CN102443674B

CN102443674B - 碳化硅球团及其作为转炉冶炼过程中提温剂的用途

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Publication number: CN102443674B
Application number: CN 201110405297
Authority: CN
Inventors: 青光红; 陈涛; 吴胜利; 郭仁孝; 郑德明
Original assignee: Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd
Current assignee: Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2031-12-08
Also published as: CN102443674A

Abstract

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及碳化硅球团及其作为转炉冶炼过程中提温剂的用途。本发明提供的碳化硅球团是由以下重量配比的原料制得：碳化硅粉85～90份、石灰5～10份、结合剂1～3份。该球团作为一种新型的转炉冶炼过程中提温剂，每吨钢水加入碳化硅球团7～11kg，融化时间为20～30秒，升温40℃以上。采用该球团熔化快、提温效果好，操作方便，可以取代现有的焦炭、无烟煤等热补偿材料。

Description

碳化硅球团及其作为转炉冶炼过程中提温剂的用途

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及碳化硅球团及其作为转炉冶炼过程中提温剂的用途。

背景技术

随着钢铁工业的发展，钢铁工业对炼钢生产率、钢的成本等方面都提出了越来越高的要求。而目前大多数钢厂由于其冶炼工艺，转炉炼钢铁水的温度较低，硫、磷含量偏高，炼钢时常因热量不足而多次补吹氧，较多炉次是以终点氧化铁来达到足够的出钢温度，造成终点钢水氧活度高，渣中全铁含量高，对冶炼钢种和转炉炉龄造成不利影响，不利于炼钢经济性。

目前国内在转炉炼钢热补偿技术方面较常用的方法，先后使用过焦炭、无烟煤等提温材料，但均因有较大的缺陷而相继被淘汰，如使用半钢增碳剂虽可提高半钢碳含量，对半钢炼钢热源不足也起到了一定的缓解作用，但其针对性不强，且成本偏高。

目前，为实现对炼钢物流的优化，降低生产成本，现急需一种熔化较快、提温效果好，操作方便的提温新材料，用以取代现有的焦炭、无烟煤等热补偿材料，以便更好的解决转炉热补偿技术，以满足炼钢短流程生产技术要求。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是为炼钢技术领域提供一种新型提温材料，即一种高效低硫碳化硅球团。

本发明的技术方案：该碳化硅球团由以下重量配比的原料制得：碳化硅粉85～90份、石灰5～10份、结合剂1～3份。

其中，所述碳化硅粉按重量计含碳2～10％、碳化硅大于50％(最好是50～70％)，硫0.1～0.3％(其余组分为不相关的元素含量及杂质)，所述石灰按重量计含氧化钙≥90％，所述结合剂为黏结材料。

作为优选的方案，所述结合剂按重量计其组分为：羧甲基纤维素钠5～9％、广西白泥60～67％、糊精13～17％、碳酸钠5～10％，膨润土5～10％。

进一步优选的，所述膨润土为钠基膨润土。钠基膨润土吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大；阳离子交换量高；在水介质中分散性好，胶质价高；它的胶体悬浮液触变性、粘度、润滑性好，pH值高；热稳定性好；有较高的可塑性和较强的粘结性；热湿拉强度和干压强度高。所以钠基膨润土的使用价值和经济价值较高。

所述广西白泥按重量计含三氧化二铝25～35％，二氧化硅40～55％。

所述羧甲基纤维素钠为纤维素羧甲基醚的钠盐，为白色粉末，属阴离子型纤维素醚，粒度-200目，纯度≥90％，简称CMC。CMC通常是由天然纤维素与苛性碱及一氯醋酸反应后制得的一种阴离子型高分子化合物。

所述糊精是淀粉经酶法或化学方法水解得到的降解产物，为数个至数十个葡萄糖单位的寡糖和聚糖的混合物。

其中，上述碳化硅球团的粒度为15～40mm。

其中，上述碳化硅球团按重量计所含水分≤2％。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述碳化硅球团的制备方法。其特征在于包括如下步骤：

a、按重量配比将碳化硅粉85～90份、石灰5～10份、结合剂1～3份混合均匀；

b、将步骤a中混合后物料加水搅拌均匀压制成球团；

c、球团经干燥后制得碳化硅球团。

进一步优选的，所述膨润土为钠基膨润土；所述广西白泥按重量计含三氧化二铝25～35％，二氧化硅40～55％。

进一步优选的，上述方法步骤b中所述碳化硅球团的粒度为15～40mm。

进一步优选的，上述方法步骤c中所述碳化硅球团按重量计所含水分≤2％。

进一步优选的，上述方法步骤c中干燥方法是先将球团自然堆放干燥24～48h后送入链式干燥机进行干燥，链式干燥机干燥温度控制在100～150℃、干燥时间2h。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供上述碳化硅球团作为转炉冶炼过程中提温剂的用途。具体地，转炉冶炼过程中，上述碳化硅球团作为提温剂，可从转炉炉顶加入。

本发明提温剂加入方法简便，转炉冶炼过程中每吨钢水加入碳化硅球团7～9kg，提温效果明显，并可增加废钢用量，减少转炉炼钢对铁水的依赖性，加快生产冶炼周期。

具体实施方式

本发明碳化硅球团由以下重量配比的原料制得：按重量配比将碳化硅粉85～90份、石灰5～10份、结合剂1～3份混合均匀。

其中，所述碳化硅粉按重量计含碳2～10％、碳化硅50～70％，硫0.1～0.3％(总量不足百分百，其余组分为其余组分为不相关的元素含量及杂质)，所述石灰按重量计含氧化钙≥90％，所述结合剂为黏结材料。

其中，上述碳化硅球团的粒度为15～40mm。

其中，上述碳化硅球团按重量计所含水分≤2％。

上述碳化硅球团的制备方法包括如下步骤：

碳化硅粉过多，会导致成球性不好，过低会使其提温效果达不到；

石灰用量过多，会导致压制球团使用过程中粉尘多，影响氧化钙的收得率，过少则在转炉使用过程中达不到适度提高炉渣碱度的作用；

结合剂加入的作用是保证低硫碳化硅粉、石灰混合压制成球。

由于碳化硅球团在使用过程中水分过高就会发生爆裂、溅渣的危险，因此本发明炼钢用碳化硅球团需控制水分≤2％。

b、将称量好的低硫碳化硅粉、石灰粉依次送入混料搅拌机内进行混合搅拌，经混合搅拌2min后加入结合剂，继续混合搅拌2min，再按原料低硫碳化硅粉、石灰粉和结合剂总重量的8～10％加水搅拌。总的搅拌时间控制在4～5min即能混合均匀，又不会造成搅拌作业时间过长，影响工序节奏。

c、将搅拌均匀的原料通过皮带传送入压球机中压制成规格为15～40mm的椭圆型球团。

d、将压制成的球团自然堆放干燥24～48小时(要防水、防晒)，可使产品强度得到进一步的提高。

e、自然堆放干燥后的碳化硅球团球再送至链式进行干燥，干燥温度在100～150℃、干燥时间2h。

f、碳化硅球团经干燥机干燥后，自然堆放冷却至常温，其所含水分≤2％，取样检测理化指标合格装包备用。

作为优选的方案，a步骤所述结合剂按重量计，其组分为：羧甲基纤维素钠5～9％、广西白泥60～67％、糊精13～17％、碳酸钠5～10％，膨润土5～10％。

进一步优选的，上述方法步骤b中所述碳化硅球团的粒度为15～40mm。通过控制产品的形状(球形)和适宜的粒度(15～40mm)，加之碳化硅球团粒度较为事宜，在加入后就可以避免类似碳球漂浮在钢水表面以及在提温过程中钢液成分不易控制的问题。

上述碳化硅球团作为提温剂，转炉冶炼过程中每吨钢水加入碳化硅球团7～9kg，提温效果明显，还可增加废钢用量，减少转炉炼钢对铁水的依赖性，加快生产冶炼周期。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

在下述的实施例中所采用的低硫碳化硅粉、石灰粉原料理化指标检测情况见表1。

表1原料化学成分检测情况

(碳化硅化学成分中其余组分为不相关的元素含量及杂质)

实施例中结合剂的技术指标：白色粉末，粒度-200目，按重量计含羧甲基纤维素钠7％、广西白泥65％、糊精15％、碳酸钠10％、钠基膨润土3％。

其中，广西白泥技术指标：Al₂O₃25～35％，SiO₂40～55％，粒度-250目，水分≤0.5，级别：特级，由抚绥县盛唐矿物材料有限公司生产。所述羧甲基纤维素钠：白色粉末，粒度-200目，纯度＞90％。

所述羧甲基纤维素钠、糊精、碳酸钠市场均有售。

实施例中原料碳化硅粉和石灰粉粒度小于2mm。

实施例1本发明碳化硅球的制备和使用

将市售羧甲基纤维素钠、广西白泥、市售糊精、市售碳酸钠、市售的钠基膨润土按重量配比羧甲基纤维素钠7％、广西白泥63％、市售糊精15％、市售碳酸钠10％、钠基膨润土5％的比例混合均匀制得结合剂。

再将88重量份的低硫碳化硅粉、10重量份的石灰粉和2重量份的结合剂称量。然后将称量好的碳化硅粉、石灰粉送入混料搅拌机内进行混合搅拌。经混合搅拌时间2min后，加入结合剂继续混合搅拌2min，再加水搅拌均匀。其中，水量为碳化硅粉、石灰粉和结合剂重量的8％。

将搅拌均匀的物料送入压球机中压制成15～40mm的椭圆型碳化硅球团。

然后堆放在厂房空地内，自然干燥48小时后，将碳化硅球团送进链式干燥机中进行干燥，干燥温度控制在100～150℃之间，干燥时间2h，碳化硅球团出炉，测量干燥后水分0.9％。

出炉后的碳化硅球团冷却至自然温度后装入编织袋内，取样检测碳化硅球的理化指标(检测结果见表2)。检测合格后再运至炼钢厂转炉料仓进行使用。

表2理化指标检测

项目

SiC(％)

CaO(％)

P(％)

S(％)

水份(％)

粒度(mm)

实施例1产品

57.95

8.3

0.03

0.10

0.9

15.5～39

采用本实施例碳化硅作为提温剂，加入量为240kg/炉(8.02kg/吨钢水)，融化时间为20～30秒，升温40℃以上；吨碳化硅可增加废钢加入量0.9t，增加废钢加入量可减少转炉对铁水的依赖，小幅度降低铁水P、S含量，加快生产冶炼周期。

实施例2本发明碳化硅球的制备和使用

将市售羧甲基纤维素钠、广西白泥、市售糊精、市售碳酸钠、市售的钠基膨润土按重量配比羧甲基纤维素钠6％、广西白泥64％、市售糊精16％、市售碳酸钠8％、钠基膨润土6％的比例混合均匀制得结合剂。

再将89重量份的低硫碳化硅粉、10重量份的石灰粉和1重量份的结合剂称量。然后将称量好的碳化硅粉、石灰粉送入混料搅拌机内进行混合搅拌。经混合搅拌时间2min后，加入结合剂继续混合搅拌2min，再加水搅拌均匀。其中，水量为碳化硅粉、石灰粉和结合剂重量的8％。

出炉后的碳化硅球团冷却至自然温度后装入编织袋内，取样检测碳锰球的理化指标(检测结果见表3)。检测合格后再运至炼钢厂转炉料仓进行使用。

表3理化指标检测

项目

SiC(％)

CaO(％)

P(％)

S(％)

水份(％)

粒度(mm)

实施例2产品

58.93

8.4

0.03

0.12

0.8

15.4～39.1

采用本实施例碳化硅作为提温剂，加入量为300kg/炉(10.1kg/吨钢水)，融化时间为20～30秒，升温40℃以上；吨碳化硅可增加废钢加入量2t，增加废钢加入量可减少转炉对铁水的依赖，小幅度降低铁水P、S含量，加快生产冶炼周期。

实施例3本发明碳化硅球的制备和使用

将市售羧甲基纤维素钠、广西白泥、市售糊精、市售碳酸钠、市售的钠基膨润土按重量配比羧甲基纤维素钠7％、广西白泥61％、市售糊精15％、市售碳酸钠7％、钠基膨润土10％的比例混合均匀制得结合剂。

再将90重量份的低硫碳化硅粉、8重量份的石灰粉和2重量份的结合剂称量。然后将称量好的碳化硅粉、石灰粉送入混料搅拌机内进行混合搅拌。经混合搅拌时间2min后，加入结合剂继续混合搅拌2min，再加水搅拌均匀。其中，水量为碳化硅粉、石灰粉和结合剂重量的8％。

出炉后的碳化硅球团冷却至自然温度后装入编织袋内，取样检测碳锰球的理化指标(检测结果见表4)。检测合格后再运至炼钢厂转炉料仓进行使用。

表4理化指标检测

项目

SiC(％)

CaO(％)

P(％)

S(％)

水份(％)

粒度(mm)

实施例3产品

58.82

7.6

0.02

0.13

0.9

15.6～39.4

采用本发明碳化硅作为提温剂，加入量为220kg/炉，融化时间为20～30秒，升温40℃以上；吨碳化硅可增加废钢加入量1.9t，增加废钢加入量可减少转炉对铁水的依赖，小幅度降低铁水P、S含量，加快生产冶炼周期。

综上所述，采用本发明碳化硅作为提温剂，加入量为240～300kg/炉(8.02～10.1kg/吨钢水)，融化时间为20～30秒，升温40℃以上；吨碳化硅可增加废钢加入量0.9～2t，增加废钢加入量可减少转炉对铁水的依赖，小幅度降低铁水P、S含量，加快生产冶炼周期。有效解决了现有提温剂在生产过程中熔化时间长，提温效果不明显，成本高，钢水成分控制较难，从而影响钢水质量的问题。并且本发明碳化硅球团制备和使用方法简单，不会引入新的杂质，简化炼钢工艺，节约能源，应用前景广阔。

Claims

1.碳化硅球团，其特征在于它是由以下重量配比的原料制得：碳化硅粉85～90份、石灰5～10份、结合剂1～3份；所述碳化硅粉按重量计含碳2～10％、碳化硅大于50％，硫0.1～0.3%，所述石灰按重量计含氧化钙≥90％，所述结合剂为黏结材料；所述结合剂按重量计，其组分为：羧甲基纤维素钠5～9%、广西白泥60～67%、糊精13～17%、碳酸钠5～10%，膨润土5～10%；所述广西白泥按重量计含三氧化二铝25～35%，二氧化硅40～55%；所述碳化硅球团的粒度为15～40mm；所述碳化硅球团按重量计所含水分≤2％。

2.权利要求1所述的碳化硅球团的制备方法，其特征在于由以下步骤完成：

b、将步骤a中混合后物料加水搅拌均匀压制成球团；

c、球团经干燥后制得碳化硅球团。

3.根据权利要求2所述的碳化硅球团的制备方法，其特征在于：步骤c中干燥方法是先将球团自然堆放干燥24～48h后送入链式干燥机，于100～150℃干燥2h。

4.权利要求1所述的碳化硅球团作为转炉冶炼过程中提温剂的用途。

5.根据权利要求4所述的碳化硅球团作为转炉冶炼过程中提温剂的用途，其特征在于：转炉冶炼过程中每吨钢水加入碳化硅球团7～9kg。