CN103451373A - 一种用于转炉炼钢的镁球及其生产工艺 - Google Patents

一种用于转炉炼钢的镁球及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种用于转炉炼钢的镁球及其生产工艺，将废弃的镁碳砖,用PC0606颚式破碎机破碎成5-50mm的颗粒，再置于4R3216的雷蒙磨内，加工成为3mm以下的粉末备用；将废弃的铝碳砖,用PC0606颚式破碎机，破碎成5-50mm的颗粒，再置于4R3216的雷蒙磨内，加工成为3mm以下的粉末备用；选用粒度小于1mm的白云石粉末备用;将镁碳砖：铝碳砖：白云石粉末：水,按照质量百分比80:15:4.5：0.5的比例混匀,置于钢渣粉压球机中制成20mm的球体,在20-50℃的温度下烘干后,得镁球。转炉在不使用白云石时，每炉镁球加入量为0.6-2.8吨。

Description

一种用于转炉炼钢的镁球及其生产工艺
技术领域
本发明涉及炼钢废弃的镁碳砖和铝镁碳砖的回收利用，制备MgO含量大于40%的镁球，用于转炉炼钢的前期，替代部分白云石的造渣辅料，起到优化转炉冶炼造渣工艺、改善炼钢环境污染的作用。
背景技术
作为炼钢容器的转炉、电炉与钢包使用的耐火材料，60%的耐火材料为镁碳砖和铝镁碳质砖等，这些以氧化镁为主成分的耐火材料，在炼钢使用后，由于炼钢过程的冶金化学反应影响了原有的成分和结构，将砖体分为原质层、变质层、反应层的三层结构，砖体中间含有SiO2、Al2O3等物质，作为耐火材料的再生料使用，工艺复杂，生产成本较高。目前有少量的作为补炉料和溅渣改性剂使用，但是加工工艺低端，并且砖体原质层含有的石墨碳，在高温作用下形成的碳素纤维结构，影响了其在溅渣改进过程中的解体和熔解，故其用量有限，即使用于盛装铁水的铁水包和鱼雷罐使用的铝碳砖，废弃以后，内部也混杂有杂物，难以作为再生料使用。
检索文献披露：（1）蒋宏,李春雷,张怀军在《包钢科技》2001（4）发表的论文“高碳镁球在溅渣护炉工艺中的应用”中间有“高碳镁球与终渣反应快、粘度大,降低渣中氧化铁效果显著,可完全替代普通镁球应用于转炉终渣改质,从而改善溅渣护炉的效果。”的表述。（2）田守信、姚金甫在《耐火材料》2007,41（6）上发表的论文“再生镁碳砖的性能、使用和质量控制”一文中间有“由于再生镁碳砖中间掺入了大量的再生料，再生料的质量及其稳定性将直接影响再生砖的质量及其稳定性。要想在工业化过程中把再生镁碳砖的质量稳定在高水平上，就必须把影响再生砖质量的每个环节都控制好。”的表述。（3）朱新华，冯聚和，李玲珍溅渣护炉技术发展现状及其应用，河北理工学院学报2006（4）该文献介绍了转炉溅渣护炉工艺的特点,以及为了实现这一工艺目的,转炉冶炼过程中普遍使用轻烧白云石、镁钙石灰、白云石压块等含氧化镁的渣料、没有提及使用镁碳砖制作镁球应用于转炉炼钢的内容。由以上文献可知，目前还没有在转炉炼钢过程中，***而有效的利用废弃镁碳砖和铝镁碳砖的方法。
本发明利用废弃镁碳砖和铝碳砖结合，压制成为含有以MgO为主成分，Al2O3为辅助成分的镁球，具有镁球和化渣剂的两种功能，其1：将转炉吹炼过程中渣中需求的氧化镁，全部或者大部分由氧化镁含量较高的废弃镁碳砖制备的镁球提供，全量或者部分替代传统炼钢工艺使用的白云石，减少了对于资源的依赖性，有利于减少转炉冶炼过程中产生的渣量；其2：氧化镁含量较高的废弃为主原料制备的镁球，含有4%～12%的石墨碳成分，是降解转炉渣中氧化铁含量最有效的成分，故能够完全替代转炉使用的压渣剂，在降解渣中氧化铁的同时，消泡压渣，稠化转炉的炉渣，实现减少倒炉倒渣时间或者不倒炉出钢的目的。本工艺减少了炼钢厂对于白云石的需求量，节约了资源。
发明内容
本发明的目的在于：利用炼钢厂废弃镁碳砖和镁铝碳砖含有较高氧化镁的特点，添加部分的白云石粉末，使之造球，应用于转炉炼钢，实现炼钢废弃物的循环利用，达到节能减排的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种用于转炉炼钢的镁球及其生产工艺，以120吨转炉生产为例，分步骤实施；
步骤1配料：
1）将废弃的镁碳砖,挑拣出杂物，用PC0606颚式破碎机破碎成5-50mm的颗粒，再置于4R3216的雷蒙磨内，加工成为3mm以下的粉末，备用；
2)将废弃的铝碳砖,挑拣出杂物,用PC0606颚式破碎机，破碎成5-50mm的颗粒，再置于4R3216的雷蒙磨内，加工成为3mm以下的粉末，备用；
3)选用粒度小于1mm的白云石粉末，备用;其中MgCO3含量为52%；CaCO3含量为45%；SiO2含量为3%；
步骤2制球：
将镁碳砖1）：铝碳砖2）：白云石粉末3）：水,按照质量百分比80:15:4.5：0.5的比例混匀,置于钢渣粉压球机中制成20mm的球体,在20-50℃的温度下烘干后,得镁球;
步骤3投加：
在转炉开吹的同时或者开吹前30s，加入石灰和镁球，其中镁球的加入量占自总重量的65-80%，剩余的20-35%在冶炼终点倒炉前30s加入，此时转炉按正常冶炼程序作业。
所述生产工艺，转炉在使用含MgO为30%的白云石时,每炉镁球加入量为2.5-5.5吨;在不使用白云石时，每炉镁球加入量为0.6-2.8吨。
本发明的技术原理：利用机械力化学原理，将炼钢厂废弃镁碳砖和镁铝碳砖破碎后磨粉到，激发其活性，再添加少量的白云石粉末（主成分MgCO3），压制造球,在转炉开吹的同时加入，镁球加入转炉以后，球体中间的MgCO3受热分解，促使镁球迅速碎裂，镁球之间的各个成分参与造渣，随着熔池的温度升高,镁球中间的Al2O3与渣中的CaO反应，产生各类低熔点的铝酸盐，协助化渣，具有萤石和锰基化渣剂的作用，同时转炉初渣碱度较低，氧化镁的熔解反应最快，镁球能够快速的参与成渣反应，氧化镁与渣中的CaO反应，产生低熔点的钙镁橄榄石相，有助于化渣。随着冶炼的进程，碱度的不断的提高，渣中的氧化镁开始析出产生新相，起到调整炉渣流动性，减少炉衬的侵蚀的作用。在冶炼前期，镁球中间的碳元素与渣中的氧化物，FeO/MnO反应，产生CO气泡上浮，有利于改善炉渣的透气性，增加反应界面。在转炉冶炼的终点，加入镁球，镁球中间的碳与渣中的氧化铁反应，氧化镁与氧化铝反应，产生铝镁尖晶石相，有助于消泡压渣，起到压渣剂和炉渣改性剂的作用。铝镁尖晶石在溅渣护炉以后，具有熔点高，抗冲刷的优点。当转炉的冶炼进行到终点时，炉渣碱度超过3.0以后，MgO在渣中的溶解度下降到8%，当渣中MgO含量超过其溶解度时，有一部分溶解的MgO以结晶态析出,这样能够最大限度的满足转炉保护炉衬,实现冶炼结束以后溅渣护炉工艺的展开,使用量低于使用白云石的量,还能够提高废钢加入的比例。
本发明基于以上的特点,不仅能够消化炼钢厂产生的工业废物,还能够优化冶炼的工艺，体现出极好的循环经济实例，彰显技术进步。
具体实施方式
以下结合实施例对发明作进一步说明。
实施例
以一座3×120吨转炉为例：转炉年产钢500万吨,每月产生3000吨的废弃镁碳砖，以及1500吨的铝碳砖,
配料制球：
1）将废弃的镁碳砖,挑拣出其中的杂物以后,使用徐工集团的ZL50G轮式装载机将其装入卡车,拉运到造球生产区域待用；
2)将废弃的铝碳砖,挑拣出其中的杂物以后,使用徐工集团的ZL50G轮式装载机将其装入卡车,拉运到造球生产区域待用；
3)采购部分的白云石粉末,白云石粉末的成分为：MgCO3:52%；CaCO3:45%；SiO2:3%，粒度小于1mm，将其拉运到造球生产区域待用；
4)将以上镁碳砖、镁铝砖原料使用山东九昌重工科技有限公司生产的外形尺寸1300×1400×1400mm的PC0606颚式破碎机，破碎成为5或25或50mm的颗粒，再将料颗粒加入到上海建设路桥机械设备有限公司生产的型号为4R3216的雷蒙磨内，加工成为3mm以下的粉末待用。
5)按照镁碳砖/镁铝砖/白云石粉末/水分按照质量比80:15:4.5：0.5的比例混匀,使用郑州市科华电器设备有限公司生产的钢渣粉压球机或者耐火材料压球机压制成20mm的球体,在20或35或50℃的温度下烘干，得镁球。
投加方式：
1)将制好的镁球拉运到转炉炼钢厂副原料区域,使用皮带机将镁球运输到转炉冶炼使用的高位料仓待用；
2）转炉使用含MgO为30%的白云石每炉加入3.5吨，换算的镁球加入量为每炉1.8吨，即不使用白云石，每炉加入镁球1.8吨即可，也可以将镁球和白云石搭配使用，以氧化镁总含量满足冶炼的需要为原则。
3)转炉吹炼，在开吹的同时或者开吹前30s，加入第一批石灰和镁球，第一批镁球的加入量占镁球自总量的65%～80%，剩余20-35%的在冶炼终点倒炉前30s，一次性加入，转炉按照正常的冶炼程序进行冶炼即可。
本工艺的有益效果：
1、有效的解决了炼钢厂镁碳砖和镁铝碳砖规模化的处理问题，以附加值最大化的模式将炼钢镁碳砖加以处理,对于环境的保护效益显著。
2、含有MgO、Al2O3两种成分的镁球，能够同时减少或者替代白云石、萤石、化渣剂，在炼钢生产中使用，减少了冶炼过程中的渣辅料消耗，降低了冶炼成本。
3、制作镁球的综合成本费用为350元/吨,使用镁球以后，白云石的使用量减少,每使用一吨的镁球,可以节约白云石1.5～1.8吨的白云石,按照白云石每吨500元目前的市场价格计算,节约1.5×500-350=400元,一个年产500万吨的钢厂,废弃镁碳砖每月产生3000吨,可以制作3400吨的镁球,节约成本136万元以上。

Claims (2)

1.一种用于转炉炼钢的镁球及其生产工艺，其特征在于：以120吨转炉生产为例，分步骤实施；
步骤1配料：
1）将废弃的镁碳砖,挑拣出杂物，用PC0606颚式破碎机破碎成5-50mm的颗粒，再置于4R3216的雷蒙磨内，加工成为3mm以下的粉末备用；
2) 将废弃的铝碳砖,挑拣出杂物, 用PC0606颚式破碎机，破碎成5-50mm的颗粒，再置于4R3216的雷蒙磨内，加工成为3mm以下的粉末备用；
 3)选用粒度小于1mm的白云石粉末备用;其中MgCO3含量为52%；CaCO3含量为45%；SiO2含量为3%；
步骤2制球：
将镁碳砖1）：铝碳砖2）：白云石粉末3）：水,按照质量百分比80:15:4.5：0.5的比例混匀,置于钢渣粉压球机中制成20mm的球体, 在20-50℃的温度下烘干后,得镁球;
步骤3投加：
在转炉开吹的同时或者开吹前30s，加入石灰和镁球，其中镁球的加入量占自总重量的65-80%，剩余的20-35%在冶炼终点倒炉前30s加入，此时转炉按正常冶炼程序作业。
2.根据权利要求1所述生产工艺，其特征在于：转炉在使用含MgO为30%的白云石时,每炉镁球加入量为2.5-5.5吨;在不使用白云石时，每炉镁球加入量为0.6-2.8吨。
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