CN105200192B

CN105200192B - 钢水精炼渣及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN105200192B
Application number: CN201510711839.0A
Authority: CN
Inventors: 冉孟伦; 张敏; 曾建华
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2018-01-26
Anticipated expiration: 2035-10-28
Also published as: CN105200192A

Abstract

本发明涉及一种钢水精炼渣及其制备方法和应用，属于冶金领域。本发明提供一种钢水精炼渣，其化学成分及其重量配比为：CaO 30～40％、MAl 25～35％、SiO₂2～4％、Al₂O₃15～25％，其碱度控制在6～13。本发明生产的预熔型铝酸钙系精炼渣成渣快、脱氧脱硫能力强。

Description

钢水精炼渣及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种钢水精炼渣及其制备方法和应用，属于冶金领域。

背景技术

目前，钒铁冶炼后的尾渣主要用于耐材生产领域或直接废弃，注余渣也多数废弃或用于建筑行业，其利用率较低，且不能充分发挥该类渣的冶金特点，导致浪费严重且造成环境污染。现有对这些废渣的利用有如下公开技术：

专利申请1：“钒铁型渣沟浇注料”，申请号：201310121595.1。该方法的特点是：将生产钒铁时产生的钒铁渣进行回收利用生产渣沟浇注料，浇注料的抗热震性和抗渣侵蚀性更佳，实用寿命更长。

专利申请2：“低硅铝镇静钢铸余渣基精炼剂及其制备方法”，申请号：201110199195.3；该方法是：以低硅铝镇静钢注余渣86～96％，萤石1～6％，铝粉3～8％，无机结合剂2～4％为原料生产精炼剂，控制碱度5～6，用于LF精炼造渣，成渣效果好，成品硫控制在50ppm以下。

专利申请1也是一种钒铁尾渣的资源化利用方法，以钒铁尾渣为原料生产耐火材料，充分利用了其Al₂O₃高、耐火度好的特点，降低了尾渣的排放；但用于耐火材料，不能充分利用尾渣中富含的金属铝。专利申请2回收低硅铝镇静钢注余渣，然后以其为主要原料生产精炼剂，成渣效果好，脱硫效率高，成品硫在50ppm以下，但其碱度5～6相对较低，金属铝含量3～8％，也较低，对钢渣的脱氧脱硫效果有限。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种以钒铁尾渣和注余渣共同做为原料加工成的精炼渣，不但高效综合回收了固体废弃物，降低了排放，还充分综合利用了2种尾渣的理化特点(预熔型、高Al₂O₃含量、碱性、富含金属铝等)，生产的预熔型铝酸钙系精炼渣成渣快、脱氧脱硫能力强。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种钢水精炼渣，其化学成分及其重量配比为：CaO 30～40％、MAl 25～35％、SiO₂ 2～4％、Al₂O₃ 15～25％，其碱度控制在6～13。

进一步，所述钢水精炼渣的粒度为25～60mm。

进一步，上述钢水精炼渣以下述各原料混合制备而成，各原料及其重量配比为：

钒铁尾渣22～28份，注余渣18～25份，铝粉28～35份，石灰20～25份，粘结剂≤3份。

进一步，所述钒铁尾渣的成分满足：CaO 12～20wt％、MgO 10～20wt％、MAl 3～8wt％、Al₂O₃ 60～70wt％。

所述注余渣的成分满足：CaO 32～52wt％、MgO 4～11wt％、SiO₂ 12～30wt％、Al₂O₃ 10～25wt％。

所述钒铁尾渣和注余渣的粒径＜3mm。

所述钒铁尾渣为冶炼钒铁产生的尾渣；所述注余渣为钢水浇注结束后剩余的尾渣。

所述粘结剂选自木质素类、纤维素类、糊精类、水玻璃类中的至少一种。

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述钢水精炼渣的制备方法：将钒铁尾渣、注余渣、铝粉、石灰和粘结剂搅拌混匀，然后冷压成型、干燥即得所述钢水精炼渣；其中，各原料的重量配比为：钒铁尾渣22～28份，注余渣18～25份，铝粉28～35份，石灰20～25份，粘结剂≤3份。

本发明要解决的第三个技术问题是提供上述钢水精炼渣的使用方法，在转炉出钢或精炼过程中加入钢包内，对于预脱氧钢，其加入量为2～3kg所述钢水精炼渣/t钢；对于高级别管线钢，其加入量为3～5kg所述钢水精炼渣/t钢。

本发明要解决的第四个技术问题是提供钒铁尾渣和注余渣的回收利用方法，将其用来制备钢水精炼渣，具体为：将钒铁尾渣、注余渣和铝粉、石灰复配，外加粘结剂搅拌混匀，再冷压成型、干燥即得钢水精炼渣；各原料的重量配比为：钒铁尾渣22～28份，注余渣18～25份，铝粉28～35份，石灰20～25份，粘结剂≤3份。所述粘结剂选自木质素类、纤维素类、糊精类、水玻璃类中的至少一种。

本发明的有益效果：

本发明将冶炼钒铁产生的尾渣和钢水浇注结束后剩余的注余渣进行破碎筛分，配加一定量的铝粉和石灰，开发出一种高效的钢水精炼渣，不仅实现了对钒铁尾渣和注余渣等冶金尾渣的资源化综合利用，在降低了固体废弃物的排放的同时，还可对钢渣进行高效的脱氧脱硫和去除夹杂。

具体实施方式

本发明申请人对2种尾渣进行认真分析，充分利用钒铁尾渣中预熔性Al₂O₃含量高且含有一定量的金属铝的特点，以及预熔型注余渣为碱性的情况，将该2种尾渣共同做为原料制成精炼渣。在转炉出钢或精炼过程中加入钢包内，可快速成渣，并参与脱氧脱硫，预脱氧钢加入2～3kg/t钢，可使渣中FeO含量从18％降到7％，高级别管线钢加入3～5kg/t钢，可在45min以内将钢中硫由0.005％脱至10ppm以下。

本发明所采用的钒铁尾渣，其中预熔Al₂O₃含量高，用作精炼渣，其成渣速度快，且含有一定量的金属铝，在精炼渣中可参与脱氧脱硫，其主要成分为：CaO 12～20％、MgO 10～20％、MAl 3～8％、Al₂O₃ 60～70％。

本发明所采用的注余渣，为预熔料，且呈碱性，其主要成分为：CaO 32～52％、MgO4～11％、SiO₂ 12～30％、Al₂O₃ 10～25％。

本发明以钒铁尾渣和注余渣共同为原料生产的预熔型铝酸钙系精炼渣，其主要成分为：CaO 30～40％、MAl 25～35％、SiO₂ 2～4％、Al₂O₃ 15～25％，碱度控制在6～13。在转炉出钢或精炼过程中加入钢包内，预脱氧钢加入2～3kg/t钢，可使渣中FeO含量从18％降到7％，高级别管线钢加入3～5kg/t钢，可在45min以内将钢中硫由0.005％脱至10ppm以下。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

钢水精炼渣(预熔型铝酸钙系精炼渣)的制备，包括如下步骤：

1)将冶炼钒铁产生的尾渣和钢水浇注结束后剩余的注余渣进行破碎筛分，留下3mm以下的备用；所用钒铁尾渣和注余渣的化学成分如表1所示；

2)取原料钒铁尾渣、注余渣、铝粉和石灰，配加1％的高分子有机淀粉糊化复合粘结剂进行搅拌混匀得混原料；各原料的重量配比关系如表2所示；

3)将上述混匀料进行冷压成型，粒度为25～60mm；

4)最后干燥即得炼钢精炼用精炼渣，其碱度为8。

实施例2-4

精炼渣的制备过程同实施例1，只是各原料配比及成分不同，具体原料参数参见表1和表2。所得精炼渣的碱度分别为：6(实施例2)、7(实施例3)、13(实施例4)。

表1 钒铁尾渣和注余渣主要成分

表2 制备预熔型铝酸钙系精炼渣的原料组分及其重量百分比

实施例	钒铁尾渣	注余渣	铝粉	石灰	粘结剂
						1	22	22	35	20	1
2	28	18	28	25	1
						3	24	25	30	20	1
4	22	23	32	22	1

实施例5

将实施例1所得钢水精炼渣用于预脱氧钢炉渣的脱氧，具体过程为：

1)出钢过程不进行脱氧合金化，挡渣出钢；

2)出钢1/3到1/2之间加入0.8～1.5Kg.t^-1活性石灰；

3)LF精炼过程加入0.2～0.5Kg.t^-1活性石灰；

4)LF精炼结束后3min内加入本发明精炼渣1～4Kg.t^-1。

使用本发明实施例精炼渣后，预脱氧钢炉渣中的FeO含量如表3所示；

此外，我们还考察了现有工艺对同样钢种的脱氧效果，即其在预脱氧过程中添加了活性石灰、调渣剂和铝丸，成渣时间为5min，其脱氧结果如表3所示。

本发明的表3和表4中，调渣剂的主要成分为：CaO 30～40％、MAl 5～10％、SiO₂15～25％、Al₂O₃ 15～25％，碱度为2～3。

表3 本发明所得精炼渣对预脱氧钢炉渣的脱氧

实施例6-8

应用方法同实施例5，仅活性石灰和精炼渣的加入量及成渣时间不同，具体量如表3所示。精炼后的脱氧效果如表3所示。

实施例9

将实施例1所得钢水精炼渣用于高级别管线钢的脱硫，具体过程为：

1)挡渣出钢，出钢过程加入1～1.5Kg.t^-1活性石灰；

2)出钢结束后，向钢包内加入0.5～2Kg.t^-1本发明精炼渣；

3)LF进站后，先加热化渣，5min后开始加入本发明精炼渣；

4)精炼渣实行分批加入，每批加入量不超过0.5Kg.t^-1，在此过程中，可加入0.5～1.0Kg.t^-1的活性石灰，直至精炼结束。

使用本发明实施例精炼渣后，高级别管线钢脱硫后所得成品硫含量如表4所示；

此外，我们还考察了现有工艺对同样钢种的脱硫效果，即其在预脱硫过程中添加了活性石灰、调渣剂和铝丸，脱硫时间为50min，其脱硫结果如表4所示。

表4 本发明所得精炼渣对高级别管线钢的脱硫

实施例10-12

应用方法同实施例9，仅活性石灰和精炼渣的加入量及脱硫时间不同，具体量如表4所示。精炼后的脱硫效果如表4所示。

Claims

1.钢水精炼渣，其特征在于，其化学成分及其重量配比为：CaO 30～40％、MAl 25～35％、SiO₂ 2～4％、Al₂O₃ 15～25％，其碱度控制在6～13。

2.根据权利要求1所述的钢水精炼渣，其特征在于，所述钢水精炼渣的粒度为25～60mm。

3.根据权利要求1或2所述的钢水精炼渣，其特征在于，所述钢水精炼渣由下述各原料混合制备而成，各原料及其重量配比为：

4.根据权利要求3所述的钢水精炼渣，其特征在于，

所述钒铁尾渣的成分满足：CaO 12～20wt％、MgO 10～20wt％、MAl 3～8wt％、Al₂O₃ 60～70wt％；或

5.根据权利要求3所述的钢水精炼渣，其特征在于，所述钒铁尾渣和注余渣的粒径＜3mm。

6.根据权利要求4所述的钢水精炼渣，其特征在于，所述钒铁尾渣和注余渣的粒径＜3mm。

7.根据权利要求3所述的钢水精炼渣，其特征在于，所述粘结剂选自木质素类、纤维素类、糊精类、水玻璃类中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的钢水精炼渣，其特征在于，所述粘结剂选自木质素类、纤维素类、糊精类、水玻璃类中的至少一种。

9.权利要求1或2所述的钢水精炼渣的制备方法，其特征在于，将钒铁尾渣、注余渣、铝粉、石灰和粘结剂搅拌混匀，然后冷压成型、干燥即得所述钢水精炼渣；其中，各原料的重量配比为：钒铁尾渣22～28份，注余渣18～25份，铝粉28～35份，石灰20～25份，粘结剂≤3份。

10.权利要求3所述的钢水精炼渣的制备方法，其特征在于，将钒铁尾渣、注余渣、铝粉、石灰和粘结剂搅拌混匀，然后冷压成型、干燥即得所述钢水精炼渣；其中，各原料的重量配比为：钒铁尾渣22～28份，注余渣18～25份，铝粉28～35份，石灰20～25份，粘结剂≤3份。

11.权利要求4所述的钢水精炼渣的制备方法，其特征在于，将钒铁尾渣、注余渣、铝粉、石灰和粘结剂搅拌混匀，然后冷压成型、干燥即得所述钢水精炼渣；其中，各原料的重量配比为：钒铁尾渣22～28份，注余渣18～25份，铝粉28～35份，石灰20～25份，粘结剂≤3份。

12.钢水精炼渣的使用方法，其特征在于，在转炉出钢或精炼过程中将钢水精炼渣加入钢包内，对于预脱氧钢，其加入量为2～3kg所述钢水精炼渣/t钢；对于高级别管线钢，其加入量为3～5kg所述钢水精炼渣/t钢；所述钢水精炼渣为权利要求1～8任一项所述的钢水精炼渣，或由权利要求9～11任一项所述的方法制得的钢水精炼渣。

13.钒铁尾渣和注余渣的回收利用方法，其特征在于，用钒铁尾渣和注余渣来制备钢水精炼渣，即将钒铁尾渣、注余渣和铝粉、石灰复配，外加粘结剂搅拌混匀，再冷压成型、干燥即得钢水精炼渣；各原料的重量配比为：钒铁尾渣22～28份，注余渣18～25份，铝粉28～35份，石灰20～25份，粘结剂≤3份。

14.根据权利要求13所述的钒铁尾渣和注余渣的回收利用方法，其特征在于，所述钒铁尾渣的成分满足：CaO 12～20wt％、MgO 10～20wt％、MAl 3～8wt％、Al₂O₃ 60～70wt％；所述注余渣的成分满足：CaO 32～52wt％、MgO 4～11wt％、SiO₂ 12～30wt％、Al₂O₃ 10～25wt％。