[发明专利]一种铁水搅拌脱硅的方法

说明书

技术领域

本发明属于铁水预处理技术领域，特别是涉及一种铁水搅拌脱硅的方法，适用于在转炉、电炉炼钢前对铁水实施脱硅的预处理，亦可用于铸造生铁之铁水脱硅精炼。

技术背景

钢铁冶炼和铸造生铁过程的脱硅有利于有效降低炼钢成本，提高产品质量。由于脱硅工艺、材料和设备的局限，目前国内冶金行业的工业化生产中，整体还没有达到采用脱硅技术的水平。未经脱硅处理或处理不到位的铁水在后继工序中存在渣量大、铁损多等问题，不利于转炉技术经济指标的提升，也不利于冶炼纯净优质钢。

一种曾被采用的脱硅方法是在高炉出铁沟内直接加入脱硅剂。这种做法简便易行，但脱硅剂用量大，铁水降温大，效果不稳定。脱硅渣易被冲入到铁水包中，存在扒渣时渣铁分离困难的问题。此外，处理时产生的大量浓烟污染环境，影响作业视线，不利于人身健康。预脱硅向炉内脱硅的方向发展，产生了喷枪在铁水而上的顶喷法和喷枪插入铁水的喷吹法等。这二种方法中，处理剂与铁水的反应动力学条件较差，脱硅率偏低，且使用气态氧也产生了较严重的溢渣和环境等问题，采用的厂家日渐稀少。例如，有的钢铁公司采用了向专用转炉或包内吹氧脱硅的方法，具有一定的脱硅效果。但是实验发现，这种做法普遍存在渣铁分离困难，产生挂炉挂包严重等缺陷。加上实施这种工艺投资大，操作复杂，耗时长等因素，并不适合推广应用。发明专利CN 1435495A公开了一种高炉铁水预处理脱硅的方法，包括专用脱硅装置、分步吹氧方法以及脱硅剂的加入，实现了铁水分步吹氧、机械搅拌、自动排渣的炉前脱硅的工艺。这种方法需要一种介于高炉和铁水罐之间的专门的装置或者容器，存在着设备占地大、耐火材料消耗高等缺陷，同时这种方法需要吹气态氧，会造成较严重的环境污染，不利于可持续发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁水搅拌脱硅的方法，克服了上述方法设备占地大、耐火材料消耗高、环境污染等缺陷。

本铁水搅拌脱硅方法是分为降搅拌桨低速搅拌、加脱硅剂、搅拌桨高速搅拌脱硅，搅拌桨停止搅拌等四步完成，脱硅量在0.05重量%~0.40重量%之间。

本发明技术方案步骤如下：

步骤1：降搅拌桨低速搅拌，铁水罐进入铁水预处理工位，铁水液面到罐沿的净空高度在1.2m~1.8m，扒渣，搅拌桨降入铁水内搅拌，搅拌桨是由钢结构外包耐火材料构成的四叶或三叶的搅拌桨，用机械电动装置控制其升降和旋转，搅拌桨叶距铁水罐底留有安全距离，即插入深度D与铁水的深度H之比0.45～0.60之间，转速从0到70r/min。

步骤2：加脱硅剂，将固体脱硅剂通过喷吹装置以喷粉的方式加入铁水液面上，脱硅剂由粒状的烧结矿或氧化铁皮、石灰和萤石粉组成的混合料组成，脱硅剂的组分(重量百分比)为:CaO 0-50%，SiO₂ 0-20%，Fe₂O₃(或FeO) 30-100%，CaF₂ 0-20%，加入量根据脱硅量确定，每脱0.10%的硅加入烧结矿6.5±1.0kg/t铁水和混合料1.6±0.4kg/t铁水，或每脱0.10%的硅加入氧化铁皮4.6±0.9kg/t铁水和混合料1.7±0.4kg/t铁水，加入点在距漩涡中心1/4～1/2半径处，期间搅拌桨依旧维持低速搅拌70r/min。

步骤3：搅拌桨高速搅拌脱硅，搅拌桨在固定的插入深度下以旋转停顿再反向旋转、一直旋转、旋转停顿再顺向旋转三种方式其中的一种方式旋转，搅拌时间5～10min。

在上述三种搅拌方式旋转过程中搅拌桨可在固定的铁水插入深度D（插入深度指搅拌桨叶片底面距铁水罐底之间的距离）下旋转，也可以在这三种旋转方式下变化插入深度，即搅拌桨可以上升或下降一段距离，以铁水不剧烈飞溅和搅拌桨保持与罐底的安全距离为标准，这一距离的范围是插入深度D与铁水的深度H之比0.45～0.60之间，最优地，这一距离的范围是插入深度D与铁水的深度H之比0.50～0.55之间。

在固定插入深度下以三种方式旋转时，其搅拌能力大小依次为旋转停顿再反向旋转方式、一直旋转方式、旋转停顿再顺向旋转方式。脱硅量在0.20%～0.40%之间时选用旋转停顿再反向旋转方式，脱硅量在0.10重量%～0.30重量%之间时选用一直旋转方式，脱硅量在0.05重量%～0.15重量%之间时选用旋转停顿再顺向旋转方式。

旋转停顿再反向旋转方式的转速从0到150r/min再到负150r/min；

一直旋转方式的转速从70 r/min到150r/min；