CN101608248B - 防炼钢炉渣粉化的凝渣剂及凝渣方法 - Google Patents

防炼钢炉渣粉化的凝渣剂及凝渣方法 Download PDF

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Abstract

一种防炼钢炉渣粉化的凝渣剂及凝渣方法，凝渣剂成分按重量百分比为B2O3 10～25％、MgO 20～50％、Fe2O3 0～8％、CaO 0.5～20％、Al2O3 0.5～2％、SiO2 6～20％、杂质0.1～5％、烧失成分5～8％；凝渣剂的粒径小于等于5mm。凝渣方法为：将凝渣剂置于渣罐或渣盘内，然后倒渣，通过渣流的冲击力和搅拌作用将熔渣与凝渣剂混合和反应；或者在倒渣时，将凝渣剂喷吹到熔渣中，使熔渣与凝渣剂混合并反应；凝渣剂的用量为钢渣总重量的2～4％。采用本发明的凝渣剂及凝渣方法，处理后的钢渣在降温过程中和降温后不发生粉化现象，避免了粉尘污染，改善了工作环境。

Description

防炼钢炉渣粉化的凝渣剂及凝渣方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种防炼钢炉渣粉化的凝渣剂及凝渣方法。
背景技术
炼钢炉渣例如LF炉炉渣，在冷却至低温以下时存在粉化现象，变为粉渣。据研究，炉渣发生粉化的主要原因是渣中2CaO·SiO2(简写为C2S)存在同素异性转变现象。随着温度降低，炉渣中α′-C2S相晶型转变为γ-C2S晶型，同时伴随有约12％的体积膨胀，从而导致了渣粉化现象。由于渣粉化，在车间中容易形成粉尘，影响生产环境和操作人员健康。同时在运输和存放过程，影响周围环境，对空气、水和土壤都有污染，给环保和人类生活带来危害。因此如能使炉渣凝聚成块，生产过程不产生粉化现象，将会避免粉尘对环境的污染，有利于生产和生活环境的保护。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供一种防炼钢炉渣粉化的凝渣剂及凝渣方法，目的在于防止低温下炉渣粉化，从而避免粉渣对环境和人类生活条件的污染。
本发明的防炼钢炉渣粉化的凝渣剂化学成分按重量百分比为B2O3 10～25％、MgO 20～50％、Fe2O3 0～8％、CaO 0.5～20％、Al2O3 0.5～2％、SiO2 6～20％，杂质0.1～5％，烧失成分5～8％；凝渣剂的粒径小于等于5mm，并且粒径在3～5mm的部分占凝渣剂重量的10～15％，粒径在1～3mm的部分占凝渣剂重量的15～20％，粒径小于1mm的部分占凝渣剂重量的65～75％。杂质为Na、K、Mn、Ti和/或Ba的氧化物。烧失成分为SO3、CO2和H2O，SO3、CO2和H2O分别以硫酸根、碳酸根和结晶水的形态存在。
上述凝渣剂的制备方法为：采用硼镁石物理破碎，然后经过人工配料获得凝渣剂。
本发明的防炼钢炉渣粉化的凝渣方法为：
将凝渣剂置于渣罐或渣盘内，然后倒渣，通过渣流的冲击力和搅拌作用将熔渣与凝渣剂混合和反应；或者在倒渣时，将凝渣剂喷吹到液态的钢渣中，使熔渣与凝渣剂混合并反应；凝渣剂的用量为钢渣总重量的2～4％。
研究发现，Al2O3、MgO、Fe2O3、B2O3、Mn2O3等物质能与C2S形成固溶体，可以有效地防止α′-C2S向γ-C2S转变，从而避免了因体积膨胀导致的炉渣粉化。特别在有B2O3存在时，硼离子处于[BO4]四面体状态，促使炉渣结构紧密，从而阻止了炉渣粉化的发生。
本发明的原料硼镁石即“白硼”矿石；含B2O3量通常分为4级，含B2O3量分别为≥22％、18～22％、14～18％和10～14％，这些硼镁石能够作为制备凝渣剂的原料。
凝渣剂的制作通过硼镁石原矿粉碎制备，需要制备含B2O3高的凝渣剂时，直接用高品位原矿粉碎，或采用低品味原矿加合成办法制备。制备的含B2O3、MgO和CaO的产品又称硼镁钙粉，这种产品通常含MgO量较高，含CaO量较低；当产品中含B2O3相对较低时，例如B2O3为10％左右，CaO含量相对下降，MgO含量相对提高。作为凝渣剂，首先需要确定B2O3含量，B2O3含量越高，凝渣效果越好，凝渣剂需要的用量越少。原矿中伴有少量或微量Na、K、Mn、Ti、Ba元素，他们对凝渣过程无明显影响。
采用本发明的凝渣剂及凝渣方法，处理后的钢渣在降温过程中和降温后不发生粉化现象，避免了粉尘污染，改善了工作环境。
具体实施方式
实施例1
采用硼镁石原矿，经破碎和粉碎制得粒度小于等于5mm的凝渣剂，粒径在3～5mm的部分占凝渣剂重量的10％，粒径在1～3mm的部分占凝渣剂重量的15％，粒径小于1mm的部分占凝渣剂重量的75％；化学成分按重量百分比为B2O3 10％、MgO 47％、CaO 16％、Al2O3 1％、SiO2 16％，杂质2％，烧失成分8％。
将该凝渣剂置于渣罐底部，倒渣时将熔渣倒入渣罐中，通过渣流的冲击力和搅拌作用将熔渣与凝渣剂混合和反应；凝渣剂的用量为钢渣总重量的3％。
经使用，该凝渣剂能够将钢渣凝聚，降温过程中和室温下钢渣未出现粉化现象。
实施例2
采用硼镁石原矿，经破碎和粉碎制得粒度小于等于5mm的凝渣剂，粒径在3～5mm的部分占凝渣剂重量的15％，粒径在1～3mm的部分占凝渣剂重量的20％，粒径小于1mm的部分占凝渣剂重量的65％；化学成分按重量百分比为B2O3 25％、MgO 20％、Fe2O3 8％、CaO17％、Al2O3 2％、SiO2 20％，杂质3％，烧失成分5％。
将该凝渣剂置于渣罐底部，倒渣时将熔渣倒入渣罐中，通过渣流的冲击力和搅拌作用将熔渣与凝渣剂混合和反应；凝渣剂的用量为钢渣总重量的3％。
经使用，该凝渣剂能够将钢渣凝聚，降温过程中和室温下钢渣未出现粉化现象。
实施例3
采用硼镁石原矿，经破碎和粉碎制得粒度小于等于5mm的凝渣剂，粒径在3～5mm的部分占凝渣剂重量的12％，粒径在1～3mm的部分占凝渣剂重量的18％，粒径小于1mm的部分占凝渣剂重量的70％；化学成分按重量百分比为B2O3 21％、MgO 45％、Fe2O3 6％、CaO 2％、Al2O3 0.5％、SiO2 15％，杂质3.5％，烧失成分7％。
将该凝渣剂置于渣罐底部，倒渣时将熔渣倒入渣罐中，通过渣流的冲击力和搅拌作用将熔渣与凝渣剂混合和反应；凝渣剂的用量为钢渣总重量的4％。
经使用，该凝渣剂能够将钢渣凝聚，降温过程中和室温下钢渣未出现粉化现象。
实施例4
采用硼镁石原矿，经破碎和粉碎制得粒度小于等于5mm的凝渣剂，粒径在3～5mm的部分占凝渣剂重量的13％，粒径在1～3mm的部分占凝渣剂重量的15％，粒径小于等于1mm的部分占凝渣剂重量的72％；化学成分按重量百分比为B2O3 25％、MgO40％、Fe2O3 5％、CaO18％、Al2O3 1％、SiO2 6％，杂质5％，烧失成分8％。
倒渣时，将凝渣剂采用喷枪喷吹到熔渣中，喷吹载气为氮气，凝渣剂的用量为钢渣总重量的2％。
经使用，该凝渣剂能够将钢渣凝聚，降温过程中和室温下钢渣未出现粉化现象。

Claims (2)

1.一种防炼钢炉渣粉化的凝渣剂，其特征在于该凝渣剂的成分按重量百分比为B2O310～25％、MgO20～50％、Fe2O30～8％、CaO0.5～20％、Al2O30.5～2％、SiO26～20％，杂质0.1～5％，烧失成分5～8％；凝渣剂的粒径小于等于5mm；该凝渣剂的粒径在3～5mm的部分占凝渣剂重量的10～15％，粒径在1～3mm的部分占凝渣剂重量的15～20％，粒径小于1mm的部分占凝渣剂重量的65～75％；凝渣剂采用硼镁石原矿制备。
2.一种采用权利要求1所述的凝渣剂实施凝渣的方法：其特征在于按以下步骤进行：将凝渣剂置于渣罐或渣盘内，然后倒渣，通过渣流的冲击力和搅拌作用将熔渣与凝渣剂混合和反应；或者在倒渣时，将凝渣剂喷吹到熔渣中，使熔渣与凝渣剂混合并反应；凝渣剂的用量为钢渣总重量的2～4％。
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