CN100350060C - 冶金精炼剂及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种高效冶金精炼剂及其制造方法，属钢铁冶炼化渣剂，该高效冶金精炼剂，按重量百分比主要由以下组分及含量组成：氧化锰 MnO：20-30%；铁 TFe：15-35%；氧化钙 CaO：4-15%；氧化镁 MgO：2-15%；水：0.8-4.1%；二氧化硅 SiO2：1.5-9%；三氧化二铝 Al2O3：0.7-5%；该高效冶金精炼剂的制造方法的制造工艺流程为：1.选料；2.破碎；3.选矿、水洗；4.精矿；5.配料；6.加粘结剂；7.加压成型；8.焙烧；9.产品；代替萤石、污泥球作化渣剂，提高炼钢中脱磷和脱硫能力，减少冶炼的中、后期喷溅，有效地提高钢的质量。
Description
技术领域
本发明属钢铁冶炼，尤其是涉及一种炼钢用的化渣剂。
背景技术
炼钢过程中炉渣起极为重要的作用，冶金工业出版社出版的“电炉炼钢原理及工艺”(邱绍岐、祝桂华编)P89第二节中指出，在电炉炼钢过程中，碱性造渣材料主要有石灰石、石灰、萤石和火砖块，造渣材料主要是石灰、生白云石，以往常用萤石即CaF2作为化渣剂，但萤石对炉衬的侵蚀严重，已被逐步淘汰，而用冶金尘泥等制成的污泥球或氧化铁皮来替代，但此类原料含S量很高，致使钢中的S含量增加0.02-0.03％且极易“回硫”，降低了钢水质量，操作过程繁琐，然而炼钢过程中不加化渣剂吹炼，化渣时间长，炉渣中期返干，喷溅现象频频发生，且脱磷困难，终点磷含量超标。
发明内容
本发明的目的是提供一种冶金精炼剂及其制造方法，在炼钢过程中既不侵蚀炉衬又可以代替萤石、污泥球作化渣剂，提高炼钢中脱磷和脱硫能力，减少冶炼的中、后期喷溅，有效地提高钢的质量。
本发明的目的是这样来实现的：一种冶金精炼剂，按重量百分比主要由以下组分及含量组成：氧化锰MnO：20-30％；铁TFe：15-35％；氧化钙CaO：4-15％；氧化镁MgO：2-15％；水：0.8-4.1％；二氧化硅SiO2：1.5-9％；三氧化二铝Al2O3：0.7-5％。
上述的组分中：
氧化锰MnO：降低炉渣熔点，有利于冶炼初期迅速成渣，在炉渣中可以缩小CaSiO2、CaSiO4的相区，使熔渣在很宽的温度范围内保持均匀液态，MnO含量的提高有利于脱硫；
铁TFe：在冶炼中，形成氧化亚铁，具有促进化渣、降低炉渣粘度，稀释炉渣的作用，炉渣的流动性好且均匀，能缓和“返干”的发生，TFe可增加初期渣中的FeO，有利于脱磷；
二氧化硅：SiO2与氧化钙、三氧化二铝、氧化锰组成四元混合渣系；
三氧化二铝Al2O3：与二氧化硅、氧化钙、氧化锰组成四元混合渣系；
氧化钙CaO：用来脱磷和脱硫；
氧化镁MgO：保护炉衬，且与CaO一起与酸性P2O5结合，降低了渣中的γP2O5系数
由于炉渣中的CaO、FeO含量对脱磷反应有重要的作用，磷氧化时生成P2O5，然后CaO作用生成和3CaO.P2O5或4CaO.P2O5，脱磷P的反应式为：
2P+5FeO+3CaO＝3CaO.P2O5+5Fe
2P+5FeO+4CaO＝4CaO.P2O5+5Fe
所以在冶炼初期向转炉造料渣中加入一定量含有MnO、TFe等成份的冶金精炼剂可以降低炉渣的熔点，加快炉渣的熔化，有利于脱磷P的进行；由于本冶金精炼剂中含有MnO、TFe具有促进化渣、降低炉渣粘度、稀释炉渣的作用，炉渣的流动性好且均匀，能缓和“返干”的发生，有效地减少喷溅的发生；本冶金精炼剂中的MnO在炉渣中可以充分缩小Ca2SiO3、Ca3SiO4的相区，使熔渣在很宽的温度范围内保持均匀液态；冶金精炼剂的加入可以增加渣中MnO的含量，则在吹炼终点时由于MnO的还原使钢残锰含量升高，消除硫S的热脆倾向，可以减少锰铁的加入量，降低消耗，节约成本；
此外，含有[MnO]冶金精炼剂直接合金化有利于提高硫分配比，渣中[MnO]含量的提高，使炉渣的流动性变好，有利于脱硫。
本发明所提出的冶金精炼剂的制造方法，在常温常压下，采用现有的通用设备，其制造工艺流程为：选料→破碎→筛分、配矿→成品I→细料→加粘结剂→加压成型→成品II。
其中：
选料：对原料铁锰矿进行优选，并除去原矿中部分泥层；
破碎：用鄂式破碎机进行粗碎；
筛分、配矿：筛分机过筛，并根据产品的要求和初步原料的化学成分，与石灰石、白云石进行配矿，使化学成分指标在受控的范围内；
成品I：对于粒径3-5mm的颗粒，混合后直接形成成品I，形态为粒度比较均匀的屑状固体；
细料：粒径小于3-5mm的颗粒，用球磨机磨至粒径1mm以下，以便粘结；
加粘结剂：加入粘结剂(水泥∶膨润土∶水玻璃＝1∶1∶1)，当所使用的原料粒度较大时，可适当增加水玻璃的含量，但控制粘结剂与原料的比为8∶92；
加压成型：用压球机加压造球；
产品II：形状为直径20-40mm的扁平球体。
此外，冶金精炼剂的制造方法，其制造工艺流程为：
1、选料2、破碎3、选矿、水洗4、精矿5、配料6、加粘结剂7、加压成型8、焙烧9、产品
其中：
1、选料：软锰矿、水锰矿、黑锰矿的原矿开采出时，均呈现潮湿的泥状；
2、破碎：选用普通的锤式破碎机进行破碎；
3、选矿、水洗：用湿式强磁机进行磁选，要求筒表面磁场强度不小于3000高斯，再使用旋溜槽进行水洗，尾渣弃去；
4、精矿：精矿中含TMn大于20％的为合格的原料；
5、配料：锰精矿与石灰石、白云石进行配矿；
6、加粘结剂；粘结剂的组成为水泥∶膨润土∶水玻璃＝1∶1∶1，粘结剂与原料的组成比例为8∶92；
7、加压成型：加压成型使用压球机，最大压力10T，球体直径为20-40mm的扁平球；
8、焙烧：使用普通焙烧炉进行还原气氛焙烧，焙烧温度850-950摄氏度，焙烧时间为30-75分钟；
9、产品：形状为直径20-40mm的扁平球体。
该冶金精炼剂的加入量为10-30kg/吨钢，冶金精炼剂加入总量的1/2-3/5随第一批渣料一起加入，在吹炼3-5分钟后，熔池温度上升再加入其余部分。
本发明所提出的冶金精炼剂化渣效果明显改善，有效地减少“返干”和喷溅，降低了造渣料的消耗，延长炉衬寿命，脱磷、脱硫效果好，并且可以减少冶炼过程中锰系合金的使用量，降低冶炼成本，缩短冶炼时间，提高了钢材的质量和产量。
现结合附图、实施例和对比例对本发明所提出的冶金精炼剂作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明所提出的冶金精炼剂制造方法的制造工艺流程图。
图1中：1、选料2、破碎3、选矿、水洗4、精矿5、配料6、加粘结剂7、加压成型8、焙烧9、产品
具体实施方法
实施例：
本冶金精炼剂在某钢厂使用，表1为厂方进货化验数据：
表1：厂方进货化验数据
| 序号 | 元素 | MnO | TFe | CaO | MgO | H2O(总) | SiO2 | Al2O3 |
| 1 | 含量，％ | 24.5 | 26.5 | 5.8 | 13.5 | 2.2 | 3.1 | 4.3 |
| 2 | 含量，％ | 20.8 | 29.5 | 10.2 | 2.5 | 4.0 | 2.4 | 2.8 |
| 3 | 含量，％ | 27.3 | 22.3 | 8.9 | 4.3 | 0.9 | 4.3 | 3.5 |
| 4 | 含量，％ | 22.3 | 25.2 | 8.4 | 3.0 | 1.3 | 5.9 | 2.1 |
注：其它成分厂方未检测
对比例：本冶金精炼剂在某钢厂使用，表2为原始表，为不加冶金精炼剂时的炉台操作情况，表3为对比表，为每炉加入冶金精炼剂350kg(12kg/吨钢)时炉台操作情况。
表2：转炉公称容量30T，不加冶金精炼剂炉台操作情况
| 序号 | 炉号 | 加入冶金石灰kg | 加入轻烧白云石Kg | 吹氧时间min | 一倒钢水成分 | 温度(℃) | 加料时现象 | 成渣时现象 | |||
| C％ | Mn％ | P％ | S％ | ||||||||
| 1 | 14223 | 2650 | 530 | 12.5 | 0.159 | 0.551 | 0.0256 | 0.03 | 1740 | 喷 | 溢渣 |
| 2 | 14223 | 2620 | 530 | 12.1 | 0.155 | 0.535 | 0.0266 | 0.0325 | 1636 | 烧枪 | |
| 3 | 14270 | 2600 | 530 | 11.4 | 0.181 | 1.416 | 0.0323 | 0.0324 | 1699 | 溢渣 | |
表3每炉加入冶金精炼剂350Kg炉台操作情况
| 序号 | 炉号 | 加入石灰kg | 加入轻烧Kg | 吹氧时间，min | 一倒钢水成分 | 温度(℃) | 加料时现象 | 成渣时现象 | |||
| C％ | Mn％ | P％ | S％ | ||||||||
| 1 | 14335 | 2000 | 300 | 11.9 | 0.209 | 0.634 | 0.0313 | 0.0291 | |||
| 2 | 14336 | 1900 | 300 | 11.2 | 0.161 | 0.458 | 0.0401 | 0.0453 | 1681 | 溢渣 | |
| 3 | 14339 | 2000 | 300 | 11.6 | 1.028 | 1.463 | 0.0263 | 0.028 | |||
| 4 | 14340 | 2000 | 300 | 11.3 | 0.204 | 1.431 | 0.0253 | 0.0307 | |||
从表2数据可以得知，在该厂常规操作中，加料时极易发生溢渣和喷溅现象。在表3中，在加入冶金精炼剂350kg，即相当于每吨钢水加入量12kg时，仅发生一次喷溅现象，说明该冶金精炼剂的防喷效果及化渣效果良好，具备良好的脱磷、脱硫能力。
表4为对比表，转炉公称50T，加入冶金精炼剂15kg/吨钢，每10炉炉台操作情况(平均值)
| 类别 | S％ | MnO％ | 冶炼时间min | 硅锰合金加入量Kg | 少使用硅锰合金加入量Kg | 使用状况 | |
| 1 | 常规 | 0.025 | 0.80 | 47.3 | 630 | 喷溅7、粘枪5次、溢渣7次 | |
| 2 | 加实施例中序号为2的冶金精炼剂 | 0.021 | 0.83 | 42.4 | 570 | 60 | 轻微喷溅3次、不粘枪、溢渣2次 |
| 3 | 加实施例中序号为3的冶金精炼剂 | 0.019 | 0.83 | 42.5 | 560 | 70 | 轻微喷溅2次、不粘枪、溢渣1次 |
| 4 | 加实施例中序号为2的冶金精炼剂加入量提高30％ | 0.017 | 0.85 | 42.2 | 545 | 85 | 轻微喷溅1次、不粘枪、溢渣2次 |
从表4中可以看出，加入了本冶金精炼剂，有效地缩短了冶炼时间，减少了硅锰合金加入量，提高了钢的含锰量，降低冶炼成本。
Claims (2)
1、一种冶金精炼剂按重量百分比主要由以下组分及含量组成：氧化锰MnO：20-30％；铁TFe：15-35％；氧化钙CaO：4-15％；氧化镁MgO：2-15％；水：0.8-4.1％；二氧化硅SiO2：1.5-9％；三氧化二铝Al2O3：0.7-5％。
2、如权利要求1所述的冶金精炼剂的制造方法，其特征是粘结剂的组成为水泥∶膨润土∶水玻璃＝1∶1∶1，粘结剂与原料的组成比例为8∶92，其焙烧是使用普通焙烧炉进行还原气氛焙烧，焙烧温度850-950摄氏度。
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