RH复合脱硫剂的开发及在太钢精炼工序中的试验

康彦萍

（太钢矿业分公司东山石灰石矿， 山西 太原 030003）

RH真空处理脱硫由于具有处理周期短、生产能力大、精炼效果好等独特的优越条件在深脱硫处理工艺中备受重视，在顶部料仓配加喷粉后，使电工钢、管线钢、IF钢等成品硫含量控制在50×10-6以下很容易实现。各炼钢厂根据自身实际情况的不同在RH处理过程采用不同的脱硫剂[1]。

由于RH真空处理时间短的特点，要求脱硫造渣料成渣速度快，满足该要求的脱硫剂主要有两大类[2-3]：一类是以石灰和铝矾土为主要组成，经熔融成铝酸钙，其熔点大大降低，用于RH脱硫时成渣速度快，对耐材侵蚀很小，但这类脱硫剂碱度低，并且石灰经熔融后反应活性下降，因此脱硫率不够理想，难以满足钢水深脱硫要求；另一类是以石灰和萤石为组成混合而成，这类脱硫剂虽然由于萤石的存在对插入管有一定程度侵蚀，但从综合成本来考虑这种脱硫效果最理想，目前各大钢厂使用的该类脱硫剂大多采用石灰和萤石分开加入的方式，这种分开加入的方式极易造成物料不均，从而导致对RH插入管耐材侵蚀严重，且有F2生成，污染环境[4-5]。

除了对耐材侵蚀的问题，在真空精炼脱硫过程中，脱硫剂的C含量要有严格控制，小于0.15%，若高于此值，在精炼超低碳钢时常出现成品钢水增碳现象。目前使用的大多脱硫剂中含有一定的碳，在脱硫过程中会造成钢水一定程度的增碳，特别是对一些低碳、超低碳钢种增碳影响严重。普通冶金石灰的残留C含量很高，萤石原矿也伴生有CaCO3，这样均对成品存在潜在的风险，更为主要的是萤石大比例的添加，对RH精炼插入管的侵蚀非常严重，往往几个炉次之后，插入管不是结大量的渣子，就是被侵蚀断裂，对连续的生产组织带来影响，增加耐材的用量，助推了炼钢的成本。

基于以上考虑，研究一种既能保证深脱硫又不会对RH插入管耐材造成严重侵蚀，且不会对钢水造成增碳的RH用脱硫剂就显得十分有必要。

1 RH复合脱硫剂

本文研究的RH复合脱硫剂所用原料为超低碳石灰[6]和金属钙渣。超低碳石灰是用高温回转窑煅烧石灰石所得。金属钙渣是一种高纯石灰加高纯金属铝粉经挤压造球后在惰性气体保护下煅烧还原金属钙后留下的残渣，主要成分为CaO和Al2O3的铝酸钙物质，其他微量。作为金属钙制备的副产品铝酸钙具有较低的熔点，高温流动性，吸附夹杂物的能力强，自身具有脱硫、脱磷、去气功能，对耐材没有侵蚀。具体原料指标见表1。

表1 RH复合脱硫剂原料指标要求 %

两种原料粒径要求：≤0.5 mm。

该脱硫剂采用的原料种类较少，且无Al、Mg等贵金属和B2O3、BaO等助熔剂，原料成本低，生产工艺简单；脱硫剂的粒度对脱硫剂的熔化速度和脱硫反应速度有直接影响，粒度越小，熔化速度越快，脱硫反应速率越快，但受处理环境的限制，脱硫剂的粒度不能过小，否则脱硫剂将会被吸入真空管网中，从而影响脱硫剂的利用率和真空管网的使用寿命。因此，成品粒度控制在3～8 mm是比较合理的。该脱硫剂对电工钢、IF钢、超低碳钢等钢种的精炼脱硫使用均有明显效果。减少了由于CaF2的使用而造成的环境污染，提高了RH浸入管和真空管网的使用寿命。脱硫剂成品指标见表2，产品见图1。

2 生产工艺（见图2）

表2 RH复合脱硫剂产品化学指标（质量分数） %

图1 RH复合脱硫剂产品

为避免物料偏析不均，使用过程中产生粉尘，该脱硫剂采用造粒挤压设备，以此实现对环境友好的要求。具体工艺步骤包括：

1）将所需原料粉碎至0.5 mm以下。

2）将所需原料金属钙渣30%～40%、超低碳石灰60%～70%按比例混合均匀。

3）将混合均匀的物料加入造粒设备。

4）通过造粒设备将物料压成条状或圆柱状物料。

5）将块状料导入破碎机粉碎，经过振动筛筛分成3～8 mm粒度的成品。

图2 生产工艺流程图

3 工业试验结果

将成品在80 t RH精炼炉上进行硅钢脱硫试验，共试验104炉，平均加入量为350～700 kg，RH合金化最后一批合金加入后根据到站钢水S等条件，加入产品循环8 min以上。平均脱硫率52.48%。加入后几乎不增碳、不回硫，对插入管侵蚀较轻，试验结果如表3。

表3 试验试用结果

采用该脱硫剂后，生产超低碳钢时在RH精炼过程中可获得30%～60%的脱硫率，在处理前w（s）为0.0027%的条件下，处理后成品w（s）小于0.0013%，确保了产品的成才率，解决了现有技术中RH真空处理脱硫时存在的脱硫率低、对耐火材料侵蚀较大，熔化慢，对钢液有增碳风险的问题。

4 结论

1）该脱硫剂成渣快，脱硫效率达30%以上，终渣成分稳定，流动性好，有利于净化钢水。

2）该脱硫产品几乎不含碳，不会向钢水尤其是超高牌号硅钢、纯铁、管线钢增碳，使钢水成分得到保证。

3）由于挤压造粒设备的使用，该脱硫剂使用时对环境友好。

4）该产品生产工艺简单，资源利用充分，价格便宜，生产成本低，可以降低炼钢成本。

5）从冶金效果看，金属钙渣价格低廉且为工业副产品，成分稳定，对钢水有害元素含量低，有利于钢水洁净，耐材寿命可提高。

6）由于金属钙渣属于副产品，易潮解、粉化，不易存放，容易对企业及周边产生严重的环境污染，且造成一定的安全隐患。该脱硫剂不仅低成本地利用了金属钙渣副产品，而且保护了环境，有很大的经济效益、社会效益和环境效益。