CN101200772A

CN101200772A - 改良型溅渣护炉料及其制备方法

Info

Publication number: CN101200772A
Application number: CNA2007100475689A
Authority: CN
Inventors: 徐宏武; 于琪芳
Original assignee: PANZHIHUA SHUNTENG GROUP METALLURGICAL MATERIALS CO Ltd
Current assignee: PANZHIHUA SHUNTENG GROUP METALLURGICAL MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2008-06-18

Abstract

本发明提供一种改良型能多炉使用的溅渣护炉料及其制备方法，其特征在于护炉料由废弃镁碳砖、复合脱氧剂(金属镁粉、金属铝粉、硅铁合金)、含TiO₂的原料等组成。质量百分组成为：MgO30～75％，总C3～20％，Al₂O₃2～10％，TiO₂1～10％，Mg0.3－5％，Al1～12％，余量为SiO₂，复合脱氧剂量显著提高了炉温和对FeO的还原作用，提高了转炉炼钢的收得率；特别是引入TiO₂与溅渣时吹入的氮气形成高熔点氮钛化合物提高了渣的粘度，增强了溅渣料与转炉衬砖MgO－C砖的附着力，提高了护炉效果，并因TiO₂的加入提高了溅渣层与炉衬砖的结合强度。使溅渣护炉技术从需每炉溅渣提高至每溅渣一次可持续使用3～5炉的显著效果。

Description

改良型溅渣护炉料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种改良型溅渣护炉料及制备方法，尤其是涉及一种加入复合脱氧剂和含TiO₂原料配制的可持续多次使用的溅渣护炉料及制备方法，属于炼钢溅渣护炉技术和耐火材料领域。

背景技术

溅渣护炉是一项行之有效的转炉护炉技术，溅渣护炉是在转炉出钢后留下部分终渣，通过加入护炉料将炉渣的粘度和氧化镁含量调整到适当范围后通入高速氮气将熔渣喷溅到炉衬上冷却。固化生成一个固体渣层，作为一个可消耗的耐火层，该渣层减轻了炼钢过程中熔液对炉衬的机械冲刷和物理化学的侵蚀，降低了侵蚀速度而达到护炉的目的。自1991年由美国LTV公司首先开发成功，十几年来已被世界各国钢厂普遍采用并迅速推广，使转炉的寿命从原来几百炉大幅度提高至几千炉甚至上万炉。

为提高护炉效果，国内外科技工作者对溅渣护炉料不断改进提高。如陈建新等人通过调整转炉终渣成分进行了MgO-C砖的模拟粘渣实验，结果表明：在终渣碱度变化不大的情况下，适当降低终渣∑FeO_n的含量，将MgO含量和熔点控制在一定的范围内，可得到较厚且结合牢固的粘渣层，同时在MgO-C砖工作面上形成一定的脱碳层，对形成粘渣层是有利的。另蒋宏、李春雷等针对转炉终渣(FeO)％高，采用高碳镁球进行改质处理，可明显改进溅渣护炉工艺效果，使炉龄进一步提高，另日本专利TP199600012937和国外文献Liangnng(steel making)2000，16：38-41均涉及溅渣护炉料的研究。

目前溅渣护炉料普遍采用镁砂、石墨、脱氧剂等组成，使用后尽管对护炉起到显著的作用，但通常只能维持使用一炉，待出钢后又需重新溅渣。由于每次溅渣约需6-8分种，又会引起炉温下降等不利影响，这显然是与当代炼钢工业的节能、降耗、高效的发展趋势不相适应。因此，通过一次溅渣能维持多炉使用的改良型的溅渣护炉料的研发成为钢厂的迫切需求，并成为进一步提高转炉利用率，减少停炉时间，降低炼钢成本的关键技术之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能多炉使用的改良型溅渣护炉料及其制备方法，使溅渣层的寿命从原一炉提高至3-5炉，从而明显地提高转炉生产效率，降低炼钢消耗。

本发明提供的改良溅渣护炉料，其特征在于加入复合脱氧剂和含TiO₂的原料，所述的复合脱氧剂为金属镁粉、金属铝和硅铁合金，护炉料组成的质量百分含量为MgO 30～75％，总C 3～20％，Al₂O₃ 2～10％，TiO₂ 1～10％，Mg 0.3-5％，Al 1～12％，余量为SiO₂。

本发明提供的上述改良溅渣护炉料的优先推荐组成(质量百分数)是：MgO 50～70％、C 8～16％、Al₂O₃ 2～5％、TiO₂ 2～6％、Mg 0.3～2.0％、Al1～5％，余量为SiO₂。

本发明提供的改良型溅渣护炉料的组分是：(1)利用废弃镁碳砖替代常规使用的镁砂和石墨。(2)引入适量的含TiO₂的原料，在吹氮气溅渣过程中TiO₂与N₂、C生成高熔点化合物，一方面提高了渣的粘度，溅渣到炉衬上易于悬挂，并有很好的护炉作用，另一方面TiO₂对MgO的烧结有明显的促进作用，提高了溅渣层与炉衬MgO-C砖的结合强度而更耐钢水冲刷。

具体而言，本发明的特点是：

(1)本发明大量采用废弃镁碳砖替代镁砂，石墨，不仅可大大地节约资源，保护环境，而且又可降低生产成本。

(2)本发明制备过程中引入TiO₂作为含钛原料，当溅渣中含饱和碳时，TiO₂会在高温下还原生成TiC。(熔点3140°)特别是溅渣使用氮气时，很容易形成高熔点TiC和Ti(CN)固熔体。这些高熔点物质以弥散状分布在渣中，使炉渣粘度变大，流动性变差，铺溅到炉衬上易于悬挂，并有很好的护炉效果，。另TiO₂对MgO有明显的烧结作用，其在晶界上形成MgTiO₃流动溶质，可以促进MgO在烧结过程中的迁移，使溅渣层与炉衬MgO-C砖牢固结合。本发明TiO₂可以钛精矿、高钛渣，钛刚玉，钛白粉中的任何一种加入，也可复合加入。

(3)金属铝粉、镁粉和硅铁的复合强脱氧作用，在还原渣中FeO提高转炉炼钢收得率的同时，降低了炉渣对炉衬砖的侵蚀。进一步提高护炉效果，并因氧化时产生的一定压力，可阻止熔渣的渗透，并减少MgO-C砖的氧化。另金属铝、镁与渣中FeO的反应均是放热反应，可以提升钢水温度，降低能耗。

本发明提供的改良型溅渣护炉料的制作工艺是：先将上述配料组份破碎至规定粒度，按提供的配比称量，颗粒料先混合加入以料重计外加质量百分含量为10-20％的结合剂，混合出料，经压出机压出后再压制成球团块状；尺寸为40×40×50mm，潜入余渣深度大，反应充分、效果明显。

其中①所述的结合剂为片碱和水玻璃溶液；

②结合剂的加入分二次，先加入三分之一到已混合的颗粒料中混合后，加入细粉料再混合；加入余下的2/3结合剂后再混合。

③先加入三分之一结合剂混合时间为1-3分钟，然后加入细粉后的混合时间为3-5分钟，最后加入余下2/3结合剂，继续混合3-5分钟；

④使用的颗粒粒径为3-50mm，其中大于50mm含量小于1wt％，＜3mm含量＜10wt％(质量百分含量)；

⑤配比的原料为废弃镁碳砖、含钛的高钛渣、钛精矿、钛刚玉、钛白粉、硅铁合金、金属镁粉、金属铝粉或电熔镁砂细粉；

当使用的镁碳砖替代组成配比中大部分镁砂和石墨的粒径为8-5mm，5-3mm和3-0mm，其使用的量分别为20-25％、10-20％和25-30％；使用的硅铁合金的粒径范围为0-1mm，电熔镁砂细粉的粒径为＜0.088mm；使用钛刚玉粒径0-1mm。

目前，国内外钢厂均在极力推广溅渣护炉工艺，但即使在每炉溅渣的情况下，各厂溅渣护炉效果和最终炉龄有很大的差别，显然这是因为被溅渣的组份、物理性能和炉衬砖之间的粘结效果不同而致。本发明独特地采用含钛原料，有效地调整了渣的粘度，特别是改善了渣与炉衬Mg-C砖粘附力和烧结作用，并因为高熔点TiC、TiN和Ti(CN)固熔体的形成进一步改善了溅渣层的抗冲刷和抗侵蚀作用，从而大幅度提高溅渣层的使用寿命，收到可维持3-5炉的良好的使用效果。

本发明提供的改良型溅渣护炉料体现在：(1)大量使用工业废弃物——废镁碳砖、高钛渣，符合环保，节能要求。(2)复合脱氧剂、含钛原料的使用，大幅度提高了溅渣层的护炉效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步阐明本发明实质性特点和显著的进步

实施例1

溅渣护炉料MgO质量百分含量为66.3％，C的总质量百分含量为9.6％，TiO2的质量百分含量为2.5％。

具体配比是8-5mm废弃镁碳砖20％，5-3mm废弃镁碳砖10％，3-0mm废弃镁碳砖26％，0-1mm高钛渣8％，0-1mm钛钢玉4％，金属镁粉0.9％，金属Al粉1.4％，硅铁8％，＜0.088mm电熔镁砂17.5％。

先按上述配比称量，然后将颗粒料先混合一分钟后加入结合剂(片碱和水玻璃溶液)1/3，混1分钟后，加入细粉料再混3分钟后，加入其余的2/3结合剂，继续混3分钟后出料，经压密机压密后再压制成40×40×50mm的团块，待用。

实施例2

提供溅渣护炉料MgO质量百分含量为60.2％，C质量百分含量为15.1％，TiO2质量百分含量为5.5％。

具体配比是8-5mm废弃镁碳砖25％，5-3mm废弃镁碳砖20％，3-0mm废弃镁碳砖30％，0-1mm高钛渣12％，＜88um钛精矿4％，金属镁粉0.5％，金属Al粉2％，0-1mm硅铁合金6.5％。

先按上述配比称量，然后将颗粒料先混合2分钟后，加入结合剂(片碱和水玻璃溶液)1/3，混3分钟后加入细粉料，再混3分钟加入其余2/3的结合剂，继续混3分钟后出料，经压密机压密后再压制成40×40×50mm的团块，待用。

经检测和使用与原有产品的性能对比如下表：

项目比较例实施例1 实施例2

MgO(％) 63.4 66.3 60.2

总C(％) 9.8 9.6 15.1

TiO₂(％) 0.34 2.5 5.5

Al(％) 0.5 1.4 2.0

Mg(％) 0 0.9 0.5

Al₂O₃(％) 1.3 3.1 5.0

SiO₂(％) 余量余量余量

溅渣时间(分) 4.5～5 4.5 4.5

使用寿命(炉) 1 4 4

Claims

1.一种经改良溅渣护炉料，其特征在于加入复合脱氧剂和含TiO₂的原料，所述的复合脱氧剂为金属镁粉、金属铝和硅铁合金，护炉料组成的质量百分含量为MgO 30～75％，总C 3～20％，Al₂O₃ 2～10％，TiO₂ 1～10％，Mg 0.3-5％，Al 1～12％，余量为SiO₂。

2.按权利要求1所述的经改良溅渣护炉料，其特征在于所述的护炉料组成的质量百分含量为：MgO 50～70％、C 8～16％、Al₂O₃ 2～5％、TiO₂2～6％、Mg 0.3～2.0％、Al 1～5％，余量为SiO₂。

3.按权利要求1或2所述的经改良溅渣护炉料，其特征在于所述的护炉料组成的质量百分含量为：MgO 66.3％、总C 9.6％、TiO₂ 2.5％、Mg 0.9％、Al 1.4％、Al₂O₃ 3.1％，余量为SiO₂。

4.按权利要求1或2所述的经改良溅渣护炉料，其特征在于所述的护炉料组成的质量百分含量为：MgO 60.2％、总C 15.1％、TiO₂ 5.5％、Mg 0.5％、Al₂O₃ 5.0％、Al 2.0％、余量为SiO₂。

5.制备如权利要求1或2所述的经改良溅渣护炉料的方法，其特征在于制备的步骤是：

(1)按权利1或2的组成百分含量破碎至规定粒度，再配比称重；

(2)颗粒料先混合加入以料重计外加质量百分含量为10-20％的结合剂，混合出料，经压出机压出后再压制成球团块状；

其中①所述的结合剂为片碱和水玻璃溶液；

6.按权利要求5所述的经改良溅渣护炉料的制备方法，其特征在于先加入三分之一结合剂混合时间为1-3分钟，然后加入细粉后的混合时间为3-5分钟，最后加入余下2/3结合剂，继续混合3-5分钟。

7.按权利要求5所述的经改良溅渣护炉料的制备方法，其特征在于破碎的粒径为3-50mm，其中大于50mm含量小于1wt％，＜3mm含量＜10wt％。

8.按权利要求5所述的经改良溅渣护炉料的制备方法，其特征在于组成配比时使用的原料为废弃镁碳砖、含钛的高钛渣、钛精矿、钛刚玉、钛白粉、硅铁合金、金属镁粉或金属铝粉。

9.按权利要求5或8所述的经改良溅渣护炉料的制备方法，其特征在于所述的组成配比中用镁砂和石墨是用粒径为8-5mm、5-3mm和3-0mm的废弃镁碳砖，使用量分别为20-25％、10-20％和25-30％；使用电熔镁砂细粉的粒径为＜0.088mm。

10.按权利要求5所述的经改良溅渣护炉料的制备方法，其特征在于压制成球团块状呈橄榄状，尺寸为40×40×50mm。