CN115305313B - 一种转炉化渣剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转炉化渣剂及其制备方法和应用,所述转炉化渣剂是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质20‑30份,磁选处理赤泥35‑45份,氧化铁皮20‑30份,炼钢粉尘10‑15份,粘结剂5~10份;其制备方法是:首先将除粘结剂以外的其他原料分别破碎;然后将各种原料按重量份配比称量后加入搅拌机中混合均匀;再放入成型机中压制成型后,置于烘干机中烘干至含水量小于0.5%,即得;所述化渣剂在炼钢工艺中的应用,是将化渣剂随第一批渣料加入转炉中,可以缩短渣料的化渣时间;本发明化渣剂采用工业固废为原料,成本低廉,制备工艺简单,吨钢用量少,且化渣效果好,可有效改善炉渣流动性,实现转炉前期快速高效脱磷,提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金行业技术领域,特别是一种转炉化渣剂及其制备方法和应用。
背景技术
造渣是转炉炼钢的关键所在,铁水中的磷、硫等杂质主要靠造渣脱除,钢水中的夹杂物主要靠钢渣吸附去除,因此,前期渣快速熔化,尽快形成一定碱度、流动性好的炉渣是造渣操作的关键。而化渣剂的冶金性能良好,有助于前期炉渣的熔化,缩短转炉冶炼周期,提高生产效率,降低生产成本,提高经济效益,被广泛应用于转炉炼钢中。
公开号为CN103484602A的中国专利,公开了钢铁冶金用化渣剂,可有效降低石灰熔点,起到化渣助熔作用。公开号为CN107674939A的中国专利,公开了一种脱磷化渣剂,使得钢水磷含量低于0.01%,提高钢材性能。公开号为CN111334627A的中国专利,公开了一种冶金含氟化渣剂及其制备方法和应用,制备工艺简便,成渣速度快,提升了生产节奏。但上述专利中的化渣剂含有较高的F或Na,对转炉炉衬有较大的侵蚀作用,缩短炉衬寿命。
公开号为CN103993134A的中国专利,公开了一种炼钢用化渣剂及其使用方法,加入转炉后,利于脱磷,抑制炉渣返干,防止喷溅。公开号为CN103451355A的中国专利,公开了一种炼钢用复合化渣剂的生产工艺,采用固废作为原料,节能降耗,同时化渣效果好,预防后期炉渣返干。但上述专利中的化渣剂吨钢加入量较多,成本较高,且加入次数多,较为不便。
公开号为CN105586467A的中国专利,公开了一种冶金用化渣剂,化渣效果好,改善了熔池反应条件。公开号为CN107881284A的中国专利申请,公开了一种赤泥生产转炉化渣剂的方法,有效利用了赤泥。公开号为CN108018417A的中国专利,公开了炼钢转炉化渣剂及其制备方法,实现资源回收利用,改善转炉化渣情况。但上述专利中生产的化渣剂含有较高的SiO2,需加入较多石灰造碱性渣。
因此,针对现有技术存在的上述问题,研发一种成本低廉,化渣速度快,用量少的转炉炼钢用化渣剂十分必要。
发明内容
本发明的目的就是针对现有的转炉炼钢用化渣剂存在含氟、钠成分较高、对转炉炉壁有腐蚀作用,或用量较大、成本高且加入次数多,使用不方便,或含有二氧化硅、需要加入更多石灰造碱性渣的问题,提供一种转炉化渣剂及其制备方法和应用,本发明化渣剂制备工艺简单,化渣效果好,可实现转炉前期快速脱磷,并且吨钢用量少,成本较低。
本发明的一种转炉化渣剂,是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质20-30份,磁选处理赤泥35-45份,氧化铁皮20-30份,炼钢粉尘10-15份,粘结剂5-10份;
所述废弃铝电解质中Na3AlF6含量≥70%;
所述磁选处理赤泥中含有下述质量百分含量的成分:Al2O3:20%-25%,Na2O:15%-20%,Fe2O3:15%-20%,CaO:10%-20%,其余为杂质;
所述氧化铁皮T.Fe含量≥65%。
所述炼钢粉尘中含有下述质量百分含量的成分:T.Fe:50%-55%,CaO:3%-5%,Al2O3:2%-5%,其余为杂质;
所述粘结剂是炼钢脱磷剂界面改性剂和无镁矿相重构剂,重量比为1:1。
所述粘炼剂使用已申请专利产品:炼钢脱磷剂界面改性剂(CN201911050467.6,一种炼钢脱磷剂界面改性剂及改性脱磷剂制备和使用方法,生产厂家:沈阳钢中宝科技有限公司)和无镁矿相重构剂(CN202110631627.7,一种无镁矿相重构剂及制备方法和转炉炼钢造渣方法,生产厂家:郑州东升冶金新材料有限公司)。
本发明的一种转炉化渣剂,所述转炉化渣剂中含有下述质量百分含量的成分:F:3%-8%,CaO:3%-8%,Al2O3:15%-20%,Fe2O3:35%-45%,Na2O:20%-30%,其余为杂质。
优选地,本发明的一种转炉化渣剂,是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质26份,磁选处理赤泥41份,氧化铁皮26份,炼钢粉尘13份,粘结剂8份。
本发明的转炉化渣剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)原料破碎:将除粘结剂以外的其他原料分别破碎至粒度为1-3 mm;
(2)配料混匀:将各种原料按重量份配比称量配料后加入搅拌机中进行混合处理,原料混合好后加入粘结剂继续搅拌混合均匀;
(3)压制成型:将混合好的原料放入成型机中压制成型;
(4)烘干:将压制成型的化渣剂放置于烘干机中,在150-250 ℃下烘干60-100min,烘干至化渣剂含水量小于0.5%,分装,密封储存即得。
本发明的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用。
本发明的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用,是在转炉吹炼开始时,化渣剂随着第一批造渣料一起加入转炉中造渣,化渣剂的加入量为1-3 kg/t钢水,化渣时间15 s。
本发明中所采用的各种原料,在本发明中所起作用如下:所述废弃铝电解质,可以起到降低炉渣熔点、黏度,提高磷分配比,利于化渣脱磷;所述磁选处理赤泥,提供部分氧化铝化渣助熔;所述氧化铁皮,提供氧化铁助熔;所述炼钢粉尘,属于回收再利用物质;所述粘合剂用于将上述各种原料粘结在一起,利于成型。
本发明的转炉化渣剂,含有下述质量百分含量的成分:F:3%-8%,CaO:3%-8%,Al2O3:15%-20%,Fe2O3:35%-45%,Na2O:20%-30%,其余为杂质。上述物质在本发明中分别起到如下作用:F起到化渣助熔的作用,CaO提供一定量石灰,Al2O3也起到化渣助熔的作用,Fe2O3提高氧化铁含量,利于化渣;Na2O可以降低熔点、黏度,提高磷分配比,利于化渣脱磷。
本发明的有益效果如下:
(1)本发明的化渣剂制备工艺简单,流程短,并且吨钢用量较少,成本低;
(2)本发明的化渣剂化渣效果好,可有效改善炉渣流动性,减少化渣不良造成的喷溅,实现转炉前期快速高效脱磷,提高生产效率;
(3)本发明的化渣剂含有较多Fe2O3,有利于提高金属收得率,降低生产成本,并且含有的杂质少,避免造成环境污染;
(4)本发明的化渣剂原材料主要为钢铁冶炼所产生的固废,有效解决了冶金固废堆砌处置造成的环境污染,经济环保,符合绿色发展理念。
具体实施方式
为了更好地解释本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明,下述实施例仅仅是示例性的说明本发明的技术方案,并不以任何形式限制本发明。
实施例1
一种转炉化渣剂,是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质26份,磁选处理赤泥41份,氧化铁皮26份,炼钢粉尘13份,粘结剂10份;
所述废弃铝电解质中Na3AlF6含量≥70%,下同;
所述磁选处理赤泥中含有下述质量百分含量的成分:Al2O3:20%-25%,Na2O:15%-20%,Fe2O3:15%-20%,CaO:10%-20%,其余为杂质,下同;
所述氧化铁皮T.Fe含量≥65%,下同;
所述炼钢粉尘中含有下述质量百分含量的成分:T.Fe:50%-55%,CaO:3%-5%,Al2O3:2%-5%,其余为杂质,下同;
所述粘结剂是炼钢脱磷剂界面改性剂和无镁矿相重构剂,重量比为1:1。
所述粘炼剂使用已申请专利产品:炼钢脱磷剂界面改性剂(CN201911050467.6,一种炼钢脱磷剂界面改性剂及改性脱磷剂制备和使用方法,生产厂家:沈阳钢中宝科技有限公司)和无镁矿相重构剂(CN202110631627.7,一种无镁矿相重构剂及制备方法和转炉炼钢造渣方法,生产厂家:郑州东升冶金新材料有限公司)(下同)。
本发明的转炉化渣剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)原料破碎:将除粘结剂以外的其他原料分别破碎至粒度为1-3 mm;
(2)配料混匀:将各种原料按重量份配比称量配料后加入搅拌机中进行混合处理,原料混合好后加入粘结剂继续搅拌混合均匀;
(3)压制成型:将混合好的原料放入成型机中压制成型;
(4)烘干:将压制成型的化渣剂放置于烘干机中,在200 ℃下烘干83min至化渣剂含水量小于0.5%,分装,密封储存即得。
经检测,本实施例制得的转炉化渣剂中含有下述质量百分比含量的成分:F含量4.6%、CaO含量5.3%、Al2O3含量17.2%、Fe2O3含量39.6%,Na2O含量26.7%,其余为杂质。
本发明的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用。
本实施例是在130 t转炉中冶炼为例,铁水重量129 t,废钢重量39.1 t,铁水温度为1376 ℃,铁水成分为:C含量4.32%,Si含量0.38%,Mn含量0.28%,P含量0.109%,S含量0.021%。
转炉吹炼开始,第一批造渣料加入石灰2730 kg,镁球780 kg,白云石520 kg,并加入化渣剂260 kg进行造渣;化渣后,第二批造渣料加入1280 kg石灰和280 kg镁球。前期造渣缩短了成渣时间,提高了冶炼效率,终点钢水P含量为0.018%。
通过在本实施例转炉冶炼过程中加入化渣剂,第一次造渣时间由常规的60-90 s减少到15 s,不仅缩短了化渣时间,钢水终点P含量也较常规冶炼降低0.018%。
实施例2
一种转炉化渣剂,是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质20份,磁选处理赤泥45份,氧化铁皮22份,炼钢粉尘13份,粘结剂8份;
所述废弃铝电解质、磁选处理赤泥、氧化铁皮、炼钢粉尘的原料要求同实施例1;
所述粘结剂是炼钢脱磷剂界面改性剂和无镁矿相重构剂,重量比为1:1。
本发明的转炉化渣剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)原料破碎:将除粘结剂以外的其他原料分别破碎至粒度为1-3 mm;
(2)配料混匀:将各种原料按重量份配比称量配料后加入搅拌机中进行混合处理,原料混合好后加入粘结剂继续搅拌混合均匀;
(3)压制成型:将混合好的原料放入成型机中压制成型;
(4)烘干:将压制成型的化渣剂放置于烘干机中,在210℃下烘干78min,烘干至化渣剂含水量小于0.5%,分装,密封储存即得。
经检测,本实施例制得的转炉化渣剂中含有下述质量百分比含量的成分:F含量3.5%、CaO含量6.2%、Al2O3含量16.3%、Fe2O3含量37.2%,Na2O含量28.7%,其余为杂质。
本发明的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用。
本实施例是在130 t转炉中冶炼为例,铁水重量128 t,废钢重量38.9 t,铁水温度为1390 ℃,铁水成分为:C含量4.25%,Si含量0.32%,Mn含量0.3%,P含量0.111%,S含量0.017%。
转炉吹炼开始,第一批造渣料加入石灰2800 kg,镁球750 kg,白云石510 kg,并加入化渣剂230 kg进行造渣;化渣后,第二批造渣料加入1200 kg石灰和320 kg镁球。前期造渣缩短了成渣时间,提高了冶炼效率,终点钢水P含量为0.026%。
通过在本实施例转炉冶炼过程中加入化渣剂,第一次造渣时间由常规的60-90 s减少到16 s,不仅缩短了化渣时间,钢水终点P含量也较常规冶炼降低0.015%。
实施例3
一种转炉化渣剂,是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质23份,磁选处理赤泥42份,氧化铁皮30份,炼钢粉尘10份,粘结剂5份;
所述废弃铝电解质、磁选处理赤泥、氧化铁皮、炼钢粉尘的原料要求同实施例1;
所述粘结剂是炼钢脱磷剂界面改性剂和无镁矿相重构剂,重量比为1:1。
本发明的转炉化渣剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)原料破碎:将除粘结剂以外的其他原料分别破碎至粒度为1-3 mm;
(2)配料混匀:将各种原料按重量份配比称量配料后加入搅拌机中进行混合处理,原料混合好后加入粘结剂继续搅拌混合均匀;
(3)压制成型:将混合好的原料放入成型机中压制成型;
(4)烘干:将压制成型的化渣剂放置于烘干机中,在220 ℃下烘干75 min,烘干至化渣剂含水量小于0.5%,分装,密封储存即得。
经检测,本实施例制得的转炉化渣剂中含有下述质量百分比含量的成分:F含量4.2%、CaO含量7.3%、Al2O3含量18.1%、Fe2O3含量43.4%、Na2O含量26.8%,其余为杂质。
本发明的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用。
本实施例是在130 t转炉中冶炼为例,铁水重量125 t,废钢重量28 t,铁水温度为1338 ℃,铁水成分为:C含量4.11%,Si含量0.3%,Mn含量0.25%,P含量0.098%,S含量0.023%。
转炉吹炼开始,第一批造渣料加入石灰2520 kg,镁球770 kg,白云石545 kg,并加入化渣剂200 kg进行造渣;化渣后,第二批造渣料加入1080 kg石灰和330 kg镁球。前期造渣缩短了成渣时间,提高了冶炼效率,终点钢水P含量为0.032%。
通过在本实施例转炉冶炼过程中加入化渣剂,第一次造渣时间由常规的60-90 s减少到18 s,不仅缩短了化渣时间,钢水终点P含量也较常规冶炼降低0.012%。
实施例4
一种转炉化渣剂,是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质26份,磁选处理赤泥37份,氧化铁皮28份,炼钢粉尘11份,粘结剂6份;
所述废弃铝电解质、磁选处理赤泥、氧化铁皮、炼钢粉尘的原料要求同实施例1;
所述粘结剂是炼钢脱磷剂界面改性剂和无镁矿相重构剂,重量比为1:1。
本发明的转炉化渣剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)原料破碎:将除粘结剂以外的其他原料分别破碎至粒度为1-3 mm;
(2)配料混匀:将各种原料按重量份配比称量配料后加入搅拌机中进行混合处理,原料混合好后加入粘结剂继续搅拌混合均匀;
(3)压制成型:将混合好的原料放入成型机中压制成型;
(4)烘干:将压制成型的化渣剂放置于烘干机中,在180 ℃下烘干85 min,烘干至化渣剂含水量小于0.5%,分装,密封储存即得。
经检测,本实施例制得的转炉化渣剂中含有下述质量百分比含量的成分:F含量5.7%、CaO含量4.2%、Al2O3含量15.3%、Fe2O3含量41.3%、Na2O含量22.5%,其余为杂质。
本发明的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用。
本实施例是在130 t转炉中冶炼为例,铁水重量130 t,废钢重量35.6 t,铁水温度为1373 ℃,铁水成分为:C含量4.41%,Si含量0.32%,Mn含量0.27%,P含量0.104%,S含量0.019%。
转炉吹炼开始,第一批造渣料加入石灰2870 kg,镁球840 kg,白云石555 kg,并加入化渣剂250 kg进行造渣;化渣后,第二批造渣料加入1230 kg石灰和360 kg镁球。前期造渣缩短了成渣时间,提高了冶炼效率,终点钢水P含量为0.022%。
通过在本实施例转炉冶炼过程中加入化渣剂,第一次造渣时间由常规的60-90 s减少到19 s,不仅缩短了化渣时间,钢水终点P含量也较常规冶炼降低0.016%。
实施例5
一种转炉化渣剂,是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质28份,磁选处理赤泥40份,氧化铁皮20份,炼钢粉尘15份,粘结剂9份;
所述废弃铝电解质、磁选处理赤泥、氧化铁皮、炼钢粉尘的原料要求同实施例1;
所述粘结剂是炼钢脱磷剂界面改性剂和无镁矿相重构剂,重量比为1:1。
本发明的转炉化渣剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)原料破碎:将除粘结剂以外的其他原料分别破碎至粒度为1-3 mm;
(2)配料混匀:将各种原料按重量份配比称量配料后加入搅拌机中进行混合处理,原料混合好后加入粘结剂继续搅拌混合均匀;
(3)压制成型:将混合好的原料放入成型机中压制成型;
(4)烘干:将压制成型的化渣剂放置于烘干机中,在150℃下烘干100 min,烘干至化渣剂含水量小于0.5%,分装,密封储存即得。
经检测,本实施例制得的转炉化渣剂中含有下述质量百分比含量的成分:F含量6.5%、CaO含量5.1%、Al2O3含量19.2%、Fe2O3含量35.7%、Na2O含量24.3%,其余为杂质。
本发明的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用。
本实施例是在130 t转炉中冶炼为例,130 t转炉,铁水重量126.2 t,废钢重量31.42 t,铁水温度为1346 ℃,铁水成分为:C含量4.87%,Si含量0.4%,Mn含量0.29%,P含量0.105%,S含量0.017%。
转炉吹炼开始,第一批造渣料加入石灰2800 kg,镁球955 kg,白云石0 kg,并加入化渣剂300 kg进行造渣;化渣后,第二批造渣料加入1200 kg石灰和409 kg镁球。前期缩短了成渣时间,提高了冶炼效率,终点钢水P含量为0.031%。
通过在本实施例转炉冶炼过程中加入化渣剂,第一次造渣时间由常规的60-90 s减少到15 s,不仅缩短了化渣时间,钢水终点P含量也较常规冶炼降低0.011%。
实施例6
一种转炉化渣剂,是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质30份,磁选处理赤泥35份,氧化铁皮25份,炼钢粉尘12份,粘结剂7份;
所述废弃铝电解质、磁选处理赤泥、氧化铁皮、炼钢粉尘的原料要求同实施例1;
所述粘结剂是炼钢脱磷剂界面改性剂和无镁矿相重构剂,重量比为1:1。
本发明的转炉化渣剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)原料破碎:将除粘结剂以外的其他原料分别破碎至粒度为1-3 mm;
(2)配料混匀:将各种原料按重量份配比称量配料后加入搅拌机中进行混合处理,原料混合好后加入粘结剂继续搅拌混合均匀;
(3)压制成型:将混合好的原料放入成型机中压制成型;
(4)烘干:将压制成型的化渣剂放置于烘干机中,在250 ℃下烘干60 min,烘干至化渣剂含水量小于0.5%,分装,密封储存即得。
经检测,本实施例制得的转炉化渣剂中含有下述质量百分比含量的成分:F含量7.6%、CaO含量3.3%、Al2O3含量17.3%、Fe2O3含量39.6%,Na2O含量20.7%,其余为杂质。
本发明的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用。
本实施例是在130 t转炉中冶炼为例,铁水重量127 t,废钢重量38.3t,铁水温度为1382 ℃,铁水成分为:C含量4.21%,Si含量0.34%,Mn含量0.32%,P含量0.115%,S含量0.015%。
转炉吹炼开始,第一批造渣料加入石灰2700 kg,镁球740 kg,白云石500 kg,并加入化渣剂240 kg进行造渣;化渣后,第二批造渣料加入1230 kg石灰和310 kg镁球。前期造渣缩短了成渣时间,提高了冶炼效率,终点钢水P含量为0.026%。
通过在本实施例转炉冶炼过程中加入化渣剂,第一次造渣时间由常规的60-90 s减少到17 s,不仅缩短了化渣时间,钢水终点P含量也较常规冶炼降低0.016%。
从上述六个实施例可以看出,采用本发明的转炉化渣剂,可有效缩短化渣时间,并提高脱磷效率,进而提高生产效率,为企业节能降本起到关键作用。
Claims (6)
1.一种转炉化渣剂,其特征在于是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质20-30份,磁选处理赤泥35-45份,氧化铁皮20-30份,炼钢粉尘10-15份,粘结剂5-10份;
所述废弃铝电解质中Na3AlF6含量≥70%;
所述磁选处理赤泥中含有下述质量百分含量的成分:Al2O3:20%-25%,Na2O:15%-20%,Fe2O3:15%-20%,CaO:10%-20%,其余为杂质;
所述氧化铁皮T.Fe含量≥65%。
2.根据权利要求1所述的一种转炉化渣剂,其特征在于:所述转炉化渣剂中含有下述质量百分含量的成分:F:3%-8%,CaO:3%-8%,Al2O3:15%-20%,Fe2O3:35%-45%,Na2O:20%-30%,其余为杂质。
3.根据权利要求1所述的一种转炉化渣剂,其特征在于是由下述重量份的物质组成:废弃铝电解质26份,磁选处理赤泥41份,氧化铁皮26份,炼钢粉尘13份,粘结剂8份。
4.如权利要求1-3任一项所述的转炉化渣剂的制备方法,其特征在于包括下述步骤:
(1)原料破碎:将除粘结剂以外的其他原料分别破碎至粒度为1-3 mm;
(2)配料混匀:将各种原料按重量份配比称量配料后加入搅拌机中进行混合处理,原料混合好后加入粘结剂继续搅拌混合均匀;
(3)压制成型:将混合好的原料放入成型机中压制成型;
(4)烘干:将压制成型的化渣剂放置于烘干机中,在150-250 ℃下烘干60-100 min,烘干至化渣剂含水量小于0.5%,分装,密封储存即得。
5.如权利要求1-3任一项所述的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用。
6. 根据权利要求5所述的一种转炉化渣剂在转炉炼钢中的应用,其特征在于:是在转炉吹炼开始时,化渣剂随着第一批造渣料一起加入转炉中造渣,化渣剂的加入量为1-3 kg/t钢水,化渣时间15-20 s。
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