CN101298634A

CN101298634A - 一种预熔型铁水预处理脱磷剂

Info

Publication number: CN101298634A
Application number: CNA2008101501280A
Authority: CN
Inventors: 袁守谦; 张西锋; 魏颖娟; 王伟; 梁德安; 张启业
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2008-11-05

Abstract

本发明公开了一种用于钢铁冶金行业的预熔型铁水预处理脱磷剂，特别适用于铁水原料条件差，初始磷含量波动大，或者生产低磷钢、超低磷钢冶炼工艺中。该铁水预处理预熔型脱磷剂是在1250℃～1400℃的温度下经过充分的预熔化处理后，破碎成颗粒状，它由以下原料及其重量百分比组成：活性石灰：35％～50％、铁氧化物：40％～60％、萤石：6％～15％。具有较高的CaO和Fe₂O₃含量，满足铁水预处理脱磷的高碱度、高氧化性渣的要求，能迅速的将铁水中的磷降低到0.01％以下。因此，采用本发明的预熔型铁水预处理脱磷剂，能使铁水原料条件差，初始铁水P含量高，初始磷含量波动大的铁水中的磷降低到较低水平，为冶炼低磷钢、超低磷钢提供所需的低磷铁水。

Description

一种预熔型铁水预处理脱磷剂

技术领域

本发明涉及钢铁冶金行业中铁水预处理用脱磷剂，尤其用于铁水原料条件差，初始磷含量波动大，或者冶炼低磷钢、超低磷钢的所用铁水的脱磷的一种预熔型铁水预处理脱磷剂。

背景技术

随着社会和科学技术的发展以及连铸技术和炉外处理技术的推广和使用，钢材纯净度得到了显著的提高。提高钢的纯净度可改善钢材的加工性能、力学性能和使用性能。并在钢材(特别是高附加值产品)市场竞争日趋激烈的今天，许多厂家为提高产品竞争力，努力提高钢的洁净度，改善钢材性能，对钢中硫、磷含量提出了更高的要求。磷在大多数钢中是一种有害元素，能显著降低钢的塑性和韧性，尤其是回火韧性和冲击韧性，低温条件下，韧性的变坏尤为显著，导致钢的“冷脆”，随钢中碳、氮、氧含量的增加，磷的这种危害作用增强。而且，磷是降低钢水表面张力的元素，随钢水中磷含量的增加，钢水表面张力降低得越显著，从而降低钢的抗裂性能。钢水中的磷能显著扩大液相和固相之间的两相区，造成严重的成分偏析，且在铁固溶体中的扩散速率很小，因而磷的偏析很难消除，从而严重影响钢的性能，造成机械性能不均匀，使钢的焊接性能降低。然而高炉冶炼是不能脱磷的，铁矿石中的磷几乎全部进入生铁中，致使生铁中的磷高达0.1～1.0％。一般生铁中的磷主要在炼钢时氧化去除，但传统的炼钢工艺很难达到冶炼低磷钢(ω[P]＜0.01～0.02％)和超低磷钢(ω[P]＜0.005％)的要求，且增加转炉冶炼负荷，增长冶炼周期，增加生产成本，这迫切要求简化转炉的冶炼功能，将脱磷移到炼钢炉外进行。

铁水预处理脱磷是主要的脱磷方式，其不仅在理论研究上有着优越性，而且在经济上、工艺结构上合理，技术上可行。特别是考虑到我国的实际情况，炼铁原料条件差，铁水磷含量高，铁水预处理脱磷工艺更能发挥解放转炉生产能力、生产高质量产品的优越性。且铁水预处理脱磷具有以下优点：

(1)低温条件和碳饱和条件有利于脱磷反应进行，工艺条件较炼钢优越；

(2)铁水预处理脱磷的程度直接影响着转炉终点磷含量，转炉入炉铁水磷含量越低，转炉出钢终点磷含量越低，严格控制入转炉铁水磷含量，有利于转炉冶炼优质钢和合金钢，有利于钢铁产品升级换代，生产出具有高附加值的优质钢材；

(3)能保证炼钢吃精料，降低转炉炼钢的生产成本，提高生产效率，降低炼钢能耗。

目前铁水预处理脱磷过程中，一般选用CaO系固体合成粉状脱磷剂进行铁水预处理脱磷，并能实现较好的脱磷效果，但固体合成脱磷剂存在一定缺点：

(1)固体合成脱磷剂的熔点高，脱磷速率较低，增加预处理时间，使铁水温降加剧；

(2)固体合成脱磷剂中萤石含量高，对包衬腐蚀严重，而且严重污染环境；

(3)固体合成脱磷剂容易吸水，不易储存和运输；

(4)由于组分比重差异易产生成分偏析及性能不稳定；

(5)固体合成脱磷剂一般为粉剂，使用时易造成环境污染。

发明内容

针对现有固体合成脱磷剂存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种熔点低，流动性好，成渣速度快，有效处理时间短，磷容量高，脱磷效果显著的预熔型铁水预处理脱磷剂。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种预熔型铁水预处理脱磷剂，其特征在于，制得的该铁水预处理预熔型脱磷剂由以下原料及其重量百分比组成：活性石灰：35％～50％、铁氧化物：40％～60％、萤石：6％～15％，然后将各原料在1250℃～1400℃的温度下经过充分的预熔化处理后，破碎成颗粒状。

其最优组成为：活性石灰：40％～45％、铁氧化物：45％～50％、萤石：6％～10％。

本发明的预熔型铁水预处理脱磷剂，在使用前将配方的各原料按配比关系进行配料，再在化渣炉中加热到1250℃～1400℃熔化为液渣，然后出炉迅速冷却，破碎成颗粒状，这能使脱磷剂中形成大量熔点低、熔化速率快的铁酸钙型化合物。在进行铁水脱磷时，既可加快化渣速度又减少了成渣过程热损失，在脱磷反应过程中，铁液表面较短时间内渣-金界面的脱磷反应便由固-液反应转变为液-液反应，极大地改善了脱磷的动力学条件。克服了固体合成脱磷剂加入铁水以后，石灰熔解较慢的成渣过程。同时，预熔后形成的2CaO·Fe₂O₃、CaO·2Fe₂O、CaO·FeO₃等铁酸钙型化合物具有很强的脱磷能力，能实现快速高效的脱磷预处理要求，将铁水中的磷降低到较低水平，且该预熔型铁水预处理脱磷剂能在铁水初始磷含量较大波动范围内均能实现较好脱磷效果。

本发明的预熔型铁水预处理脱磷剂，具有较高的CaO和Fe₂O₃含量，满足铁水预处理脱磷的高碱度、高氧化性渣的要求，能迅速的将铁水中的磷降低到0.01％以下。因此，采用本发明的预熔型铁水预处理脱磷剂，能使铁水原料条件差，初始铁水P含量高，初始磷含量波动大的铁水中的磷降低到较低水平，为冶炼低磷钢、超低磷钢提供所需的低磷铁水。

本发明所带来的技术效果是：

(1)具有熔点低、熔速快，可有效降低铁水预处理的热量损失。

(2)脱磷剂磷容量大，脱磷效率高，效果稳定，适用性强。

(3)原料活性石灰、萤石、氧化铁皮、烧结矿、精细矿粉的来源广泛，价格低廉。

(4)脱磷剂稳定性好，不易吸潮，便于储存和运输。

附图说明

图1是组成为40％的氧化钙，50％的轧钢氧化铁皮，10％的萤石的预熔型铁水预处理脱磷剂在1250℃～1400℃的温度下经过充分的预熔化处理后的X衍射图谱。

以下结合发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明制得的预熔型铁水预处理脱磷剂由以下原料及其重量百分比组成：活性石灰：35％～50％、铁氧化物：40％～60％、萤石：6％～15％，然后各原料在1250℃～1400℃的温度下经过充分的预熔化处理后，破碎成颗粒状。

上述活性石灰中的CaO含量≥90％。

上述铁氧化物可以是轧钢氧化铁皮、烧结矿、精细矿粉。

上述萤石中的CaF₂含量≥88％。

本发明的预熔型铁水预处理脱磷剂，适用于[Si]≤0.15％铁水，可通过喷吹或顶加等方式加入铁水罐、鱼雷罐车或专用转炉中进行铁水脱磷处理。

下面是发明人给出的具体实施例：

在以下的实施例中，用脱磷率表示脱磷效果，数值越大，脱磷效果越显著。

实施例1：

本实施例中，预熔型铁水预处理脱磷剂的成分及其重量百分比为：活性石灰：40％，轧钢氧化铁皮：50％，萤石：10％。

上述活性石灰中的CaO含量≥90％。萤石中的CaF₂含量≥88％。

本实施例的预熔型铁水预处理脱磷剂，在使用前将配方的各原料按配比关系进行配料，再在化渣炉中加热到1250℃～1400℃熔化为液渣，然后出炉迅速冷却，破碎成颗粒状。使用该预熔型铁水预处理脱磷剂的脱磷效果为：处理前的铁水磷含量是0.21％，经过3min的脱磷处理就能将铁水中的磷降低至0.0081％，脱磷率为96.14％；10min脱磷处理后，铁水中的磷降低为0.0079％，脱磷率为96.24％，此后铁水中的磷基本保持在小于0.01％的水平。预熔型铁水预处理脱磷剂在1250℃～1400℃的温度下经过充分的预熔化处理后的X衍射图谱参见图1。

实施例2：

本实施例中，预熔型铁水预处理脱磷剂的成分及其重量百分比为：活性石灰：49％，轧钢氧化铁皮：45％，萤石：6％。其余同实施例1，使用该预熔型铁水预处理脱磷剂的脱磷效果为：处理前的铁水磷含量0.23％，经过3min的脱磷处理就能将铁水中的磷降低为0.049％，脱磷率为78.7％；10min脱磷处理后，铁水中的磷降低为0.0077％，脱磷率为96.65％，此后铁水中的磷基本保持在小于0.01％的水平。

实施例3：

本实施例中，预熔型铁水预处理脱磷剂的成分及其重量百分比为：活性石灰：44％，轧钢氧化铁皮：50％，萤石：6％。其余同实施例1，使用该预熔型铁水预处理脱磷剂，处理前的铁水磷含量为0.19％，经过3min的脱磷处理就能将铁水中的磷降低为0.011％，脱磷率为94.21％；10min脱磷处理后，铁水中的磷降低为0.0052％，脱磷率为97.26％，此后铁水中的磷基本保持在小于0.01％的水平。

实施例4：

本实施例中，预熔型铁水预处理脱磷剂的成分及其重量百分比为：活性石灰：32.65％，烧结矿：58.58％，萤石：8.8％。其余同实施例1，使用该预熔型脱磷剂的脱磷效果为：铁水处是磷含量0.21％，经过10min脱磷处理后，降低为0.010％，脱磷率为95.24％。

实施例5：

本实施例中，预熔型铁水预处理脱磷剂的各个成分的含量为：40％的活性石灰，50％的轧钢氧化铁皮，10％的萤石。其余同实施例1，使用该预熔型脱磷剂的脱磷效果为：铁水处是磷含量0.119％，经过10min脱磷处理后，铁水中的磷降低为0.012％，脱磷率为89.92％。

以上实施例的预熔型铁水预处理脱磷剂的组分均为重量百分数。

需要说明的是，上述实施例还可以穷尽列举，本发明不限于这些实施例，经申请人的实验证明，按上述任一实例的配比关系配置的预熔型铁水预处理脱磷剂，制作过程中经过1250℃～1400℃的预熔处理即可得到所需产品。也可根据需要在本发明提供的配比关系任选一组配比关系，使用前制作过程中经过1250℃～1400℃的预熔处理，即可获得本发明的预熔型铁水预处理脱磷剂。

Claims

1、一种预熔型铁水预处理脱磷剂，其特征在于，制得的该铁水预处理预熔型脱磷剂由以下原料及其重量百分比组成：活性石灰：35％～50％、铁氧化物：40％～60％、萤石：6％～15％，然后将各原料在1250℃～1400℃的温度下经过充分的预熔化处理后，破碎成颗粒状。

2、如权利要求1所述的预熔型铁水预处理脱磷剂，其特征在于，所述的铁水预处理预熔型脱磷剂由以下原料及其重量百分比组成：活性石灰：40％～45％、铁氧化物：45％～50％、萤石：6％～10％。

3、如权利要求1或2所述的预熔型铁水预处理脱磷剂，其特征在于，所述的活性石灰中的CaO含量≥90％。

4、如权利要求1或2所述的预熔型铁水预处理脱磷剂，其特征在于，所述的铁氧化物是轧钢氧化铁皮、烧结矿或精细铁矿粉。

5、如权利要求1或2所述的预熔型铁水预处理脱磷剂，其特征在于，所述的萤石中的CaF₂含量≥88％。