CN102168163A

CN102168163A - 低硅铁水冶炼用发热化渣剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102168163A
Application number: CN2011100730551A
Authority: CN
Inventors: 唐洪乐; 洪建国; 左康林; 虞大俊; 吴康
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: CN102168163B

Abstract

本发明涉及一种低硅铁水冶炼用发热化渣剂，同时还涉及其制备方法，属于冶金技术领域。该发热化渣剂，其化学组分的质量百分比为SiC：41-46％；FeSi：5-10％；FeO+Fe₂O₃：35-40％；CaO：0-6％；MgO：0-3％、CaC₂ 5-10％。制备步骤包括将石英砂和焦炭冶炼成碳化硅、将原料粉碎混合、搅拌均匀制成。本发明利用电石低熔点的特点辅助碳化硅、硅化铁与氧化铁皮反应，放出大量的热，同时碳化硅良好导热性能将产生的热在冶炼过程中快速传递，加快了化渣速度，增加了钢水的流动性，进而，提高了钢的炼成率，同时保证了钢水中硅含量的稳定。

Description

低硅铁水冶炼用发热化渣剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种发热化渣剂，尤其是一种低硅铁水冶炼用发热化渣剂，同时还涉及其制备方法，属于冶金技术领域。

背景技术

炼钢过程中，需要通过造渣去除有害杂质，为了使杂质不断与渣面发生反应，希望保持渣面处于熔化状态，因此需要采取化渣措施。据申请人了解，长期以来，当炼钢过程中的铁水硅含量偏低(质量百分比低于0.1％)时，如果采用增加铁水装入量、减少废钢装入量的常规工艺手段，往往造成冶炼速度慢，效果不好。因为铁水含碳、硅量较高，可以适当提高硅含量。但加入铁水最终冶炼成钢水时要进行脱碳、脱硅处理，需经过较长的化学反应过程。因此，多加铁水的结果会导致冶炼速度慢，同时铁水中硅含量高导致了冶炼的炼成率低。

检索发现，专利申请号为200910096624的中国专利申请公开了“用于转炉炼钢的发热直上渣洗料及其制备方法和使用方法”。该专利申请中用于转炉炼钢的发热直上渣洗料包括铝酸钙主渣系、脱氧剂、脱硫剂、润滑剂和发热剂，其按渣洗料总重量的百分比计理化指标如下：CaO：20-50％、Al2O3：15～45％、金属铝2-15％、脱硫剂3～8％、润滑剂3-8％、发热剂1-8％、SiO2≤10％、S≤0.5％。该技术方案具有降低精炼成本的有益效果，但对低硅铁水冶炼难以起到加热作用，因此无法提高低硅铁水的化渣效果。此外，申请号为200810110672.2的中国专利公开的调渣剂可以通过调渣达到保护炉衬的目的，但试验证明，无助于加快低硅铁水的造渣速度，不能提高钢水的炼成率。

发明内容

本发明的目的是：提供一种低硅铁水冶炼用发热化渣剂，从而加快低硅铁水冶炼时的造渣和化渣速度，进而提高钢水的炼成率。同时本发明还将给出其制备方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种低硅铁水冶炼用发热化渣剂，其化学组分的质量百分比为

SiC：41-46％；FeSi：5-10％；FeO+Fe₂O₃：35-40％；CaC₂5-10％，其余为杂质(MgO：0-3％、CaO：0-6％)

该低硅铁水冶炼用发热化渣剂的制备方法包括以下步骤：步骤一、将石英砂和焦炭混合，最好质量比控制在5∶2，在1700-1750℃(最好控制在1720℃)的高温真空(氧含量宜小于0.2MPa)状态下，使之发生以下反应：

SiO₂+2C＝SiC+CO₂↑，冶炼成碳化硅；

步骤二、将质量百分比为41-46％的碳化硅、5-10％的硅化铁、35-40％的氧化铁皮(氧化铁皮最好质量百分比含量铁量为56-80％、含氧量为20-44％)、5-10％的电石粉碎后混合(最好90％粒径5-15cm、10％粒径5cm以下)；

步骤三、将步骤二的混合料搅拌均匀即制成所需硅铁水冶炼用发热化渣剂。

本发明硅铁水冶炼用发热化渣剂中的碳化硅和硅化铁可在溶融钢水中分解并和钢水中的游离氧、金属氧化物反应生成一氧化碳和含硅炉渣。而主成分为Fe2O3、Fe2O3.FeO、FeO的氧化铁皮具有氧化性，在冶炼过程中的1400℃以上高温环境中能快速与具有还原性的碳化硅和硅化铁发生反应，生成铁、二氧化硅和二氧化碳，上述反应均为放热反应，因此有助于提高造渣速度。同时，可以保证低硅钢中硅含量的稳定，而碳化硅具有良好地导热性能，能快速将铁水中的热量传递到渣面进行化渣，从而显著提高化渣速度。

另外，硅化铁的熔点相对较低(约1410℃)，能够在快速熔化过程中时使得炼钢原料随之快速熔化，起到理想的助熔作用。电石(CaC₂)的熔点也相对较低，在起助熔的作用同时还能去除钢中有害元素硫。

总之，本发明的有益效果是：利用电石(CaC₂)低熔点的特点辅助碳化硅、硅化铁与氧化铁皮反应，该反应放出大量的热，同时碳化硅良好导热性能将产生的热在冶炼过程中快速传递，加快了化渣速度，增加了钢水的流动性，进而，提高了钢的炼成率，同时保证了钢水中硅含量的稳定。

具体实施方式

低硅铁水冶炼用发热化渣剂由硅化铁、石英砂、焦炭、氧化铁皮、电石制成，其质量百分比组成为：硅化铁：5-10％、石英砂25-30％、焦炭10-22％、氧化铁皮35-40％、电石：5-10％。制成后的化学组分质量百分比为：SiC：41-46％；FeSi：5-10％；FeO+Fe₂O₃：35-40％；CaO：0-6％；MgO：0-3％、CaC₂5-10％。

以上组分中的碳化硅先行制备，可以将质量百分比韦5∶2的石英砂和焦炭混合物在氧含量宜小于0.2MPa的真空状态加热至1720℃左右，使之发生化学反应制得。由于石英砂和焦炭中通常含有Ca和Mg等杂质，因此制成的SiC中都固溶有少量杂质。其中，杂质少的呈绿色，杂质多的呈黑色，碳化硅中要求SiC含量大于97％(唐山富达莱碳化硅陶瓷有限公司产)，氧化铁皮供应渠道较多，其含量铁量56-80％、含氧量20-44％为宜。

制备碳化硅后，将质量百分比为41-46％的碳化硅、5-10％的硅化铁、35-40％的氧化铁皮、5-10％的电石粉碎成90％粒径5-15cm、10％粒径5cm以下的颗粒；再混合料搅拌均匀即制成所需硅铁水冶炼用发热化渣剂。

实际制备时的几个实施例见表一。

表一：低硅铁水冶炼用发热化渣剂实例表

经检测，相应发热化渣剂对应的化学成分见表二。

表二：低硅铁水冶炼用发热化渣剂对应的化学成分

	SiC	FeO+Fe₂O₃	FeSi	CaC2	CaO	MgO
							成分	41-46％	35-40％	5-10％	5-10％	0-6％	0-3％
实施例1	46	35	5	10	2	2
							实施例2	45	36	10	5	1	3
实施例3	44	38	7	7	4	0
							实施例4	41	39	9	9	0	2
实施例5	40	40	8	8	3	1

统计表明，未采用本发明的发热化渣剂之前，2010年上半年平均化渣时间为6分钟，钢种的炼成率未能突破97％；2010年下半年使用本发明的发热化渣剂(通常按钢水质量的1％±0.5加入)后，平均化渣时间缩短为3.5分钟，钢种的炼成率达到99％以上。因此该发明的产品使用后，化渣速度提高了42％，效果显著，钢种的炼成率也有所提高，由此证明，本发明的发热化渣剂特别适合低硅铁水的冶炼。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种低硅铁水冶炼用发热化渣剂，其特征在于化学组分的质量百分比为

SiC：41-46％；FeSi：5-10％；FeO+Fe₂O₃：35-40％；CaC₂ 5-10％；其余为杂质。

2.根据权利要求1所述的低硅铁水冶炼用发热化渣剂，其特征在于：所述杂质为：MgO：0-3％、CaO：0-6％。

3.一种低硅铁水冶炼用发热化渣剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、将石英砂和焦炭混合，在1700-1750℃的高温真空状态下，使之发生以下反应：SiO₂+2C＝SiC+CO₂↑，冶炼成碳化硅；

步骤二、将质量百分比为41-46％的碳化硅、5-10％的硅化铁、35-40％的氧化铁皮、5-10％的电石粉碎后混合；

4.根据权利要求3所述低硅铁水冶炼用发热化渣剂的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的石英砂和焦炭质量比控制在5∶2。

5.根据权利要求4所述低硅铁水冶炼用发热化渣剂的制备方法，其特征在于：所述步骤一中石英砂和焦炭的反应温度控制在1720℃，真空度控制在氧含量小于0.2MPa。

6.根据权利要求5所述低硅铁水冶炼用发热化渣剂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的氧化铁皮质量百分比含量铁量为56-80％、含氧量为20-44％。

7.根据权利要求6所述低硅铁水冶炼用发热化渣剂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中粉碎后的颗粒90％粒径5-15cm、10％粒径5cm以下。