CN102251073A

CN102251073A - 半钢用脱氧增碳剂及其制造和使用方法

Info

Publication number: CN102251073A
Application number: CN 201110190597
Authority: CN
Inventors: 陈炼; 王建; 戈文荪; 曾建华; 陈永; 黄正华
Original assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Co Ltd
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2031-07-08
Also published as: CN102251073B

Abstract

本发明公开了一种半钢用脱氧增碳剂，属于钢铁冶炼领域。本发明提供的半钢用脱氧增碳剂兼具增碳和脱氧的作用，其原料组成为：类石墨60～75wt％、SiC粉20～35wt％、铝粉1～5wt％、炼钢结合剂3～7wt％；其中，所述类石墨固定碳含量≥85wt％，P含量≤0.03wt％，S含量≤0.3wt％；所述SiC粉中SiC含量为60～85wt％；所述铝粉中Al含量≥90wt％。本发明具有成本低、生产工艺简单、增碳效果好、脱氧能力强、含P、S、水等成份少等优点；不仅能够减轻转炉炼钢增碳的压力，而且能够适应转炉生产节奏，满足安全生产的要求。

Description

半钢用脱氧增碳剂及其制造和使用方法

技术领域

本发明具体涉及一种炼钢用脱氧增碳剂的制造及使用方法，属于钢铁冶炼领域。

背景技术

我国是钒钛磁铁矿大国，攀钢、承钢、昆钢、威钢等企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼，钒钛磁铁矿高炉冶炼出的铁水与普通铁水相比钒含量高，而钒是一种重要的资源，因此铁水炼钢前必须提钒，制取钒渣。

转炉提钒是一个提钒保碳的过程，通过对过程温度的控制，理论上可以将钒尽可能地氧化进入渣相，而碳则保持不被氧化。然而，在实际的提钒过程中，碳将不可避免地被部分氧化。生产实践和试验研究都表明，在提高钒氧化率的同时，碳的烧损也随之增加。我们称这种提钒后碳含量比普通铁水低、比普通钢水高的钢水称之为半钢。为了尽可能保持高的提钒率，同时又能使后续的炼钢工艺顺利地进行，许多研究者先后开展了与半钢炼钢热补偿相关的研究，主要有炼钢过程加煤或提温剂，炼钢过程二次燃烧技术以及半钢罐内喷吹碳粉增碳等。而在半钢出钢过程添加增碳剂不仅增碳效果良好而且对整个炼钢生产节奏几乎没有影响。同时，由于在转炉提钒过程中，我们往铁水中吹入了大量的氧气，造成了半钢钢水中氧含量较高，出钢后半钢罐中钢水容易翻腾，有出不净半钢、钢水大翻造成钢铁料消耗增大的情况，同时还存在一定安全生产隐患，因此对半钢钢水进行脱氧是非常有必要的。

目前已见报导的转炉炼钢用增碳剂专利较多，例如CN1818092公开了一种炼钢用增碳剂的制备方法，该方法包括如下步骤：(A)提供一种含C量不小于65％碳素材料；(B)提供一种含Mn量不小于50％锰铁粉；(C)将一定量的碳素材料与一定量的锰铁粉混合均匀，混合后的材料中，C的含量应该控制在18％-60％，Mn的含量应该控制在22％-62％；(D)将混合后的材料成型处理；(E)将成型后的材料干燥处理，其优点是增碳的材料能及时进入钢水内部，在内部散熔，并且不会造成钢水的温度损失，在增碳过程中，实现稳定高效增碳的同时还实现了增锰，节省了炼钢所用合金的消耗，降低了炼钢成本。CN1342776公开了一种炼钢增碳工艺及专用增碳剂，该增碳剂由铁粉、碳粉、铁桶组成，将铁粉、碳粉按照重量百分比3∶2混匀装入铁桶内，施加外力压实，密封，使其播种大于熔渣比重，将密封的铁桶(增碳剂)直接投入钢包内。此外，《半钢增碳脱硫试验研究》报导了用电石作为半钢增碳剂可有效提高半钢钢水碳含量。

虽然，现有技术报道的增碳剂有很多，但集中于研究它们的增碳能力，而未关注其脱氧能力。而在转炉提钒过程中，由于铁水中吹入了大量的氧气，造成了半钢钢水中氧含量较高，因此出钢后半钢罐中钢水容易翻腾，有出不净半钢、钢水大翻造成钢铁料消耗增大的情况，同时还存在一定安全生产隐患，因此如果半钢用增碳剂除增碳功能同时还具有脱氧的功能，则对转炉提钒工艺而言是非常有意义的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种半钢用脱氧增碳剂，其兼具增碳和脱氧的作用。

本发明的技术方案为：

半钢用脱氧增碳剂，其原料组成为：类石墨60～75wt％、SiC粉20～35wt％、铝粉1～5wt％、炼钢结合剂3～7wt％；其中，所述的类石墨固定碳含量≥85wt％，P含量≤0.03wt％，S含量≤0.3wt％；所述的SiC粉中的SiC含量为60～85wt％；所述的铝粉中Al含量≥90wt％。

优选的，所述炼钢结合剂为水泥、膨润土、淀粉、水玻璃、高铝钒土中的至少一种。

本发明还提供了上述半钢用脱氧增碳剂的制备方法，该方法包括，将类石墨、SiC粉、铝粉、炼钢结合剂按质量比为：类石墨60～75wt％、SiC粉20～35wt％、铝粉1～5wt％、炼钢结合剂3～7wt％加水混合并搅拌均匀，压制成球团，干燥使球团水分含量低于球团总重量的3％即得脱氧增碳剂。

优选的，上述半钢用脱氧增碳剂的制备方法中，类石墨、SiC粉粒径不超过3mm。

优选的，上述半钢用脱氧增碳剂的制备方法中，水的加入量与原料总重量的比值为3～5∶45～50；更优选为3∶50。

本发明进一步提供了上述半钢用脱氧增碳剂的使用方法，具体为：脱氧增碳剂的加入量为2.5～6kg/t半钢。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种半钢用脱氧增碳剂及其制造和使用方法。本发明所得半钢用脱氧增碳剂兼具增碳和脱氧的功能，且本发明具有成本低、生产工艺简单、增碳效果好(加入到钢包中可使半钢碳含量增加0.17％以上，半钢用脱氧增碳剂碳的收得率在75～85％)、脱氧能力强(加入本脱氧增碳剂之后，所有钢包在出完半钢后均没出现大翻现象)、强度好(从2m高落下不碎，一次成球率达80％左右，所制造的球固定碳含量达到50％以上)、含P、S、水等成份少等优点；不仅能够减轻转炉炼钢增碳的压力，而且能够适应转炉生产节奏，满足安全生产的要求。

附图说明

图1是本发明实施例脱氧增碳剂的生产工艺路线。

具体实施方式

半钢用脱氧增碳剂，其原料组成为：类石墨60～75wt％、SiC粉20～35wt％、铝粉1～5wt％、炼钢结合剂3-7wt％；其中，所述的类石墨固定碳含量≥85wt％，P含量≤0.03wt％，S含量≤0.3wt％；所述的SiC粉中的SiC含量为60～85wt％；所述的铝粉中Al含量≥90wt％。本发明均是以质量百分比计。

类石墨既不是石墨也不是煤，而是介于石墨与煤之间的一种石墨化的无烟煤，结构仍有非晶质，与煤相似，但同时又是电的良导体，似石墨，燃烧开始温度比煤高但比石墨低。它具有碳含量高、灰分低、含硫低的特点。固定碳含量是指煤等材料中有机质在高温下裂解，逸出气态产物后的固态产物，主要成分为碳元素，其占原来材料的重量百分比称为固定碳含量。

本发明还提供了上述半钢用脱氧增碳剂的制备方法，该方法包括，将类石墨、SiC粉、铝粉、炼钢用结合剂按质量比为：类石墨60～75wt％、SiC粉20～35wt％、铝粉1～5wt％、炼钢结合剂3～7wt％加水混合并搅拌均匀，压制成球团，干燥使球团水分含量低于球团总重量的3％即得脱氧增碳剂。

上述方法中球团形状可以是球形，也可以是椭球形，优选球形，便于下料。之所以需要压制成球，是因为在转炉出钢过程中加入脱氧增碳剂时，如果不压制成球，由于半钢的热量较大，热辐射大热气会上升，同时半钢冲击力强，以粉状形式加入的话，细小颗粒会形成大量的烟尘，不利于出半钢过程控制，同时也会恶化现场生产环境。另外，如果脱氧增碳球团水分过大，可能发生钢包内“放炮”的危险现象，因此上述方法中球团要求干燥至水分要求小于球团总重量的3％。

优选的，上述半钢用脱氧增碳剂的制备方法中，类石墨、SiC粉粒径不超过3mm。因为要将上述原料混合后压制成球团脱氧增碳剂时，如果粒径太大会影响成球率，因此类石墨、SiC粉粒径不超过3mm。

优选的，上述半钢用脱氧增碳剂的制备方法中，水的加入量与原料总重量的比值为3-5∶45-50；更优选的，水的加入量与原料总重量的比值为3∶50。混料时加入水润湿原料，使得原料含有一定的水分，从而能够更好的与结合剂结合，提高成球率和球的强度。

一般的，提钒转炉吹炼结束后开始出半钢，当出到钢包中的半钢钢水超过半钢总重量的四分之一时，在钢包中加入上述脱氧增碳剂，加入量为2.5～6kg/t半钢，脱氧增碳剂在出半钢完成前加完。之所以在出到钢包中的半钢钢水超过半钢总重量的1/4后加入脱氧增碳剂是因为：如果一开始就加入，由于钢包中还没有半钢，直接加入会由于钢水的作用将球压碎、粉化，细小颗粒会形成大量的烟尘，不利于出半钢过程控制，同时也会恶化现场生产环境；而出半钢钢水1/4后，加入的球会浮在钢水表面，加上钢水对液面的冲击，球与钢水相互作用，起到脱氧增碳的作用；控制其在出半钢完成前加完，也是因为如果出完半钢后还没加完，后续加入的脱氧增碳剂由于没有钢水的冲击和翻腾，其利用率会明显下降。

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明。

本发明中原料的成分及其指标或品位、种类等如表1所示，表中分别列出了类石墨中碳(C)含量、磷(P)含量、硫(S)含量；SiC粉中SiC的含量(亦称作SiC的品位)；铝粉中的铝(Al)含量以及所用的炼钢结合剂。

将表1中所列的类石墨、SiC破碎并筛分得到不超过3mm的粉粒，然后将类石墨、SiC、铝粉、结合剂按一定质量比配料，之后将配好的料放入混料机中混合搅拌，搅拌过程中加入水，搅拌均匀后将原料送入压球机进行压制，未成球的原料返回压球机料斗中，压制成的湿球团装入铁栅料斗中，自然干燥至水分含量低于球团总重的3％，即得本发明的脱氧增碳剂；具体原料配比、工艺参数及所得脱氧增碳剂的性能如表2所示；具体生产工艺路线如图1所示。

提钒转炉提钒结束后取炉内半钢样，测试半钢样含碳量；当出到钢包中的半钢超过半钢总重量的四分之一左右时，在钢包中加入一定量的上述制得的脱氧增碳剂，出半钢结束前加完；取脱氧增碳后的半钢样再检测含碳量。具体的脱氧增碳剂的加入量以及得到半钢的性能指标如表3所示。

对比例：将无烟煤作为增碳剂用于转炉提钒工艺，在加入时机、加入方式等其他工艺条件均与本发明所得脱氧增碳剂使用条件相同的情况下，且两种增碳剂的碳重量相同的情形下(虽然加入的重量不相同，但是两种材料加入后折算成碳的重量则是一样)，加入无烟煤后半钢碳含量、碳的收得率如表4所示。本发明中，碳的收得率是指：加入增碳剂之后，半钢钢水中碳含量升高的含量折算成碳的重量后，该重量与脱氧增碳剂中碳含量所折算成的碳重量之间的比值。

表1制备脱氧增碳剂的原料及其相关指标

表2脱氧增碳剂的制备条件及其性能

注：上述6个实施例所得的球状脱氧增碳剂均形状均匀。

表3脱氧增碳剂的使用条件及其使用效果

注：上述6个实施例中出半钢结束后钢包中均为未出现翻腾，表明脱氧效果好。

表4无烟煤增碳剂的的使用条件及其使用效果

对比表3和表4可知，采用本发明的半钢用脱氧增碳剂，与采用现有技术的无烟煤增碳剂相比：(1)碳的收得率提高；(2)增碳的同时还具有脱氧能力，出半钢结束后钢包中均为未出现翻腾，表明脱氧效果好。

Claims

1.半钢用脱氧增碳剂，其特征在于，其原料组成为：类石墨60～75wt％、SiC粉20～35wt％、铝粉1～5wt％、炼钢结合剂3～7wt％；其中，所述的类石墨固定碳含量≥85wt％，P含量≤0.03wt％，S含量≤0.3wt％；所述的SiC粉中的SiC含量为60～85wt％；所述的铝粉中Al含量≥90wt％。

2.根据权利要求1所述的半钢用脱氧增碳剂，其特征在于，所述炼钢结合剂为水泥、膨润土、淀粉、水玻璃、高铝钒土中的至少一种。

3.权利要求1或2所述的半钢用脱氧增碳剂的制备方法，其特征在于，该方法包括，将类石墨、SiC粉、铝粉、炼钢结合剂按质量比为：类石墨60～75wt％、SiC粉20～35wt％、铝粉1～5wt％、炼钢结合剂3～7％加水混合并搅拌均匀，压制成球团，干燥使球团水分含量低于球团总重的3％即得脱氧增碳剂。

4.根据权利要求3所述的半钢用脱氧增碳剂的制备方法，其特征在于，所述类石墨、SiC粉粒径不超过3mm。

5.根据权利要求3或4所述的半钢用脱氧增碳剂的制备方法，其特征在于，水的加入量与原料总重量的比值为3～5∶45～50。

6.根据权利要求5所述的半钢用脱氧增碳剂的制备方法，其特征在于，水的加入量与原料总重量的比值为3∶50。

7.权利要求1-6任一项所述的半钢用脱氧增碳剂的使用方法，其特征在于，脱氧增碳剂的加入量为2.5～6kg/t半钢。