CN102161491A - 炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法 - Google Patents

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杨强
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Abstract

本发明公开了一种炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，该方法包括以下步骤：(a)将重量比为2∶3-3∶2的刚玉渣和活性石灰除尘粉混合并制备成小于180目的细粉；(b)向所述细粉中加入水进行混碾，然后成型为样块；(c)烘干样块；(d)将样块烧成熔化；(e)冷却样块，破碎成炼钢用预熔型铝酸钙。本发明可利用废弃的刚玉渣和活性石灰除尘粉来制备预熔型铝酸钙，因此，回收利用了废弃的资源，且极大地降低了预熔型铝酸钙的制备成本。

Description

炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法
技术领域
本发明涉及一种炼钢用合成造渣材料的制备方法，具体地讲，涉及一种炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法。
背景技术
预熔型铝酸钙主要用于炼钢精炼，它具有迅速成渣、埋弧、造渣、脱氧、脱硫等作用，因此，可有效地减少钢中气体，降低钢中夹杂。在钢包精炼中，预熔型铝酸钙可有效缩短炼钢时间，并对净化钢液有显著作用。目前生产的预熔型铝酸钙一般以铝矾土和石灰石(石灰)为主要原料，并对其进行烧结或熔融。预熔型铝酸钙的产品以12CaO·7Al2O3为主要矿物，其主要成分的含量见表1。因生产预熔型铝酸钙的主要原料铝矾土和石灰石价格昂贵，所以预熔型铝酸钙的生产成本偏高，使得预熔型铝酸钙难以被普遍地应用。
表1
  成分   SiO2   Al2O3   CaO   S
  重量百分比   ≤4   35-40   45-50   ≤0.1
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用工业废弃渣料来制备用于炼钢精炼的预熔型铝酸钙的方法。
根据本发明的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法包括以下步骤：(a)将重量比为2∶3-3∶2的刚玉渣和活性石灰除尘粉混合并制备成小于180目的细粉；(b)向所述细粉中加入水进行混碾，然后成型为样块；(c)烘干样块；(d)将样块烧成或熔化；(e)冷却样块，破碎成炼钢用预熔型铝酸钙。
根据本发明的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，刚玉渣按重量计含有65％-78％的Al2O3、5％-15％的MgO、0％-12％的CaO、0％-2％的SiO2和0％-1.5％的Fe2O3。活性石灰除尘粉按重量计含有70％-100％的CaO和0％-4％的SiO2，活性石灰除尘粉的灼减按重量计在0％-25％的范围内。
根据本发明的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，在步骤(b)中混碾时间可为5min-8min，且样块形状可为长方形或球形。在步骤(c)中，可在110℃-240℃的温度下烘干16小时-48小时。在步骤(d)中，可在1300℃-1400℃的温度下烧成或熔化样块。
根据本发明的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法还可包括在步骤(a)之前将刚玉渣制备成0-3mm的颗粒的步骤。
根据本发明的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，在步骤(e)中得到的预熔型铝酸钙按重量计含有0％-4％的SiO2、35％-45％的Al2O3、0％-1.5％的Fe2O3、40％-50％的CaO和0％-0.1％的S。在步骤(e)中得到的预熔型铝酸钙的熔化温度为1300℃-1350℃。
本发明采用工业废弃物—刚玉渣和活性石灰除尘粉为原料来制备炼钢用预熔型铝酸钙，因此，使废弃物得到回收利用，大大降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例详细地描述根据本发明的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法。
在烧成钒铁的过程会产生大量的被称作刚玉渣的废渣，目前该部分刚玉渣因无法有效利用而被废弃。同时，在生产活性石灰过程中会产生大量的活性石灰除尘粉，该部分活性石灰除尘粉一般以极低的价格外卖用于民用。本发明利用上述的刚玉渣和活性石灰除尘粉来生产炼钢用预熔型铝酸钙。
本发明使用的刚玉渣按重量计含有65％-78％的Al2O3、5％-15％的MgO、0％-12％的CaO、0％-2％的SiO2和0％-1.5％的Fe2O3。本发明使用的活性石灰除尘粉按重量计含有70％-100％的CaO和0％-4％的SiO2，活性石灰除尘粉的灼减按重量计在0％-25％的范围内。另外，刚玉渣和活性石灰除尘粉均含有对炼钢精炼无影响或影响很小的其他杂质。
在根据本发明实施例的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法中，首先，对刚玉渣进行预处理以去除刚玉渣表面粘附的杂质(例如，镁砂)，然后将刚玉渣制备成粒度小于3mm的颗粒以利于后续的加工处理。这里，可先采用鄂式破碎机对刚玉渣进行初破，再用圆锥或对辊破碎机对刚玉渣进行细破，然后用3mm的振动筛进行筛分，从而得到粒度小于3mm的刚玉渣，但本发明不限于此。也就是说，可采用其他方法来形成粒度小于3mm的刚玉渣。将处理过的刚玉渣与上述活性石灰除尘粉按2∶3-3∶2的重量比进行混合，制备成小于180目的细粉，这里可采用球磨机对刚玉渣和活性石灰除尘粉进行混磨来形成小于180目的细粉。另外，在两种材料共磨至180目以下的粉末的情况下，在下面的形成预熔型铝酸钙的步骤中两种材料的反应速度会提高。
然后，向上述细粉中加入20％-30％的细粉重量的水进行混碾5min-8min，从而成型为长方形或球形的样块。加入的一部分水用于活性石灰除尘粉水化，另一部分水用于刚玉渣和活性石灰除尘粉的干料的混合。这里，可利用普通混碾机进行混碾，可利用压砖机对混碾后的细粉进行成型，但本发明不限于此。
之后，在110℃-240℃的温度下烘干样块16小时-48小时。
然后，在1300℃-1400℃的温度下烧成或熔化样块。这里可使用诸如隧道窑、梭式窑等的高温烧成设备进行烧成，或可使用诸如电炉、冲天炉等的熔炼设备对样块进行熔化，本发明使用的烧成设备和熔炼设备不限于上述设备。
最后，冷却并破碎样块，从而得到炼钢用预熔型铝酸钙。在本发明中，可将预熔型铝酸钙破碎到满足炼钢精炼需求的粒度，例如，将预熔型铝酸钙破碎至粒度小于10mm。
通过上述方法制备的预熔型铝酸钙的成分见下面的表2。
表2
Figure BSA00000452039900031
通过表2可见，通过本发明的方法制备的预熔型铝酸钙的主要成分与在背景技术部分中描述的预熔型铝酸钙的主要成分相当。根据本发明的方法制备的预熔型铝酸钙还含有小于等于1.5％的Fe2O3，该部分铁对精炼过程基本无影响或不产生影响。另外，根据本发明的方法制备的预熔型铝酸钙相对于背景技术中描述的预熔型铝酸钙还含有质量百分比小于等于8.0％的MgO，该部分MgO在精炼过程中可以降低精炼渣对镁碳质炉衬的侵蚀，提高炉衬使用寿命。另外，根据本发明的方法制备的预熔型铝酸钙的熔化温度在1300℃-1350℃的范围内，这可提高精炼渣吸收杂质的反应速率。也就是说，由于根据本发明的预熔型铝酸钙的熔点低，所以形成的熔渣粘度低，有利于熔渣中离子或原子团的迁移，从而使反应速率提高。此外，根据本发明制备的预熔型铝酸钙的抗水性良好。
实施例1
将刚玉渣制备成粒度为3mm的颗粒，并将重量比为2∶3的刚玉渣和活性石灰除尘粉共磨成小于180目的细粉，该刚玉渣按重量计含有77.84％的Al2O3、5.32％的MgO、11.7％的CaO、1.2％的Fe2O3、0.86％的SiO2以及其他对炼钢精炼无影响或影响很小的杂质，该活性石灰除尘粉按重量计含有71.6％的CaO、2.36％的SiO2、22％的灼减以及其他对炼钢精炼无影响或影响很小的杂质。将上述细粉加入轮碾，加入30％细粉重量的水混碾8min，出料后成型为65mm×113mm×230mm的长方形砖坯。在110℃的温度下烘干48小时后，在1300℃下进行烧结或熔化，最后破碎成粒度为小于100mm的预熔型铝酸钙。
根据本实施例的方法得到的预熔型铝酸钙按重量计见表3。该预熔型铝酸钙的熔化温度为1310℃。
表3
成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO S
  重量百分比(％)   1.44   36.23   1.05   49.56   7.94   0.06
实施例2
将刚玉渣制备成粒度为1.5mm的颗粒，并将重量比为1∶1的刚玉渣和活性石灰除尘粉共磨成小于180目的细粉，该刚玉渣按重量计含有65.23％的Al2O3、9.67％的MgO、10.23％的CaO、1.4％的Fe2O3、0.77％的SiO2以及其他对炼钢精炼无影响或影响很小的杂质，该活性石灰除尘粉按重量计含有76.50％的CaO、3.88％的SiO2、15％的灼减以及其他对炼钢精炼无影响或影响很小的杂质。将上述细粉加入轮碾，加入25％细粉重量的水混碾6min，出料后成型为直径为50mm球形。在240℃的温度下干燥16小时后，在1320℃下进行烧结或熔化，最后破碎成粒度小于10mm的预熔型铝酸钙。
根据本实施例的方法得到的预熔型铝酸钙按重量计见表4。该预熔型铝酸钙的熔化温度为1335℃。
表4
  成分   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   S
  重量百分比(％)   1.55   35.03   1.27   49.03   7.36   0.05
实施例3
将刚玉渣制备成粒度为0.5mm的颗粒，并将重量比为3∶2的刚玉渣和活性石灰除尘粉共磨成小于180目的细粉，该刚玉渣按重量计含有72.34％的Al2O3、14.69％的MgO、9.26％的CaO、0.72％的Fe2O3、1.92％的SiO2以及其他对炼钢精炼无影响或影响很小的杂质，该活性石灰除尘粉按重量计含有76.36％的CaO、1.83％的SiO2、15％的灼减以及其他对炼钢精炼无影响或影响很小的杂质。将上述细粉加入轮碾，加入20％细粉重量的水混碾5min，出料后成型为直径为50mm球形。在190℃的温度下干燥18小时后，在1400℃下进行烧结或熔化，最后破碎成粒度小于5mm的预熔型铝酸钙。
根据本实施例的方法得到的预熔型铝酸钙按重量计见表5。该预熔型铝酸钙的熔化温度为1347℃。
表5
  成分   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   S
  重量百分比(％)   1.48   44.38   1.27   45.78   6.74   0.05
根据上述各实施例的描述可以看出，本发明利用废弃的刚玉渣和活性石灰除尘粉合成用于炼钢精炼的预熔型铝酸钙，因此，节省了资源，降低了预熔型铝酸钙的制备成本。

Claims (10)

1.一种炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(a)将重量比为2∶3-3∶2的刚玉渣和活性石灰除尘粉混合并制备成小于180目的细粉；
(b)向所述细粉中加入水进行混碾，然后成型为样块；
(c)烘干样块；
(d)将样块烧成或熔化；
(e)冷却样块，破碎成炼钢用预熔型铝酸钙。
2.如权利要求1所述的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，刚玉渣按重量计含有65％-78％的Al2O3、5％-15％的MgO、0％-12％的CaO、0％-2％的SiO2和0％-1.5％的Fe2O3。
3.如权利要求1或2所述的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，活性石灰除尘粉按重量计含有70％-100％的CaO和0％-4％的SiO2，活性石灰除尘粉的灼减按重量计在0％-25％的范围内。
4.如权利要求1所述的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中混碾时间为5min-8min。
5.如权利要求1所述的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，在步骤(b)中样块形状为长方形或球形。
6.如权利要求1所述的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，在步骤(c)中，在110℃-240℃的温度下烘干16小时～48小时。
7.如权利要求1所述的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，在步骤(d)中，在1300℃-1400℃的温度下烧成或熔化样块。
8.如权利要求1所述的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，所述方法还包括在步骤(a)之前将刚玉渣制备成粒度为0-3mm的颗粒的步骤。
9.如权利要求1所述的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，在步骤(e)中得到的预熔型铝酸钙按重量计含有0％-4％的SiO2、35％-45％的Al2O3、0％-1.5％的Fe2O3、40％-50％的CaO和0％-0.1％的S。
10.如权利要求1所述的炼钢用预熔型铝酸钙的制备方法，其特征在于，在步骤(e)中得到的预熔型铝酸钙的熔化温度为1300℃-1350℃。
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