上采用上插喷吹设备进行铁水脱硫的可能性。
另外还有一系列不能采用小铁水包和混铁炉内进行铁水脱硫的原因。结果使许多钢铁厂根本不能进行铁水脱硫，这对铁水炼钢的技术经济指标和所产钢材的质量都有很负面的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种混铁炉内用镁为铁水脱硫的方法与实现该方法的设备。为在混铁炉中喷镁进行铁水脱硫，要改变一下混铁炉现有的工作制度、维护作业的构成和工艺。混铁炉一般有两个工作位态。第一个位态(见附图1)--向混铁炉注入铁水的喉口4处于垂直位(混铁炉的A-A轴垂直)。第二个位态(见附图3)--混铁炉按顺时针方向朝出铁口俯倾，把铁水从混铁炉1倒入转炉铁水包18中；混铁炉在这个位态时A-A轴向右倾斜。
为了实施本发明中的方法，要为混铁炉提供第三个工作位态(见附图2)，混铁炉逆时针(朝出铁口相反的方向)仰倾。在这个工作位态时实现铁水脱硫通过安装在出铁水口炉口6对面炉壁中的喷嘴16喷吹镁料进行脱硫。这时侧部喷嘴(喷枪)安装在(位于)混铁炉1的耐火壁中。当混铁炉处在通常的两个工作位态时，喷嘴16的出口高于熔体表面。通过喷嘴16不停的吹送氮气或其它非氧化性气体，混铁炉内便造就了进行脱硫过程的良好氛围。侧部喷嘴16通过导料管17接到装有镁料的计量给料器14上，或者接到装有其它精炼剂的另一个计量给料器15上，这就保证了对铁水的喷吹法脱硫。
铁水的处理方式如下混铁炉从第一个工作位态(附图1)倾翻到第三个工作位态(附图2)，这时侧部喷嘴16(通过该喷嘴一直吹送着氮气)被铁水熔体淹没，铁水产生鼓泡。这时接通给料器14供镁，根据铁水初硫量和程序要求的铁水目标硫，把规定量的镁剂喷入。
为防止脱硫后炉渣中的硫再返回铁水中，通过喉口4，从料仓8或料仓13用计量加料器9并借助于系统11和12把混成粒级的含钙含镁物料(比如，白云石化的石灰，煅烧白云石，煅烧石灰等)加入到混铁炉中，配入量为0.02～0.30kg/kg渣。这种物料在铁水吹炼过程中与混铁炉中原有的渣充分搅拌，修正了渣中CaO和MgO的含量，从而提高了炉渣的吸硫能力。
在铁水用镁脱硫过程中(附图2)，通过鼓风装置5送入氮气或还原性气体。鼓风装置5配置在出铁口中，脱硫时便位移到了上方位置(见附图2)。这种方法校正了混铁炉空间(铁水和渣熔体的上方)的气氛，这有利于影响铁水脱硫时的质量交换过程而提高脱硫效率。
在喷入规定量的镁剂后，停止供镁，把混铁炉旋回到初始的第一工作位态(见附图1)，这时侧部喷嘴16又高出熔体表面，通过喷嘴继续吹入非氧化性气体。
用镁在混铁炉中给铁水脱硫的这一方法和实施该方法所用的设备，比其它已知的方法具有以下优点1、当不能用传统方法处理铁水时，使用该法可达到所要求的任何脱硫深度；2、造成了对镁和其它脱硫剂最有效利用的良好条件，这是由于被处理的铁水最大(300t以上)和可以修正炉渣容纳硫的能力；3、由于可调整炉内空间的气氛，从而提高了镁的利用率；4、保证了不使高硫渣随铁水进入炼钢机组的条件；5、不需要金属用量大而笨重的设备来制做耐火喷枪和将其插入铁水中。
此外，采用该法时基建投资最省、操作简单、精炼可能性多、效率高、运行费用低、温降和随渣铁损最少的优点。
图1实施在混铁炉中喷吹镁脱硫方法的设备-工艺流程原理图。
图2向混铁炉中喷镁脱硫原理图及脱硫期间混铁炉的位态。
图3把渣吹离出铁喉口原理图及从混铁炉向转炉铁水包出铁期间混铁炉的位态。
图中1-混铁炉；2-铁水；3-渣；4-往混铁炉内倒铁水的注铁喉口；5-喷吹装置；6-由混铁炉往铁水包内倒铁水的出铁水炉口；7-扒(除)渣机；8-R1料罐；9-计量给料器；10-称重装置；11-由料罐8与13往混铁炉口给料系统；12-移动盘；13-R2料罐；14-装有离散剂(镁)的计量喷吹给料器；15-装有离散剂R3的计量喷吹给料器；16-由给料器14与15往铁水中喷吹脱硫剂的喷嘴；17-往喷嘴16送离散料的物料导管柔软段；18-装有脱硫铁水的铁炉包。
具体实施例方式
实施例1在600t混铁炉中脱硫。炉内铁水实际重量400t。铁水初始硫含量0.03％，铁水温度1300℃。炉渣量为8kg/t铁水。
脱硫采用了籽粒化的镁，载气为干燥至露点-40℃的氮气。喷吹期间氮气耗量为95Nm3/h(通过直径为11.5mm的喷嘴喷吹)。镁单耗为0.24kg/t铁水。处理一炉用镁量96公斤。喷镁强度8kg/min。喷镁持续时间为12分钟。采用石灰生产中的废弃料作为调整渣况的添加料，用量为0.18kg/kg渣(或者表示为1.4kg/t铁)。未见有铁水温降。处理后铁水中的硫含量为0.009％。脱硫率为70％。镁利用率89％(含铁水中残留的镁)。转炉铁水包中无渣。
实施例2用600t混铁炉处理铁水。炉内铁水重量490t。铁水初始硫量0.035％。铁水温度1305℃。炉内渣量9kg/t铁。
喷吹颗粒镁脱硫。载气——干燥氮。铁水表面上方的氮流量为170Nm3/h，喷吹镁(喷嘴直径11.5mm)。期间氮流量100Nm3/h。镁单耗为0.39kg/t铁水，处理一炉用镁147kg。喷镁强度9kg/min。喷吹镁待续时间16.2分钟。白云石化的石灰单耗——0.17kg/kg渣(粒级为5～20mm)。喷镁后铁水温度1301℃。铁水脱硫后含硫量为0.004％。脱硫率88.6％。镁利用率(含铁水中残留镁)91％。转炉铁水包中无渣。
通过喷嘴16和喷吹装置5送入非氧化性气体把混铁炉中铁水表面的渣吹动位移。通过喷嘴16喷气时渣被吹得向出铁口和流渣炉口6的方向移动；鼓风装置5则是在混铁炉处于第二工作位态时(见附图3)把渣吹离流渣炉口6，从而防止从混铁炉出铁时渣落入到转炉铁水包18中。这后一种情况为炼钢工序，尤其是冶炼低硫钢时创造了利用脱硫铁水的有利条件。
先后依次运用鼓风装置5、喷嘴16和扒渣机7再与修正渣成份的作业(从料仓加入R1、R2物料，见附图1)相互配合，使我们能够灵活的控制混铁炉工作时渣况、用镁脱硫时的渣况，也能抑制向炼钢机组供应不含渣的脱硫铁水。
有两个因素能够保证通过混铁炉壁上的侧部喷嘴可靠的吹入非氧化性气体或者携带镁的中性气体射流。第一个——当喷嘴通道直径≤12mm时，容易在喷嘴出口处达到很高的气流速度(接近于极限速度)，这就保证了对通道出口处的冷却并防止了熔体进入通道中。第二个——喷嘴工作的可靠性可达到双保险喷嘴16做成可更换并且容易更换的。
本发明中与混铁炉中配套使用的其他装置如扒(除)渣机、R1料罐、计量给料器、称重装置、由料罐8与13往混铁炉口给料系统、移动盘、R2料罐、装有离散剂(镁)的计量喷吹给料器、装有离散剂R3的计量喷吹给料器等与现有技术相同。脱硫剂等铁水处理剂用量的计算采用的方法与现有技术也相同。
因此，所引用该法的实例(在混铁炉中喷吹镁脱硫，调整修正炉中渣况，从混铁炉向转炉铁水包出铁)表明本发明可以解决所要求的铁水脱硫任务，包括深脱硫任务，而且防止了高硫渣落入到转炉铁水包中。
权利要求
1.混铁炉内用镁进行铁水脱硫的方法，包括将铁水倒入混铁炉内，在混铁炉内喷镁处理铁水，往混铁炉内加各种处理剂和将脱硫铁水从混铁炉中倒入转炉包内，其特征在于混铁炉(1)可以朝出铁水的炉口(6)的反向仰倾，形成第三工作位—脱硫位，混铁炉(1)的出铁水的炉口(6)对面的炉侧壁上安有专用的侧喷嘴(16)，其喷嘴(16)的出口在混铁炉处于正常位置时高于铁水(3)的液面，此喷嘴(16)一直喷入非氧化气体，而混铁炉(1)向脱硫位倾翻时，侧喷嘴潜入铁水液面以下，向铁水喷吹脱硫剂，此时，用安在出铁水炉口(6)上部的鼓风装置(5)喷入氮气或具有还原能力的气体，用来修正混铁炉(1)中的气氛和渣况。
2.根据权利要求1所述的混铁炉内用镁进行铁水脱硫的方法，其特征在于为了防止硫从渣返回铁水和炉渣侵蚀炉衬，通过注铁喉口(4)向熔体表面加入0.02～0.30kg/kg渣含钙含镁物料用以修正渣的组成。
3.根据权利要求1或2所述的混铁炉内用镁进行铁水脱硫的方法，其特征在于为了防止炉渣随铁水进入铁水包并继而进入炼钢机组，出铁时要通过混铁炉(1)的出铁水炉口(6)上部的鼓风装置(5)喷吹非氧化气体作用到渣上，而在用刮板式扒渣机扒渣时则从侧部的混铁炉筒壁上的侧喷嘴进行喷吹作用于渣以配合扒渣作业。
4.根据权利要求1或2或3所述的混铁炉内用镁进行铁水脱硫的方法，其特征在于经混铁炉侧壁往铁水中喷镁的侧喷嘴(16)要做成可更换式的，但其内径始终≤12mm。
5.一种如权利要求1所述的混铁炉内用镁进行铁水脱硫的混铁炉，其特征在于混铁炉(1)可以朝出铁水的炉口(6)的反向仰倾，形成第三工作位—脱硫位，混铁炉(1)的出铁水的炉口(6)对面的炉侧壁上安有专用的侧喷嘴(16)，其侧喷嘴(16)的出口在混铁炉处于正常位置时高于铁水(3)的液面，此侧喷嘴(16)可喷入非氧化气体，而混铁炉(1)向脱硫位倾翻时，侧喷嘴(16)潜入铁水液面以下，可向铁水喷吹脱硫剂。
全文摘要
本发明公开了一种在混铁炉内用镁进行铁水脱硫的方法与实现该方法的设备。实现了在混铁炉内进行脱硫，包括深脱硫，而且防止了高硫渣落入到转炉铁水包中。本发明中的混铁炉可以朝出铁水的炉口的反向仰倾，形成第三工作位——脱硫位，混铁炉的出铁水的炉口对面的炉侧壁上安有专用的侧喷嘴，其侧喷嘴的出口在混铁炉处于正常位置时高于铁水的液面，此喷嘴一直喷入非氧化气体，而混铁炉向脱硫位倾翻时，侧喷嘴潜入铁水液面以下，向铁水喷吹脱硫剂，此时，用安在出铁水炉口上部的鼓风装置喷入氮气或具有还原能力的气体，用来修正混铁炉中的气氛和渣况。本发明可使许多钢厂实现铁水脱硫，使炼钢的经济技术指标和品种钢的产量均有较大提高。
文档编号C22C33/10GK1718756SQ200510046759
公开日2006年1月11日 申请日期2005年6月27日 优先权日2005年6月27日
发明者刘东业, 舍甫钦柯A.ф., 亚历山大罗夫B.A., 巴什马科夫A.M., 德沃斯金B.B., 维尔贡A.C., 舍甫钦柯B.H, 雷恩佳∏.C 申请人:刘东业