CN101845536A

CN101845536A - 基于lf炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101845536A
Application number: CN 201010174311
Authority: CN
Inventors: 金爱军; 文光华; 胡道峰; 唐萍; 王朝东; 张悦; 翟卫江; 王一海
Original assignee: Chongqing University; Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Chongqing University; Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2030-05-18
Also published as: CN101845536B

Abstract

本发明是一种基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂及其制备方法，由65～85％LF炉精炼废渣，10～30％活性石灰，5～15％工业苏打组成。LF炉精炼废渣由CaO 50～60％，Al₂O₃25～35％，SiO₂4～8％，MgO 4～7％，MnO+FeO 0.5～1.0％，P₂O₅0.005～0.02％，S 0.01～0.3％组成；活性石灰含CaO 90～94％，活性度350～380ml/4N-HCl，粒度0.5～3.0mm；工业苏打Na₂CO₃99.2％，粒度0.5～1.0mm。制备方法为将LF炉精炼废渣和活性石灰加工成粒度0.5～3.0mm，按照上述比例混合搅拌均匀、干压成型，粒度25～35mm，防水包装。本发明在加入量为4～6Kg/t条件下，脱硫率可达到30％以上，全氧量降低率大于25％，热顶煅合格率由80％提高到95％，实现了LF炉精炼废渣的资源化利用，有利于钢铁企业节能减排。

Description

基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金行业炼钢过程中使用的辅助材料，涉及一种在转炉出钢过程中向钢包内加入的作为吸附脱氧夹杂物使用的钢水复合渣洗剂，具体的说是一种基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂及其制备方法。

背景技术

钢水二次精炼工艺技术主要包括挡渣出钢、合成渣洗、炉渣改质、白渣精炼和喂线与钢中夹杂物形态控制、钢水温度、成分精确控制以及真空脱碳、脱气、夹杂物上浮分离等核心技术，其中合成渣洗是钢水二次精炼工艺中应用最为广泛的技术，主要冶金功能是吸附脱氧产物(夹杂物)，从而达到净化钢液的目的。

传统渣系主要是CaO-SiO₂-CaF₂渣系和CaO-CaF₂-Al₂O₃渣系，一方面SiO₂含量高容易增硅和增氧，不利提高钢水洁净度；同时，由于CaF₂的存在，钢包耐材侵蚀速度快，污染环境，不宜采用。传统的铝酸钙合成精炼渣则采用炉窑高温预熔的方法获得，能耗和成本高。

中国发明专利(名称：以LF精炼炉渣为原料的转炉助熔剂及其生产方法、专利申请号：200710159128.2)的申请文件所公开的技术方案表明将LF精炼炉渣用于转炉炼钢助熔剂，但作为转炉出钢过程中向钢包内加入的渣洗剂还未见报道。名称为：钢水精炼剂及制备方法，专利申请号为200710052744.8的中国发明专利申请文件所公开了钢水精炼剂由钢包炉精炼废渣、CaO和Al₂O₃混和物以及粘结剂(氯化镁溶液)组成，制备方法为将上述各组分均匀混合后制粒，然后放入加热炉中在600℃～900℃条件下加热1.5～3小时，出炉后自然冷却。该专利除了没有明确钢包炉精炼废渣是什么条件下的精炼渣外，在成分组成和制备方法上也不科学合理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺陷，提出一种基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂及其制备方法，可以吸附脱氧产物和脱去钢水中的硫，利用LF炉精炼渣废料，实现了LF炉精炼废渣的资源化利用。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂，由LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打组成，所述各组分的重量百分比为：LF炉精炼废渣65～85％，活性石灰10～30％，工业苏打5～15％；LF炉精炼废渣按重量百分包括以下组分：CaO 50～60％，Al₂O₃ 25～35％，SiO₂ 4～8％，MgO 4～7％，MnO+FeO0.5～1.0％，P₂O₅ 0.005～0.02％，S 0.01～0.3％；活性石灰中CaO含量为90～94％；工业苏打中Na₂CO₃含量为99.2％。

基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂的制备方法，首先将LF炉精炼废渣破碎加工成粒度为0.5～3.0mm，将活性石灰破碎加工成粒度为0.5～3.0mm，将工业苏打破碎加工成粒度为0.5～1.0mm，将LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打按权利要求1所述的比例混匀，然后采用干压成型的方法制成粒度为25～35mm的球，最后成品采用防潮包装。

作为本发明优选的技术方案：

LF炉精炼废渣粒度0.5～3.0mm；活性石灰粒度0.5～3.0mm，活性石灰活性度350～380ml/4N-HCl；工业苏打粒度0.5～1.0mm。

LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打的重量百分比为：LF炉精炼废渣：74％，活性石灰：17％，工业苏打：9％；LF炉精炼废渣按重量百分比包括以下组分：CaO：57％，Al₂O₃：31％，SiO₂：6％，MgO：5％，MnO+FeO：0.8％，P₂O₅：0.02％，S：0.18％；活性石灰按重量百分比包括以下组分：CaO：93％，SiO₂：5％，MgO：2％。

LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打的重量百分比为：LF炉精炼废渣：65％，活性石灰：30％，工业苏打：5％；LF炉精炼废渣按重量百分比包括以下组分：CaO：50％，Al₂O₃：35％，SiO₂：8％，MgO：6％，MnO+FeO：0.7％，P₂O₅：0.01％，S：0.29％；活性石灰按重量百分比包括以下组分：CaO：94％，SiO₂：3％，MgO：3％。

LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打的重量百分比为：LF炉精炼废渣：85％，活性石灰：10％，工业苏打：5％；LF炉精炼废渣按重量百分比包括以下组分：CaO：60％，Al₂O₃：25％，SiO₂：7％，MgO：7％，MnO+FeO：0.74％，P₂O₅：0.01％，S：0.25％；活性石灰按重量百分比包括以下组分：CaO：90％，SiO₂：6％，MgO：4％。

本发明的钢水复合渣洗剂，随钢流加入或加入钢包底部受钢水混冲，起到脱硫、去夹杂渣洗的明显效果，脱硫率可达到30％以上，钢中氧化物夹杂可得到有效控制，全氧量降低率大于25％。这对不经过LF炉处理，只经Ar站处理的钢水尤为重要，热顶煅合格率可由80％提高到95％。

本发明钢水复合渣洗剂及其制备方法是以回收LF炉精炼废渣为基料，添加一定比例的活性石灰和苏打，采用干压成型的方法制成一定粒度的球，在转炉出钢过程中加入钢包内，起到吸附脱氧产物SiO₂、Al₂O₃和脱去钢水中硫的作用；此外，由于钢水复合渣洗剂的基本原料是利用钢铁企业内部的LF炉精炼渣废料，实现了LF炉精炼废渣的资源化利用，符合钢铁企业节能减排和循环经济的发展需要。

本发明与传统渣洗剂(也称合成渣、精炼剂)相比，由于采用低SiO₂含量(小于8％)的CaO-Al₂O₃-SiO₂渣系，即铝酸钙渣系，这种渣系不仅具有高的硫容量，而且具有强的吸收Al₂O₃、SiO₂脱氧产物的能力。本发明利用钢铁企业内部的LF炉精炼废渣(CaO+Al₂O₃为75～90％的铝酸钙)作为渣洗剂的基本原料，在添加一定量的活性石灰和苏打条件下，实现了LF炉精炼渣的循环利用。

从制备方法来看，本发明专利将LF炉精炼渣粉与石灰粉和工业苏打粉(或称工业纯碱)混合，采用干压成型的方法，不经过高温加热处理，水份小于0.5％，有利于防止钢液增氢，同时在使用过程中也无烟尘飞扬，有利于环境保护。

本发明相对于现有技术，具有如下特点：(1)钢水复合渣洗剂基渣采用铝酸钙渣系，这种渣系不仅具有高的硫容量，而且具有强的吸收Al₂O₃、SiO₂脱氧产物的能力；同时，添加的活性石灰一方面具有脱硫的能力，还能和脱氧产物Al₂O₃形成与基渣成分接近的低熔点铝酸钙化合物；此外，添加的工业苏打受热分解形成Na₂O和CO₂气体，Na₂O进一步强化脱硫，而CO₂气体加强钢液搅拌，改善化学反应和吸附脱氧产物的动力学条件。(2)作为钢水复合渣洗剂基渣的铝酸钙渣采用钢铁企业内部的LF炉精炼废渣，实现了LF炉精炼废渣的资源化利用，符合钢铁企业节能减排和循环经济的发展需要。(3)钢水复合渣洗剂制备方法采用干压成型的方法，不经过高温加热处理，水份小于0.5％，有利于防止钢液增氢，同时在使用过程中也无烟尘飞扬，有利于环境保护。(4)钢水复合渣洗剂特别适合优质碳素钢低成本的生产，在不经过LF炉精炼处理的条件下充分发挥转炉出钢过程中钢包内钢水合成渣洗的作用，实现低成本的洁净钢生产。

具体实施方式

实施例一

本实施例的LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打的重量百分比为：LF炉精炼废渣：74％，活性石灰：17％，工业苏打：9％。

LF炉精炼废渣按重量百分比包括以下组分：CaO：57％，Al₂O₃：31％，SiO₂：6％，MgO：5％，MnO+FeO：0.8％，P₂O₅：0.02％，S：0.18％。

活性石灰按重量百分比包括以下组分：CaO：93％，SiO₂：5％，MgO：2％。

LF炉精炼废渣粒度0.5mm；活性石灰粒度0.5mm，活性石灰活性度350ml/4N-HCl；工业苏打粒度0.5mm。

本实施例的基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂的制备方法，首先将LF炉精炼废渣破碎加工成粒度为0.5mm，将活性石灰破碎加工成粒度为0.5mm，将工业苏打破碎加工成粒度为0.5mm，将LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打按以上比例混匀，然后采用干压成型的方法制成粒度为25mm的球，最后成品采用防潮包装。

本实施例的钢水复合渣洗剂，随钢流加入或加入钢包底部受钢水混冲，起到脱硫、去夹杂渣洗的明显效果，脱硫率可达到36％，钢中氧化物夹杂可得到有效控制，全氧量降低率30％，热顶煅合格率由80％提高到95％。加入量为4Kg/t钢。

实施例二

本实施例的LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打的重量百分比为：LF炉精炼废渣：65％，活性石灰：30％，工业苏打：5％。

LF炉精炼废渣按重量百分比包括以下组分：CaO：50％，Al₂O₃：35％，SiO₂：8％，MgO：6％，MnO+FeO：0.7％，P₂O₅：0.01％，S：0.29％。

活性石灰按重量百分比包括以下组分：CaO：94％，SiO₂：3％，MgO 3％。

LF炉精炼废渣粒度2.0mm；活性石灰粒度2.0mm，活性石灰活性度360ml/4N-HCl；工业苏打粒度0.8mm。

本实施例的基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂的制备方法，首先将LF炉精炼废渣破碎加工成粒度为2.0mm，将活性石灰破碎加工成粒度为2.0mm，将工业苏打破碎加工成粒度为0.8mm，将LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打按权利要求1所述的比例混匀，然后采用干压成型的方法制成粒度为30mm的球，最后成品采用防潮包装。

本实施例的钢水复合渣洗剂，随钢流加入或加入钢包底部受钢水混冲，起到脱硫、去夹杂渣洗的明显效果，脱硫率可达到40％，钢中氧化物夹杂可得到有效控制，全氧量降低率35％，热顶煅合格率由80％提高到95％。加入量为5Kg/t钢。

实施例三

本实施例的LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打的重量百分比为：LF炉精炼废渣：85％，活性石灰：10％，工业苏打：5％。

LF炉精炼废渣按重量百分比包括以下组分：CaO：60％，Al₂O₃：25％，SiO₂：7％，MgO：7％，MnO+FeO：0.74％，P₂O₅：0.01％，S：0.25％。

活性石灰按重量百分比包括以下组分：CaO：90％，SiO₂：6％，MgO：4％。

LF炉精炼废渣粒度3.0mm；活性石灰粒度3.0mm，活性石灰活性度380ml/4N-HCl；工业苏打粒度1.0mm。

本实施例的基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂的制备方法，首先将LF炉精炼废渣破碎加工成粒度为3.0mm，将活性石灰破碎加工成粒度为3.0mm，将工业苏打破碎加工成粒度为1.0mm，将LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打按权利要求1所述的比例混匀，然后采用干压成型的方法制成粒度为35mm的球，最后成品采用防潮包装。

本实施例的钢水复合渣洗剂，随钢流加入或加入钢包底部受钢水混冲，起到脱硫、去夹杂渣洗的明显效果，脱硫率可达到38％，钢中氧化物夹杂可得到有效控制，全氧量降低率35％，热顶煅合格率由80％提高到95％。加入量为6Kg/t钢。

本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims

1.基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂，其特征在于：

由LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打组成，所述各组分的重量百分比为：

LF炉精炼废渣 65～85％

活性石灰 10～30％

工业苏打 5～15％；

所述LF炉精炼废渣按重量百分包括以下组分：

CaO 50～60％

Al₂O₃ 25～35％

SiO₂ 4～8％

MgO 4～7％

MnO+FeO 0.5～1.0％

P₂O₅ 0.005～0.02％

S 0.01～0.3％；

所述活性石灰中CaO含量为90～94％；

所述工业苏打中Na₂CO₃含量为99.2％。

2.如权利要求1所述的基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂，其特征在于：所述LF炉精炼废渣粒度0.5～3.0mm；所述活性石灰粒度0.5～3.0mm，所述活性石灰活性度350～380ml/4N-HCl；所述工业苏打粒度0.5～1.0mm。

3.如权利要求1或2所述的基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂，其特征在于：所述LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打的重量百分比为：LF炉精炼废渣：74％，活性石灰：17％，工业苏打：9％；所述LF炉精炼废渣按重量百分比包括以下组分：CaO：57％，Al₂O₃：31％，SiO₂：6％，MgO：5％，MnO+FeO：O.8％，P₂O₅：0.02％，S：0.18％；所述活性石灰按重量百分比包括以下组分：CaO：93％，SiO₂：5％，MgO：2％。

4.如权利要求1或2所述的基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂，其特征在于：所述LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打的重量百分比为：LF炉精炼废渣：65％，活性石灰：30％，工业苏打：5％；所述LF炉精炼废渣按重量百分比包括以下组分：CaO：50％，Al₂O₃：35％，SiO₂：8％，MgO：6％，MnO+FeO：0.7％，P₂O₅：0.01％，S：0.29％；所述活性石灰按重量百分比包括以下组分：CaO：94％，SiO₂：3％，MgO：3％。

5.如权利要求1或2所述的基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂，其特征在于：所述LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打的重量百分比为：LF炉精炼废渣：85％，活性石灰：10％，工业苏打：5％；所述LF炉精炼废渣按重量百分比包括以下组分：CaO：60％，Al₂O₃：25％，SiO₂：7％，MgO：7％，MnO+FeO：0.74％，P₂O₅：0.01％，S：0.25％；所述活性石灰按重量百分比包括以下组分：CaO：90％，SiO₂：6％，MgO：4％。

6.如权利要求1所述基于LF炉精炼废渣的钢水复合渣洗剂的制备方法，其特征在于：首先将LF炉精炼废渣破碎加工成粒度为0.5～3.0mm，将活性石灰破碎加工成粒度为0.5～3.0mm，将工业苏打破碎加工成粒度为0.5～1.0mm，将LF炉精炼废渣、活性石灰和工业苏打按权利要求1所述的比例混匀，然后采用干压成型的方法制成粒度为25～35mm的球，最后成品采用防潮包装。