CN101988140B - 铁水脱硫渣发泡剂及其制备方法 - Google Patents

铁水脱硫渣发泡剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁水脱硫渣发泡剂及其制备方法，解决了现有脱硫过程中会产生铁水脱硫渣扒除困难，现有聚渣剂成本高、加入量大、扒渣速度较慢的问题。本发明发泡剂以铸余渣作为基料，铸余渣具有熔化速度快的特点，而碳化物或碳酸物作为造球的骨料加入，同时配合少量粘接剂制造球形渣料的发泡剂，具有成本低、扒渣时加入量少、扒渣速度快、制备工艺简单的优点。

Description

铁水脱硫渣发泡剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种冶金行业的发泡剂及其制备方法，具体的说是一种铁水脱硫渣发泡剂及其制备方法。
背景技术
连铸铸余渣是指在连铸过程中更换钢包、中间包时，钢包、中间包内留下的余钢余渣。随着优质高碳钢产量大幅提高，钢水精炼处理比例日益扩大，精炼处理结束后钢包中残存的钢渣量不断增加，导致渣厂处理难度加大，不得不增加新的渣厂以满足其贮存与周转，不仅造成环境污染，而且造成资源的浪费。以武汉钢铁(集团)公司一炼钢厂为例，2009年产钢约180万吨，钢水精炼比达到80％，产生铸余渣量约70万吨。迄今为止，国内外多数炼钢厂的铸余渣大都采用热泼法、干渣法、高压水淬法、落锤法或切割法等工艺处理，但仍然存在工艺复杂、成本高、铸余渣利用率低，导致铸余渣废弃、污染环境和场地占用的问题。
另一方面，炼钢厂在脱硫过程中会产生铁水脱硫渣，由于铁水脱硫渣比较稀薄，难以扒除，通常是加入聚渣剂以增大铁水成渣后的粘度使其容易扒除，这类聚渣剂通常为硅、铝氧化物为主的复合物，存在成本高、加入量大、扒渣速度较慢的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种成本低、扒渣时加入量少、扒渣速度快的铁水脱硫渣发泡剂。
本发明还提供上述铁水脱硫渣发泡剂的制备方法。
铁水脱硫渣发泡剂，由下述重量份数的原料制备而成：铸余渣7-9份、碳化物和/或碳酸物1-3份、粘接剂0.2-0.4份。
由下述重量份数的原料制备而成：铸余渣8份、碳化物和/或碳酸物2份、粘接剂0.3份。
所述碳化物为电石或碳化硅；所述碳酸物石灰石、生白云石或菱镁矿。
所述粘接剂为有机或无机粘接剂。
使用以下步骤：(1)将7-9重量份的铸余渣冷却后破碎至粒径3-5mm大小的颗粒，然后将上述颗粒研磨至粒径1-1.5mm；(2)向铸余渣中添加碳化物和/或碳酸物1-3重量份磨细至粒径为0.5mm后拌合均匀得到混合干料；(3)拌合同时向混合干料中加入0.2-0.4重量份粘接剂，然后加工成球形渣料。(4)球形渣料干燥后得到本发明发泡剂。
步骤(4)中球形渣料的干燥条件为在≥80℃温度下，干燥至少3h。优选80-100℃下干燥3-6h。
步骤(3)中所述球形渣料直径为25～30mm。
所述碳化物为电石或碳化硅；所述碳酸物石灰石、生白云石或菱镁矿。
所述粘接剂为有机或无机粘接剂。
本发明发泡剂以铸余渣作为基料，铸余渣具有熔化速度快的特点，而碳化物或碳酸物作为造球的骨料加入，同时配合少量粘接剂制造球形渣料的发泡剂，该发泡剂的主要化学成份分析如下：
  化学成分   CaO   SiO2   Al2O3   MgO   C或CO2
  ％重量   20-60   10-40   5-40   2-40   5-55
向脱硫铁水中投入发泡剂后，一方面加入的材料会使铁水渣的温度进一步降低，从而增大铁水渣的粘度，成渣速度快；另一方面，由于发泡剂熔化速度快，很快便在铁水渣面铺展开，加上其中的碳化物或碳酸物能够与铁水中的Al、Si、Ti等易氧化元素发生反应，并产生气体，能使铁水渣生成泡沫渣，达到易于扒除的效果，解决了铁水脱硫渣稀薄难以扒除的问题，实现扩大利用连铸铸余渣，提高铁水脱硫渣的扒渣效率，完全替代现有的聚渣剂的目的。
其扒渣原理为：
脱硫铁水渣温度一般在1350℃以下，加入碳化物会发生燃烧反应并产出如下气体：MxCy+O→MxO+CO2；
或加入碳酸物会发生分解反应并产生如下气体：MxCO3→MxO+CO2。
本发明发泡剂的制备方法充分利用了连铸过程产生的铸余渣，加入碳化物和/或碳酸物和粘接剂经过多次磨细制得球形渣料，制备工艺极为简单，设备投资低。主要原料铸余渣本身取自炼钢厂的连铸工艺中，而发泡剂也是用于炼钢厂的铁水脱硫渣工艺中的扒渣，不仅可减少运输成本，也使过去作为废渣处理的铸余渣得到充分利用，省去了处理铸余渣的各种工艺和设备、对环境友好。
所述发泡剂经粘接剂制成球形颗料，利用其球形表面增大与铁水的接触面，达到快速熔化的目的，进一步的，研究实验证明，发泡剂的球形渣料直径为25-30mm时熔化速度快，能够最大限度的减少发泡剂的使用量、提高扒渣效率。
有益效果：
1.本发明发泡剂能够完全取代聚渣剂对铁水脱硫渣进行扒渣，快速聚粘同时具有发泡作用，与现有的聚渣剂相比，发泡剂的使用量可降低22％，扒渣效率可提高25％以上。
2.由于发泡剂是利用钢厂自身产生的铸余渣为主要原料，作为废渣的再利用，无需成本，配合碳化物或碳酸物作为造球的骨料，添加粘接剂制得球形渣料，因此本发明发泡剂的生产成本大幅下降，成本由过去的聚渣剂1200元/吨，减少至700元/吨，每吨铁水的消耗量由过去的1.79kg降至1.39kg。从另一方面而言，由于铸余渣的充分利用，降低了渣厂处理的负担，从而减少了运输、贮存、周转及处理铸余渣带来的各种开支，避免了对环境的污染和资源浪费，挽回的直接或间接经济损失不可估量。
3.发泡剂制备方法极为简单，操作简便，生产成本低，铸余渣几乎可全部利用，可适用于各类炼钢厂中铁水脱硫工艺中的扒渣处理。
具体实施方式
实施例1
(1)将9重量份的铸余渣(铸余渣R＝3.2)冷却后破碎至粒径3mm大小的颗粒，然后将上述颗粒研磨至粒径1mm；
(2)向铸余渣中添加电石1重量份磨细至粒径为0.5mm后拌合15min后得到混合干料；
(3)拌合同时向混合干料中加入0.4重量份粘接剂，然后加工成直径为30mm球形渣料。
(4)球形渣料在80℃温度下干燥6h得到本发明发泡剂。
实施例2
(1)将7重量份的铸余渣(铸余渣R＝3.2)冷却后破碎至粒径4mm大小的颗粒，然后将使用球磨机将上述颗粒研磨至粒径1.5mm；
(2)向铸余渣中添加石灰石3重量份用雷蒙磨细磨至粒径为0.5mm后拌合12min得到混合干料；
(3)搅拌同时向混合干料中加入0.2重量份粘接剂，然后加工成直径为25mm球形渣料。
(4)球形渣料在90℃温度下干燥4h得到本发明发泡剂。
实施例3
(1)将8重量份的铸余渣(铸余渣R＝3.2)冷却后破碎至粒径3mm大小的颗粒，然后将上述颗粒研磨至粒径1.2mm；
(2)向铸余渣中添加碳化硅和菱镁矿各1重量份磨细至粒径为0.5mm后拌合10min得到混合干料；
(3)拌合同时向混合干料中加入0.3重量份粘接剂，然后加工成直径为28mm球形渣料。
(4)球形渣料在100℃温度下干燥3h得到本发明发泡剂。
以武钢一炼钢分厂铁水钝化镁脱硫实际扒渣效果为例：在铁水脱硫结束后，往铁水罐内加入本发明实施例3生产的发泡剂(试验例)，每吨铁水加入150公斤，使脱硫渣发泡，待脱硫渣呈泡末状后进行扒渣，其效果与常规聚渣剂(比较例)进行对比实验如下表：
Figure BDA0000034589320000051
结果：实际使用试验例能使脱硫渣具有良好的发泡效果，便于扒除脱硫残余渣，脱硫铁损和钢水回硫与现有聚渣剂相当，但试验例的消耗比现有取消渣剂消耗低0.40kg/t，降低22％，而且扒渣时间更短，效率更高。铁水钝化镁脱硫实践表明：采用铸余渣作为基料，利用铸余渣熔化迅速的特点，同时配加易使脱硫渣发泡的碳化物和/或碳酸物，使铁水脱硫渣能够加速发泡，易于扒除，从而极大的提高了我厂铁水钝化镁脱硫的控制水平，同时降低了生产成本。

Claims (7)

1.一种铁水脱硫渣发泡剂，其特征在于，由下述重量份数的原料制备而成：铸余渣7-9份、碳化物和/或碳酸物1-3份、粘接剂0.2-0.4份，所述碳化物为电石或碳化硅，所述碳酸物为石灰石、生白云石或菱镁矿。
2.如权利要求1所述的铁水脱硫渣发泡剂，其特征在于，由下述重量份数的原料制备而成：铸余渣8份、碳化物和/或碳酸物2份、粘接剂0.3份。
3.如权利要求1或2所述的铁水脱硫渣发泡剂，其特征在于，所述粘接剂为有机或无机粘接剂。
4.一种铁水脱硫渣发泡剂的制备方法，其特征在于，使用以下步骤：(1)将7-9重量份的铸余渣冷却后破碎至粒径3-5mm大小的颗粒，然后将上述颗粒研磨至粒径1-1.5mm；(2)向铸余渣中添加碳化物和/或碳酸物1-3重量份磨细至粒径为0.5mm后拌合均匀得到混合干料，所述碳化物为电石或碳化硅，所述碳酸物为石灰石、生白云石或菱镁矿；(3)拌合同时向混合干料中加入0.2-0.4重量份粘接剂，然后加工成球形渣料；(4)球形渣料干燥后得到发泡剂。
5.如权利要求4所述的铁水脱硫渣发泡剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中球形渣料的干燥条件为在≥80℃温度下，干燥至少3h。
6.如权利要求4所述的铁水脱硫渣发泡剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述球形渣料直径为25-30mm。
7.如权利要求4或5所述的铁水脱硫渣发泡剂的制备方法，其特征在于，所述粘接剂为有机或无机粘接剂。
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