CN102534116A - 一种熔渣改质剂、其制备方法及应用 - Google Patents

一种熔渣改质剂、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

一种熔渣改质剂，按重量百分比，该改质剂由下述组分组成：铝灰40～70％，铝屑10～35％，活性石灰10～40％，萤石0.5～10％，电石0～35％；其中，铝灰中Al含量为15％～50％；铝屑中Al含量为75％～95％。通过本发明制备出的熔渣改质剂，质地坚硬，不破碎，无粉末，投入钢水时，不起灰尘，利于环保。由于大量的使用了铝灰，为这种工业废渣找到了一个新的有效利用途径，同时铝屑也是采用了铝工业加工过程产生的边角料，使其避免了重新再回到再生铝加工过程，节约了资源，突出了经济效益。

Description

一种熔渣改质剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种熔渣改质剂，属于炼钢及精炼领域。
背景技术
我国现已成为全球第一的铝生产和消费大国，每年生产1000多万吨电解铝和400多万吨再生铝，在铝冶炼、成型过程中会产生各种副产品，机械成型加工过程产生的铝屑(或铝粒、铝线段)含铝较高，可达80％-95％，可直接应用。电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣叫做化学铝灰。铝灰目前每年的产量为85-130万吨，如果考虑逐年增长和历年的积蓄，这个数字将更为惊人，以往人们把铝灰看作废渣而堆弃，此举不仅造成铝资源浪费，还会带来环境问题。因此，寻找经济有效的方法加以利用和治理铝灰，使之成为循环经济的再生资源，不仅将提高铝行业的经济效益，而且将对实现经济、社会的可持续发展产生重要的影响。
消除和控制高氧化性熔渣是纯净钢冶炼的关键环节。熔渣污染钢水，降低钢材质量；同时侵蚀钢包，降低包龄，增加耐火材料的消耗；精炼时，还会有增加合金用量，钢液易回磷，降低脱硫效率等负面影响。因此，必须使用熔渣改质剂，以减少渣中的氧化铁含量和调整成分。常用改质剂主要有三种：CaO+CaF2基调节剂，AL基钢包渣调节剂，CaC2改质剂。CaO+CaF2基调节剂曾被普遍采用，尽管操作方法简单、成本低，但渣量大，成渣速度慢，且不能根本解决渣中FeO、MnO对钢液再氧化的问题；AL基脱氧效果好，但成本高；CaC2基是较好的扩散脱氧剂，但在使用过程中，会有偶发增碳现象。
中国专利CN1441066A公开了一种铝造渣球，其使用粘结剂的工艺会产生诸多影响：使用膨润土会降低精炼渣碱度，影响精炼效率；淀粉等有机物的加入，将使钢液增氢，增加钢材白点缺陷几率。中国专利CN100569962大量使用了金属铝粉，增加了资源消耗，提高了炼钢成本，大量使用电石增加的增碳几率，对生产超低碳钢不利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种熔渣改质剂，按质量百分比，该改质剂由下述组分组成：
Figure BDA0000131896190000011
Figure BDA0000131896190000021
其中，铝灰中Al含量为15％～50％；铝屑中Al含量为75％～95％。
上述熔渣改质剂中，为了进一步优化技术方案，优选的铝灰的质量百分比为50％～60％；优选的铝屑的质量百分比为10％～20％；优选的活性石灰的质量百分比为10％～30％；优选的萤石的质量百分比为4％～8％；优选的电石的质量百分比为5％～15％。
上述熔渣改质剂中，活性石灰中CaO含量为80％～95％；萤石中CaF2含量为80％～90％；电石中CaC2含量为60％～85％。
本发明中所使用的铝屑还可以由铝粒或铝线段替换。
本发明的另一目的在于提供一种上述熔渣改质剂的制备方法，所述的方法包括如下步骤：
①将活性石灰，电石和萤石粉碎至颗粒度不大于60目；
②按质量百分比，将步骤①得到的活性石灰10～50％，萤石0.5～10％，电石0～35％与铝灰40～70％，铝屑10～35％，在封闭式预混合设备混合；
③在20～40MPa的压力下成型。
本发明的上述制备方法中，本领域的技术人员可以根据需要制备出不同粒度的类球体。
本发明的再一目的在于提供熔渣改质剂在炼钢中的应用。
因此，本发明具有以下优点：
通过本发明制备出的熔渣改质剂，质地坚硬，不破碎，无粉末，投入钢水时，不起灰尘，利于环保。由于大量的使用了铝灰，为这种工业废渣找到了一个新的有效利用途径，同时铝屑也是采用了铝工业加工过程产生的边角料，使其避免了重新再回到再生铝加工过程，节约了资源，突出了经济效益。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
本发明中实施例采用如下方法测试熔渣改质剂的成分及其含量：以行业标准JB/T7948.1-1999熔炼焊剂化学分析方法重量法测定二氧化硅量，以JB/T7948.4-1999熔炼焊剂化学分析方法EDTA容量法测定氧化钙、氧化镁和氧化铝量。金属铝含量的测定目前尚无统一标准，一般采用企业标准，通常采用酸溶法或FeCl3浸取法。本实例采用后者进行检测，在FeCl3浸取后，用EDTA掩蔽铁，然后用铋盐回滴EDTA，本方法快速准确。用熔渣改质剂处理后的炉渣中(FeO+MnO)的含量来考察熔渣改质剂的效果。
实施例1
①称取Al含量为45％的铝灰60质量份，Al含量为89％的铝屑10质量份，CaO含量为89％的活性石灰25质量份和CaF2含量为80％的萤石5质量份，在封闭式预混合设备混合；
②在35MPa的压力机械成型，为∮15～∮40的类球体。
检测的成分含量为SiO2：5.6％，CaO：26.5％，Al：35.5％，Al2O3：28.9％，MgO：2.1％，杂质微量。
实施例2
将实施例1得到的熔渣改质剂在以下工艺：转炉出钢-钢包吹氩-加熔渣改质剂-RH工序中进行测试，加入到钢水表面，加入量为1～2Kg/t。RH处理前炉渣中(FeO+MnO)平均含量达到了9.58％，且转炉残渣中FeO含量平均去除率达到69.98％。
实施例3
①称取Al含量为48％的铝灰50质量份，Al含量为85％的铝屑20质量份，CaO含量为88％的活性石灰12质量份，CaF2含量为85％的8质量份和CaC2含量为75％的电石10质量份，在封闭式预混合设备混合；
②在35MPa的压力机械成型，为∮15～∮40的类球体。
检测的成分含量为SiO2：3.5％，CaO：22％，Al：41％，Al2O3：26.3％，MgO：2.4％，CaF2：4.2％，杂质微量。
将熔渣改质剂分别加入到23炉的钢水中进行测试，其炉渣中(FeO+MnO)平均含量达到7.58％。

Claims (8)

1.一种熔渣改质剂，按质量百分比，该改质剂由下述组分组成：
Figure FDA0000131896180000011
其中，铝灰中Al含量为15％～50％；铝屑中Al含量为75％～95％。
2.根据权利要求1所述的熔渣改质剂，其特征在于所述的铝灰的质量百分比为50％～60％。
3.根据权利要求1或2所述的熔渣改质剂，其特征在于所述的铝屑的质量百分比为10％～20％。
4.根据权利要求3所述的熔渣改质剂，其特征在于所述的活性石灰的质量百分比为10％～30％。
5.根据权利要求1、2或4所述的熔渣改质剂，其特征在于所述的萤石的质量百分比为4％～8％。
6.根据权利要求5所述的熔渣改质剂，其特征在于所述的电石的质量百分比为5％～15％。
7.权利要求1所述的熔渣改质剂的制备方法，包括如下步骤：
①将活性石灰，电石和萤石粉碎至颗粒度不大于60目；
②按质量百分比，将步骤①得到的活性石灰10～40％，萤石0.5～10％，电石0～35％与铝灰40～70％，铝屑10～35％，在封闭式预混合设备中混合；
③在20～40MPa的压力下成型。
8.权利要求1所述的熔渣改质剂在炼钢中的应用。
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