CN101245399B - 造渣材料辅料应用于转炉炼钢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及造渣材料辅料应用于转炉炼钢的方法，属于冶金领域。该造渣材料辅料可作为脱磷剂、化渣剂应用，含有下述重量配比的组分：转炉钢渣8.0～9.5份、添加剂0.5～2.0份；其中，所述添加剂含有下述重量百分比的组分：Na₂CO₃ 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO₃ 10.00～20.00％。将转炉钢渣加入添加剂后制成造渣材料辅料具有多种作用，实现了转炉钢渣的循环利用，不但可降低炼钢弃渣总量，也可以节约现有造渣材料石灰和白云石的用量，改善造渣性能，脱磷率提高5.00～8.00％，冶炼后的钢渣TFe降低3.00～5.00％，吹损降低0.3％左右，提高了金属收得率。

Description

造渣材料辅料应用于转炉炼钢的方法

技术领域

本发明涉及造渣材料辅料应用于转炉炼钢的方法，属于冶金领域。

背景技术

转炉钢渣是钢铁工业“三废”之一，它含有一定量的废钢及CaO、FeO、SiO2、MgO等有用组分资源，将其弃置于渣场，不但浪费了资源，还占用了大量土地并造成环境污染。将转炉钢渣返回利用，可以降低炼钢厂弃渣总量，而且节约大量造渣材料，因此，转炉钢渣的综合利用已经被纳入钢铁行业循环经济发展的重要环节。

目前，我国转炉钢渣的综合利用率仅为36％，主要用作回收渣铁、冶金原料、建筑材料、以及用于铁水预脱硅脱磷等方面。

唐山钢铁公司采用“钢渣热泼(落锤)-自磨-磁选”的工艺用于处理钢渣，磁选后的磁性物料用于烧结，非磁性成分用于修路，以达到钢渣的处理利用。(文章来源唐钢转炉钢渣处理工艺技术与效果，甑长胜王继俊高玉英，河北冶金，1994(1)24-27)。但是现有研究和报道多为转炉钢渣的初级利用，并未真正作为一种高效的材料利用。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供造渣材料辅料的新用途，可以提高转炉钢渣的利用率，减少废渣排放。

该造渣材料辅料是含有下述重量配比的组分：转炉钢渣8.0～9.5份、添加剂0.5～2.0份；其中，所述添加剂是含有下述重量百分比的组分：FeO 70.00～80.00％、Na₂CO₃ 5.00～10.00％、BaCO₃ 10.00～20.00％。通过在转炉钢渣中添加添加剂调整钢渣中的成分含量，使FeO含量增加，并添加具有脱磷作用的组分制备而得，该造渣材料辅料既可以作为造渣材料使用，尤其是原料之一的转炉钢渣已经预熔过，故还可以作为化渣剂和脱磷剂使用。

该造渣材料辅料在转炉炼钢中作为脱磷剂使用，在转炉钢渣中配加添加剂后，FeO的含量增加，使转炉钢渣的氧位增大，使熔池强烈沸腾，促使早期化渣的进行。氧化钙含量和预熔性恰好与脱磷剂的要求相吻合，进一步提高磷在造渣材料辅料中的分配比，提高造渣材料辅料的脱磷效果。

该造渣材料辅料在转炉炼钢中作为化渣剂使用：由于本发明原料之一的转炉钢渣熔点低(约为1320℃)，作为已经预熔的造渣材料辅料加入，进炉后熔化速度快，可加速熔池的化学反应；另外，转炉钢渣中的SiO₂和FeO是石灰和白云石的有效熔剂，能提高初期的成渣速度。

将转炉钢渣加入添加剂后制成造渣材料辅料具有多种作用，实现了转炉钢渣的循环利用，不但降低炼钢弃渣总量，也可以节约现有造渣材料石灰和白云石的用量，石灰消耗降低20.00～30.00％，白云石消耗降低10.00～15.00％，而且还可以充分发挥其快速成渣、化渣和高效脱磷的特点，改善造渣性能，脱磷率提高5.00～8.00％，冶炼后的钢渣TFe降低3.00～5.00％，吹损降低0.3％左右，提高了金属收得率，为公众提供了一种新的循环利用转炉钢渣的方法。

具体实施方式

本发明应用中所使用的造渣材料辅料是由下述重量配比的组分组成的：转炉钢渣8.0～9.5份、添加剂0.5～2.0份；其中，所述添加剂由下述重量百分比的组分组成：Na₂CO₃ 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO₃ 10.00～20.00％；制备而得的造渣材料辅料含有下述重量百分比的组分：CaO 32.00～45.00％、FeO 20.00～30.00％、BaCO₃ 1.00～4.00％、SiO₂7.00～12.00％、MgO 7.00～9.00％、Na₂CO₃ 0.5～2.00％。

本发明添加剂中的Na₂CO₃、BaCO₃具有脱磷的作用，FeO提供氧位，同时也有脱磷的作用，本发明使用的添加剂综合发挥脱磷、化渣的作用，是一种新的优质造渣材料辅料。

该造渣材料辅料是由如下方法制备，它包括如下步骤：

A、取转炉钢渣破碎、筛选；

B、取下述重量百分比称取添加剂Na₂CO₃ 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO₃10.00～20.00％；

C、按照下述重量配比混合转炉钢渣和添加剂即得：转炉钢渣8.0～9.5份、添加剂0.5～2.0份。

为了保证造渣材料辅料在冶炼传送过程中的流动性，同时使其混合均匀，最好将转炉钢渣和添加剂制备为球体，如可以将转炉钢渣破碎、筛选，使其粒径为5～30mm，添加剂制成粒径为5～30mm的球体。转炉钢渣粒径小于5mm一般是供炼铁烧结使用。

将造渣材料辅料应用于转炉炼钢的方法，包括如下步骤：

A、原料添加量：造渣材料辅料按照10.00～20.00kg/t钢加入，石灰加入量为原工艺加入量的70～80％，白云石加入量为原工艺加入量的85～90％；

B、开吹同时加入造渣材料辅料5.00～8.00kg/t钢；

C、开吹3～5min后，加入余下的造渣材料辅料；

D、石灰与白云石按原工艺顺序加入，常规工艺炼钢。

由于各厂家的冶炼工艺不同，因此石灰和白云石的添加量也有差异，但是应用本发明造渣材料辅料炼钢，无论采用什么工艺和冶炼参数，均可以实现减少石灰和白云石用量的优点，石灰消耗约降低20.00～30.00％，白云石消耗约降低10.00～15.00％。

以下通过实施例的形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例中所采用的转炉钢渣是将30吨转炉的初渣和终渣全部收集，约400吨，经加工成5～30mm的块状钢渣供试验使用，现场分别于12个点取样，分为两组加工分析，其成份见表1。

表1转炉钢渣成分(重量百分比％)

试样编号	SiO<sub>2</sub>	FeO	CaO	MgO	MnO	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	TiO<sub>2</sub>	TFe
									块样1	11.04	16.75	38.70	10.99	3.44	0.751	2.33	23.73
块样2	9.83	15.84	43.60	11.29	3.12	0.709	2.25	24.14

造渣材料辅料制备方法如下：

1、将转炉钢渣用渣盆收集，翻倒的红渣少量喷水冷却，待钢渣冷却后进行破碎、筛分，加工成块度为5～30mm的块状钢渣；

2、添加剂制成10～30mm的球，添加剂由下述重量百分比的组分组成：Na₂CO₃ 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO₃ 10.00～20.00％；

3、将转炉钢渣和添加剂按8.0～9.5∶0.5～2.0的比例通过机械混合即制成造渣材料辅料。

发明人应用上述造渣材料辅料进行炼钢试验，转炉钢渣和添加剂的用量均采用上述制备方法的用量范围，试验共进行了121炉，取样20炉，每日第一炉试样为原工艺对比试样。

原炼钢工艺按照30吨转炉计：

①30吨转炉炼钢渣料配加量

石灰加入量为1000kg，白云石加入量1000kg。

②渣料加入方法

开吹0～3分钟加入500～700kg石灰、1000kg白云石；剩余渣料(石灰：300～500kg)拉碳前3分钟加完。

③拉碳温度控制为：1580～1640℃；拉碳时间控制为：10～12分钟。

④终点温度控制为：普碳钢1680～1750℃，低合金钢为1690～1750℃。

钢产量约为30～35吨/炉。

应用本发明造渣材料辅料的炼钢工艺为：

①30吨转炉炼钢渣料配加量

将本发明造渣材料辅料按每炉500～600kg加入，石灰加入量为700～800kg，白云石加入量850～900kg。

②渣料加入方法

开吹同时加入石灰300～500kg，白云石400～600kg及200kg本发明造渣材料辅料；开吹3～5min后，加入本发明造渣材料辅料300～400kg，其余渣料(石灰200～500kg、白云石250～500kg)拉碳前3分钟加完。

钢产量约为30～35吨/炉。

转炉炼钢氧枪枪位及氧压按现30吨转炉操作执行。

高炉铁水成分见表2。

表2高炉铁水成分(重量百分比％)

续表2

*划线数据为原工艺对比数据

表3转炉装入量及造渣材料辅料消耗量(吨)

续表3

注：划线数据为原工艺对比数据

从表3看，在试验期间，每日的装入量基本接近，添加多功能造渣材料辅料冶炼工艺与原冶炼工艺比较，石灰、白云石的消耗均相应有所降低。

本次试验终点成分和温度见表4，可见加入多功能高效造渣材料辅料的冶炼工艺，钢水过氧化炉次大大降低，取得了明显的脱磷效果。

表4终点成分和温度

注：划线数据为原工艺对比数据

表5终渣成分(以重量百分比计)

注：划线数据为原工艺对比数据

加多功能高效造渣材料辅料的冶炼工艺和常规冶炼工艺脱磷率见表6.

表6脱磷率

注：划线数据为原工艺对比数据

实验中在本发明造渣材料辅料中加入7.00％的添加剂，从表6可见，比较两种工艺，常规冶炼工艺平均脱磷率为79.95％，添加本发明造渣材料辅料后冶炼工艺平均脱磷率为88.35％，平均脱磷率提高了8.40％。

试验期间冶炼后的炉渣中TFe、FeO的平均含量见表7。

表7渣中TFe、FeO的平均含量(以重量百分比计)

从表7可见，在30吨转炉钢渣中加入添加剂进行冶炼，不仅可以提高平均脱磷率，还可使渣中TFe降低3.00～5.00％，即降低吹损0.50％左右。从表7分析结果看，常规冶炼工艺FeO(14.73～22.14％)、TFe(20.55～25.50％)，加本发明造渣材料辅料冶炼工艺FeO(13.19～16.92％)、TFe(17.13～19.28％)，而两种工艺装入量基本相同、加入的石灰量亦基本相同，说明添加本发明造渣材料辅料的冶炼工艺比常规冶炼工艺渣的化透情况要好，冶炼工艺全程冶炼平稳、无喷溅。

应用本发明造渣材料辅料的直接经济效益来源于金属收得率提高，以及石灰、白云石消耗量的降低。

①金属收得率提高0.30％：即吨钢降低成本a＝6.00元/吨钢；

②石灰、白云石消耗量降低：即吨钢降低成本b＝3.50元/吨钢+1.50元/吨钢＝5.00元/吨钢；

③本发明造渣材料辅料加工费：c＝2.00元/吨钢；

④添加剂费用：d＝4.00元/吨钢。

以上合计每生产一顿钢可节约5.00元，计算方法为a+b-c-d。

综上所述，通过转炉钢渣的循环利用，不仅降低了石灰、白云石消耗，节约了社会资源，而且减少了弃渣总量。

Claims (2)

1.造渣材料辅料在转炉炼钢中作为脱磷剂和/或化渣剂的应用，其特征在于：所述造渣材料辅料是由下述重量配比的组分组成：

转炉钢渣8.0～9.5份、添加剂0.5～2.0份；

其中，所述添加剂是由下述重量百分比的组分组成：Na₂CO₃ 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO₃ 10.00～20.00％；

该造渣材料辅料含有下述重量百分比的组分：CaO 32.00～45.00％、FeO 20.00～30.00％、BaCO₃ 1.00～4.00％、SiO₂ 7.00～12.00％、MgO 7.00～9.00％、Na₂CO₃ 0.5～2.00％。

2.造渣材料辅料应用于转炉炼钢的方法，它包括如下步骤：

A、原料添加量：造渣材料辅料按照10.00～20.00kg/t钢加入，石灰加入量为原工艺加入量的70～80％，白云石加入量为原工艺加入量的85～90％；

B、开吹同时加入造渣材料辅料5.00～8.00kg/t钢；

C、开吹3～5min后，加入余下的造渣材料辅料；

D、石灰与白云石按原工艺顺序加入，常规工艺炼钢；

其中步骤A所述的造渣材料辅料是由下述重量配比的组分组成：转炉钢渣8.0～9.5份、添加剂0.5～2份；

其中，所述添加剂是由下述重量百分比的组分组成：Na₂CO₃ 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO₃ 10.00～20.00％；

该造渣材料辅料含有下述重量百分比的组分：CaO 32.00～45.00％、FeO 20.00～30.00％、BaCO₃ 1.00～4.00％、SiO₂ 7.00～12.00％、MgO 7.00～9.00％、Na₂CO₃ 0.5～2.00％。