CN100351398C - 转炉高效冶金复合剂及制备方法和应用 - Google Patents

转炉高效冶金复合剂及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于熔融类合金的处理，尤其涉及转炉炼钢的添加处理剂去除杂质。按重量百分比由以下组份及含量组成：氧化锰矿粉40-50%、铁矿粉20-25%、白云石粉10-20%、硅粉4-6%、碳粉3-5%、粘结剂4-6%、适量的水；该复合剂经配料、搅拌再加入粘结剂和水搅拌混匀，压制成型、烘干、筛分等步骤制成，本复合剂含有转炉炼钢所必需的促进化渣、造渣的物料，各组分巧妙结合、作用相辅相成；料球强度高、加工方便；应用效果好，具有成渣时间短、吹炼时间短、转炉操作平稳、无“返干”和喷溅现象，脱硫S和脱磷P效果显著、降低终点磷P和硫S含量，提高终点残锰Mn含量，降低钢铁料和石灰的消耗，提高了产量。

Description

转炉高效冶金复合剂及制备方法和应用
技术领域
本发明属于熔融类合金的处理，尤其涉及转炉炼钢的添加处理剂，去除杂质。
背景技术
众所周知，炼钢的主要任务就是根据所炼钢种的需要将生铁中的碳及其它元素的含量减少或增加到规定的范围。铁水中的硫S和磷P元素一般情况下对钢是有害的，在炼钢过程中，必须尽可能去除。为此，必须向炼钢炉中添加促进化渣、造渣物料。在现有技术中，萤石CaF2化渣，效果较好，限于环保，禁止使用；现在多采用石灰石、氧化铁皮、铁矿石、炼钢污泥球团等物料，其缺陷是化渣速度慢、炉渣熔化不好，流动性差，大多数炉次出现“返干”，或因调整枪位增加渣中FeO含量，操作不当而造成喷溅，脱硫S、脱磷P效果差，特别是冶炼优质钢种更无法满足脱硫S、脱磷P要求。致使吹炼时间拖长，生产效率低，吹损高，炉料消耗和氧枪消耗高，炉衬侵蚀严重，喷溅恶化了生产环境，还易带来不安全因素。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种产品性能稳定、价格低廉、化渣速度快、脱硫S和脱磷P效果显著、能缩短吹炼时间且能避免炼钢炉喷溅的转炉用高效冶金复合剂。
本发明的另一个目的是提供一种本发明的转炉高效冶金复合剂的制备方法。
本发明还有一个目的是提供本发明的转炉高效冶金复合剂的应用方法。
转炉冶金高效复合剂按重量百分比由以下组份及含量组成：
氧化锰矿粉            40-50％
铁矿粉                20-25％
白云石粉              10-20％
硅粉                    4-6％
碳粉                    3-5％
粘结剂                  4-6％
水                      适量。
上述氧化锰粉锰TMn品位25-30％，铁矿粉铁TFe品位45-50％。转炉高效复合剂中主要成份是MnO、FeO、CaO，在转炉冶炼中的作用分述如下：
转炉吹炼初期加入复合剂，可使增加初期渣中的FeO含量，FeO、CaO是转炉脱磷P的必要条件。
2P+5FeO+3CaO＝3CaO·P2O5+5Fe
2P+5FeO+4CaO＝4CaO·P2O5+5Fe
有利于钢中磷P的去除。
可使渣中MnO含量增加，生成低熔点的锰橄榄石，充分缩小Ca2SiO4、Ca3SiO4的相区，使熔渣在很宽的温度范围保持均匀液态。研究表明含有1％MnO的炉渣，开吹后3.5min的就会大量出现高熔点的Ca2S、Ca3S，而含有15％MnO的炉渣，开吹6-7min后才会出现Ca2S、Ca3S，因此高MnO炉渣能延缓Ca2S、Ca3S的产生，提高了化渣速度，有利于初期渣迅速形成。转炉吹炼中期，渣中MnO、FeO含量高，促进化渣、降低炉渣粘度，稀释炉渣，炉渣流动性好且均匀，可以缓和“返干”现象，还可以避免现有技术中因调整渣中FeO、枪位操作不当引起的喷溅现象。渣中MnO含量高，可提高硫S的分配比，渣中含Mn增加，使钢中氧O降低，促进脱硫S；渣中MnO含量提高，有利于脱硫S。
转炉吹炼后期，渣中MnO含量提高，则在吹炼终点时由于MnO的还原使钢中残锰含量升高。
复合剂中的白云石粉，是增加CaO及MgO的含量。
硅的加入能使硅和锰直接合金化。
碳的加入是能提高钢中残锰的含量。
粘结剂包括糊精、石膏粉、水泥、泡花碱。粘结剂和适量的水在各组分造球时，起粘结、固化作用，固化后强度可达450-500N/个。
为使固体物料混匀，利于使用料球有足够的强度，上述物料的粒径，铁矿粉为小于3mm，余皆为小于2mm。
制备本发明的转炉高效冶金复合剂的方法，按以下步骤进行：
a、备料：固体物料破碎，粒径：铁矿粉为小于3mm余皆为小于2mm；
b、配料：按上述各组分重量百分比进行配料；
c、混匀：按一般方法先搅拌混匀，加适量的水，继续搅拌成湿料状；
d、造球：湿料经压球机压制成球状体；
e、烘干、固化；
f、筛分、装袋；
以上各步骤是在常温、常压下进行的。
本发明的转炉高效冶金复合剂的应用方法。高效冶金复合剂加入总量为每吨钢加10-25kg，分两次加入；首次随第一批渣料加入吨钢总量的1/2-3/5；第二次在开吹3min后加入其余部分；在吹炼过程中出现“返干”现象时，加入适量的转炉高效冶金复合剂以调整炉渣粘度，稀释炉渣。
本发明的转炉高效冶金复合剂具备了转炉炼钢所必需的促进化渣、造渣的物料，各组分配比合理，作用相辅相成；制备设备简单、工艺简化、成本低，料球性能稳定，强度高，使用方便；使用效果好，在转炉炼钢中试用，具有成渣快、吹炼时间缩短；转炉操作稳定，无“返干”和喷溅现象发生，脱硫S和脱磷P效果显著，提高终点残锰Mn含量；降低了钢铁料、石灰及硅锰合金的消耗，提高了钢产量。
具体实施方式
下面通过实施例及工业试验进一步说明本发明。
在常温、常压下，分别按表1中指定的组分及含量，将氧化锰矿粉、铁矿粉、白云石粉、碳粉、硅粉置于搅拌机中搅拌、混匀成干混合料；将粘结剂加入干粉中，加入适量的水，继续搅拌混匀成湿混合料；将湿混合料置于压球机中，压制成球状体；烘干、固化；筛分、装袋。重复多次，其结果列于表1、表2中。
                         表1
Figure C20051003763100061
                             表2
  实施例                          应用效果
  Q   α   W   T   P
  1   600   0.021   l300   1-2   30-50
2 620 0.025 1500 1-2 30-50
  3   650   0.030   1800   1-2   30-50
  4   670   0.050   2000   1-2   30-50
  5   700   0.070   2500   1-2   30-50
  6   720   0.071   2650   1-2   30-50
  750   0.076   2800   1-2   30-50
  8   800   0.075   2500   1-2   30-50
                                                      表3
  炉号 石灰加入量(kg)   冶金复合剂加入(kg)、加入时间与数量  供氧时间(min)                           钢水成份   备注
  C％   S％   Mn％   P％   温度
  2-1549   5000   开吹随料斗石灰加入1000kg   15   一倒终点   0.050.05   0.0630.037   0.050.03   0.0090.006   1631   补炉后第一炉，无喷溅
  2-155   5000   开吹随料斗石灰加入1000kg   14   一倒   0.09   0.045   0.12   0.12   1654   无喷溅
  2-1551   5000   开吹随料斗石灰加入1000kg   14   一倒   0.09   0.052   0.11   0.02   1620   无喷溅
  2-1552   5000   开吹随料斗石灰加入1000kg   12   一倒   0.09   0.048   0.1   0.019   1621   无喷溅
  2-1553   5000   开吹随料斗石灰加入1000kg   12   一倒   0.09   0.048   0.14   0.021   1640
  1-2393   5000   开吹随料斗石灰加入1000kg   15   一倒   0.06   0.15   0.033   1700
  1-2394   5000   开吹随料斗石灰加入1000kg   14   一倒   0.04   0.05   0.006   1631   无喷溅
  1-2395   5000   未加   14   一倒   0.07   0.043   0.11   0.021   1690
  1-2396   5000   未加   14   一倒   0.09   0.044   0.15   0.034   1695
  1-2397   5000   未加   14   一倒   0.08   0.043   0.16   0.033   1690
  2-1565   4000   未加   14   一倒   0.15   0.042   0.2   0.025   1713
  2-1566   4000   未加   16   一倒   0.09   0.055   0.22   0.047   1745
  2-1568   5000   开吹3分钟加入600kg   15   一倒   0.06   0.054   0.11   0.015   1644   无喷溅
  2-1569   5000   开吹加400kg4分钟时加入300kg   13   一倒终点   0.170.06   0.0420.035   0.150.08   0.0130.009   1644   无喷溅
  2-1570   4000   开吹加800kg4分钟时加入200kg   13   一倒   0.13   0.039   0.14   0.009   1653   铁水带渣量过大，后期溢渣
  2-1571   4000   开吹加入600kg   13   一倒   0.12   0.035   0.17   0.014   1692   无喷溅
  2-1580   4600   未加   14   一倒   0.08   0.031   0.12   0.023   1666
  2-1581   2600   开吹随第一批石灰加入400kg，开吹4分钟加入300kg   13   一倒   0.16   0.033   0.14   0.015   1644   炉内留渣量较大
  2-1582   2800   开吹2分钟加入300kg开吹4分钟加入300kg   13   一倒   0.14   0.037   0.16   0.042   1626   无喷溅
表中：Mn为氧化锰料中Mn的品位；％为各组分物料在转炉高效冶金复合剂中的重量百分比；
TFe为铁矿粉中全铁品位；
Q——50吨转炉复合剂加入总量(kg)；
α——终点钢中残锰Mn增加率(％)；
W—吨钢节约造渣物料石灰(kg)；
T——缩短吹炼时间(min)；
P—脱磷P提高率(％)。
转炉高效复合剂工业试验情况：
2004年12月某钢厂2#转炉公称容量45吨，连续14个炉次进行转炉高效冶金复合剂应用试验，总加入量15-20kg/吨钢，第一次随第一批渣料加入10-15kg/吨钢；第二次开吹3min后加入5-6kg/吨钢，使用转炉高效冶金复合剂的试验数和未加转炉高效冶金复合剂的对比炉次的数据列于表3中。
从对比数据可以看出，转炉吹炼时加入转炉高效冶金复合剂的优点是：
1、化渣时间缩短1-2min，化渣效果明显改善，渣稀流动性好，吹炼过程平稳，无“返干”和喷溅现象，降低了造渣料消耗2/5；
2、在高磷P铁水情况下，终点P含量比对比炉次降低30-50％，减少因P超标而造成的补吹次数，降低氧耗和造渣料用量，延长了炉衬寿命；
3、吹炼时间缩短1-2min，提高了生产效率；
4、脱硫S效果明显，试验炉次在一倒或补吹的终点硫S含量均达到钢种要求，减少了补吹次数，提高了终点硫S合格率；
5、转炉无喷溅，钢铁料消耗减少，避免了事故的发生；
6、一倒残锰Mn含量增加0.02-0.05％，减少了合金的用量。

Claims (6)

1、转炉高效冶金复合剂，按重量百分比该复合剂由以下组分组成：
氧化锰矿粉          40-50％
铁矿粉              20-25％
白云石粉            10-20％
硅粉                4-6％
碳粉                3-5％
粘结剂              4-6％
水                  适量。
2、根据权利要求1所述转炉高效冶金复合剂，其特征在于氧化锰矿粉的锰品位为25-30％。
3、根据权利要求1所述转炉高效冶金复合剂，其特征在于铁矿粉的含铁TFe品位为45-50％。
4、根据权利要求1所述转炉高效冶金复合剂，其特征在于各固体组分的粒径，铁矿粉小于3mm，其余皆小于2mm。
5、制备权利要求1所述的转炉高效冶金复合剂的方法，其特征在于该方法包括以下步骤组成：
a、备料：固体物料破碎，粒径：铁矿粉小于3mm，余皆小于2mm；
b、配料：按上述各组分重量百分比进行配料；
c、混匀：按一般方法先搅拌混匀，加适量的水继续搅拌成湿料状；
d、造球：湿料经压球机压制成球状体；
e、烘干、固化；
f、筛分、装袋；
以上各步骤是在常温、常压下进行的。
6、权利要求1所述的转炉高效冶金复合剂的应用，其特征在于转炉高效冶金复合剂加入总量为每吨钢加10-25kg，分两次加入；首次随第一批渣料加入10-15kg，总量的1/2-3/5；第二次在开吹3min后加入其余部分；在吹炼过程中出现“返干”现象时，加入适量转炉高效冶金复合剂以调整炉渣粘度，稀释炉渣。
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