专利名称：利用碳酸钡系渣料对含铬铁水同时脱磷脱硫的方法
技术领域：
本发明属于冶金工业铁水预处理领域，具体涉及到利用磷硫容量高的碳酸钡系渣料对含铬铁水同时脱磷脱硫的方法，能同时把磷硫降到较低的水平，从而为生产不锈钢或其他优质钢提供条件。
背景技术：
我国粗钢产量已经突破3亿吨，但是优质钢和普通钢的比例还有待提高，钢中磷硫夹杂对钢材性能有极大危害，对于纯净钢要求S、P、O、N、H五元素含量和小于100ppm。当前我国铁水预处理主要用于脱硫，脱磷在转炉内进行，这样增加了转炉的负担，增加了渣量，也延长了转炉吹炼时间。即使有三脱预处理，也是把脱磷和脱硫分开，这样不仅增加了投资，也增加了处理费用和生产周期，所以铁水预处理急待改进。
随着我国经济实力的不断增强，不锈钢用量迅速上升，目前我国的不锈钢产量仅能满足51％的需求，可以看出我国不锈钢产量有巨大的提升空间。然而我国的铬资源并不丰富，大量的低品位铬矿未能开发应用，所以，以高炉冶炼含铬铁水作为生产不锈钢的主要原料，具有十分重要的意义。磷在不锈钢中的危害主要表现在两方面，一是不锈钢中的磷含量超过一定值后，将产生“冷脆”现象，导致在低温下容易脆裂、冲击性能大幅度下降，二是影响不锈钢的抗应力腐蚀性能，因为磷对不锈钢抗应力腐蚀性能十分敏感。硫可以大幅度降低不锈钢的冲击韧性，而且还引起“热脆”。但是，不锈钢脱磷一直是冶金中的一个难题，而部分不锈钢由不锈钢返回料冶炼，这样钢中磷越集越高，以致难以生产出高质量的不锈钢，所以在铁水预处理阶段脱除磷硫对生产高级不锈钢有重要意义。由于铬的存在对脱磷带来很大困难，因为铬与氧结合的自由能比磷小很多，而且铬降低磷的活度，如果把现在通用的钙系脱磷渣料用于含铬铁水脱磷，则不但不能脱磷，而且其中铬会烧损殆尽。铁水中碳含量比不锈钢要高很多，而碳提高磷的活度，有利于磷的脱除，所以开发含铬铁水预处理脱磷技术对我国不锈钢产业有重要意义。
发明内容
本发明针对目前含铬(2％～10％)铁水脱磷难、铬烧损严重和铁水预处理脱磷、脱硫需要分两步的问题，本发明提供一种利用碳酸钡系渣料对含铬铁水同时脱磷脱硫的方法。该方法可有效地脱磷，同时能把硫脱到较低的水平，而且能有效地保铬。
本发明所提供的脱磷脱硫方法具体过程如下(1)首先将含铬生铁脱硅，脱硅时二元碱度为1.5，其他与常规脱硅法相同，把脱硅后含铬生铁用于脱磷，要求含铬生铁中铬含量在2％-10％之间，磷含量小于0.08％，碳饱和，即含碳5％左右，脱硅后硅含量小于0.15％。
(2)在常压下、空气气氛中，用高温炉或中频感应炉加热，在高温炉内加热的步骤为1420℃熔化含铬生铁，待铁水熔清后，分两批加入配制好的重量为含铬生铁10％的碳酸钡系渣料，间隔2分钟，保温30分钟后，取样分析成分；在中频感应炉内加热的步骤如下升温熔化含铬生铁，熔清后，连续加入重量为含铬生铁10％的碳酸钡系渣料，搅拌，10分钟后取样分析成分。
所用碳酸钡系渣料中各组分以及重量百分比为BaCO3含量50％-100％，FeO含量0～50％，Cr2O3含量0％～5％之间。用该碳酸钡系渣料可以把磷最低脱到0.01％以下，能稳定地脱磷到0.02％以下，并且能同时稳定地把硫脱到0.008％，而对于含铬铁水中铬的烧损小于1％。
该方法的优点在于(1)一次处理同时把磷硫降低到较低水平。
现在铁水预处理主要集中在脱硫，即使有脱硫、脱磷，也因为两者热力学上的冲突分两个工位处理，这样加大了铁水温降，影响后续上序。用本发明可以一步完成脱磷、脱硫的任务。
(2)适用于多种铁水条件。
当前铁水预处理渣只能用于普通铁水脱硫或者脱磷，不能用于含铬铁水，而本发明可以用于含铬2％～10％的铁水(3)不仅节约处理费用，同时也减小投资，缩短生产周期。
由于传统铁水预处理采用两步法，需要建两个处理工位，采购两套处理设备，这样不仅加长了处理时间，也增加了处理费用，增加了投资。采用本发明可以一步完成，节约了处理费用，同时也减小投资，缩短了生产周期。
(4)可以用含铬铁矿作为氧化剂代替FeO和Cr2O3，减少加工工序和节约成本。
具体实施例方式实施例1含铬生铁用量为200克，碳酸钡系渣料量为含铬生铁量的10％，即20克，渣中含50％的BaCO3、45％的FeO和5％的Cr2O3。在硅钼高温炉内，1420℃大气气氛中，对含磷0.06％、含铬4.54％和含硫0.035％的含铬生铁，进行同时脱磷脱硫，渣料分两批加入，间隔2分钟，处理时间为30分钟，结果见表1。
表1脱磷脱硫前后金属成分(重量％)
实施例2含铬生铁用量为200克，碳酸钡系渣料量为含铬生铁量的10％，即20克，渣为100％的BaCO3。在硅钼高温炉内，1420℃大气气氛中，对含磷0.06％、含铬4.54％和含硫0.035％的含铬生铁，进行同时脱磷脱硫，渣料分两批加入，间隔2分钟，处理时间为30分钟，结果见表2。
表2脱磷脱硫前后金属成分(重量％)
实施例3含铬生铁用量为200克，碳酸钡系渣料量为含铬生铁量的10％，即20克，渣为100％的BaCO3。中频感应炉内，熔化含磷0.08％，含铬5％，含硫0.035％的含铬生铁，目测熔清后，连续加入BaCO3，不断搅拌，10分钟后取样检测，结果见表3。
表3脱磷脱硫前后金属成分(重量％)
实施例4含铬生铁用量为300Kg，碳酸钡系渣料量为含铬生铁量的10％，即30Kg，渣为100％的BaCO3。500kg中频感应炉内，熔化含磷0.085％，含铬4.58％，含硫0.038％的含铬生铁，熔清后，连续加入BaCO3，不断搅拌，10分钟后取样检测，结果见表4。
表4脱磷脱硫前后金属成分(重量％)
权利要求
1.利用碳酸钡系渣料对含铬铁水同时脱磷脱硫的方法，其特征在于该方法由如下步骤组成(1)首先将含铬生铁脱硅，脱硅时二二元碱度为1.5，其他与常规脱硅法相同，把脱硅后含铬生铁用于脱磷，要求含铬生铁中铬含量在2％-10％之间，磷含量小于0.08％，碳饱和，即含碳5％左右，脱硅后硅含量小于0.15％；(2)在常压下、空气气氛中，用高温炉或中频感应炉加热，在高温炉内加热的步骤为1420℃熔化含铬生铁，待铁水熔清后，分两批加入配制好的重量为含铬生铁10％的碳酸钡系渣料，间隔2分钟，保温30分钟后，取样分析成分；在中频感应炉内加热的步骤如下升温熔化含铬生铁，熔清后，连续加入重量为含铬生铁10％的碳酸钡系渣料，搅拌，10分钟后取样分析成分。
2.根据权利要求1所述的利用碳酸钡系渣料对含铬铁水同时脱磷脱硫的方法，其特征在于所述的碳酸钡系渣料中各组分及重量百分比为BaCO3含量50％-100％，FeO含量0～50％，Cr2O3含量0％～5％。
全文摘要
本发明提供一种利用碳酸钡系渣料对含铬铁水同时脱磷脱硫的方法，属于冶金工业铁水预处理领域。该方法主要是在常压下、空气气氛中，用高温炉或中频感应炉对脱硅后的含铬生铁进行加热，添加碳酸钡系渣料的量为含铬生铁量的10％，该方法所用碳酸钡系渣料由BaCO
文档编号C21C7/076GK1948514SQ200610097440
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者王世俊, 刘丽霞, 王泉, 张峰, 彭军 申请人:安徽工业大学