CN102586544A - 高钙预熔渣改质铝渣球及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冶炼洁净钢精炼处理时覆盖钢水表面保温并改善钢渣性状的高钙预熔渣改质铝渣球及其制备方法，它含有金属铝、氧化钙、三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁、少量水份及不可避免的其它杂质，适应于洁净钢的冶炼。精炼时加入高钙预熔渣改质铝渣球，在钢水表面铺展保温效果好，预熔处理使渣的均匀性、流动性得到改善；金属铝除降低渣中全铁含量外，还会降低钢水中成品的氧含量高的氧化钙含量，降低了铝钙比，提高了熔渣吸附钢水中氧化物夹杂（Al₂O₃）能力，净化钢水；同时，因不含F^-，益于环保及炉衬。与现有技术相比，本发明具有更有利于夹杂物的吸附、去除，减少成品中氧含量，控制有害杂质极低含量，环保且不腐蚀炉衬的优点。

Description

高钙预熔渣改质铝渣球及其制备方法

技术领域

本发明属于钢水精炼前处理合金化技术领域，具体涉及一种对钢水进行合金化处理和改善精炼处理时钢渣性状的高钙预熔渣改质铝渣球及其制备方法。

背景技术

提高钢材的纯净度，有利于提高钢材品质、改善钢材性能和延长钢材使用寿命，是“十二五”钢铁产品重要的发展方向。而研究开发高效、低成本、稳定生产高洁净钢的生产工艺将是今后炼钢技术发展的重点。精炼是提高钢水纯净度的重要手段。为使钢水达到洁净，必须使钢水深度除杂，而除杂的前提是必须对钢水进行强吹氧，氧化提纯，使钢中的杂质氧化成渣上浮，但这会造成钢水中的氧含量升高，故须对钢水进行脱氧处理。目前，常见的脱氧物质为铝、钙、镁、硅、锰等；若采用钙脱氧则成本过高，若采用镁脱氧则易产生事故隐患，而采用硅、锰等物质脱氧则效果不理想，而单纯采用纯铝脱氧则不利于钢水中杂质的吸附、去除。炼钢工序中的关键技术和难关是钢水深度除杂产物和炉渣夹杂物的处理。中国专利CN1752221A公开了一种《精炼渣改质铝渣球及其制备方法》一定程度上解决了上述技术问题，但是产品存在以下问题：（1）除铝外的原料为生料，未经预熔处理，杂质含量高、污染钢水、不利于洁净钢生产，同时渣的流动性和保温效果亦受影响；（2）CaO含量低（10～13%），铝钙比高，限制了熔渣吸附钢水夹杂能力；（3）含有F^-，有害于环境和炉衬。对以上专利技术进行改进，中国专利ZL200510094824.0公开了一种《预熔型精炼渣改质铝渣球及其制备方法》是将生料预熔处理后与金属铝制球，但也存在CaO含量低（10～15%）和含F^-问题；而中国专利ZL200610097700.2公开了一种《钢包渣改质铝渣球》不含F^-，但存在所用原料为生料及CaO含量偏低的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于冶炼洁净钢精炼处理时覆盖钢水表面保温并改善钢渣性状的高钙预熔渣改质铝渣球。

本发明的另一目的是提供该高钙预熔渣改质铝渣球的制备方法。

为实现本发明的目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高钙预熔渣改质铝渣球，它含有金属铝（Al）、氧化钙（CaO）、三氧化二铝（Al₂O₃）、二氧化硅（SiO₂）、氧化镁（MgO）、少量水份（H₂O）及不可避免的其它杂质，其特征在于它的组份含量按重量百分比是：金属铝40～47、氧化钙25～33、三氧化二铝8～15、二氧化硅≤6、氧化镁2.5～6.5、水份≤0.5，其它物质余量。

上述高钙预熔渣改质铝渣球中，金属铝为铝粒或铝粉或铝粒与铝粉以任意比例混合的混合物；其中，铝粒粒度为0.1～5mm，铝粉粒度<0.1 mm。

为实现本发明的另一目的，上述高钙预熔渣改质铝渣球的具体制备方法如下：

1）预熔渣的制备：将取样分析合格后的石灰石粉、氧化钙、矾土粉、铁红及镁砂粉按照重量份30～50:10～30:20～40:5～10:1～3的配比称重、混匀，得混匀料，再加入混匀料的重量1～10%的浓度为30%的纸浆废液并搅匀，压制成球状或块状物料，再投入熔炉中熔融，出炉冷却后按所需要求粒级进行处理，即得预熔渣；

2）高钙预熔渣改质铝渣球的制备：将重量百分比为40～47的金属铝和重量百分比为53～60的上述预熔渣称重配比、混匀后得混合物，加入上述混合物重量的2～8%的羧甲基纤维素或木钙作结合剂，再搅匀后将物料放入对辊式压球机内滚压成球，筛分合格粒级进入隧道窑中于100～500℃烘烤处理30～100分钟，得半成品，水份控制在0.5%以下时冷却、筛分，得成品，包装、入库。

进一步地，上述各原料的化学成分的含量按重量百分比分别为：

金属铝：Al≥95%、Si≤4%；

石灰石粉：CaCO₃≥95%、SiO₂≤5%；

氧化钙：CaO≥97%、SiO₂≤2%；

矾土粉：Al₂O₃≥80%、SiO₂≤15%；

铁红：Fe₂O₃≥95%；

镁砂粉：MgO≥97%。

本发明的有益效果是，精炼时加入高钙预熔渣改质铝渣球，对钢水进行合金化处理和改善精炼处理时钢渣性状，有利于夹杂物的吸附、去除，减少成品中氧含量，控制有害杂质含量极低的精炼前处理添加物；使钢水表面铺展保温效果好，预熔处理使渣的均匀性、流动性得到改善；金属铝除降低渣中全铁含量外，还会降低钢水中成品的氧含量高的氧化钙含量和改善炉渣去除夹杂物，降低了铝钙比，提高了熔渣吸附钢水中氧化物夹杂（Al₂O₃）能力，净化钢水；同时，因不含F^-，有益于环保及炉衬。

具体实施方式

一种高钙预熔渣改质铝渣球，它含有金属铝（Al）、氧化钙（CaO）、三氧化二铝（Al₂O₃）、二氧化硅（SiO₂）、氧化镁（MgO）、少量水份（H₂O）及不可避免的其它杂质，它的组份含量按重量百分比是：金属铝40～47、氧化钙25～33、三氧化二铝8～15、二氧化硅≤6、氧化镁2.5～6.5、水份≤0.5，其它物质余量。

上述高钙预熔渣改质铝渣球中，金属铝为铝粒或铝粉或铝粒与铝粉以任意比例混合的混合物；其中，铝粒粒度为0.1～5mm，铝粉粒度<0.1 mm。

上述高钙预熔渣改质铝渣球的制备方法，其制备方法如下：

1）预熔渣的制备：将取样分析合格后的石灰石粉、氧化钙、矾土粉、铁红及镁砂粉按照重量份30～50:10～30:20～40:5～10:1～3的配比称重、混匀，得混匀料，再加入混匀料的重量1～10%的浓度为30%的纸浆废液并搅匀，压制成球状或块状物料，再投入熔炉中熔融，出炉冷却后按所需要求粒级进行处理，即得预熔渣；

2）高钙预熔渣改质铝渣球的制备：将重量百分比为40～47的金属铝和重量百分比为53～60的上述预熔渣称重配比、混匀后得混合物，加入上述混合物重量的2～8%的羧甲基纤维素或木钙作结合剂，再搅匀后将物料放入对辊式压球机内滚压成球，筛分合格粒级进入隧道窑中于100～500℃烘烤处理30～100分钟，得半成品，水份控制在0.5%以下时冷却、筛分，得成品，包装、入库。

实施例1：

一种高钙预熔渣改质铝渣球，它含有金属铝（Al）、氧化钙（CaO）、三氧化二铝（Al₂O₃）、二氧化硅（SiO₂）、氧化镁（MgO）、少量水份（H₂O）及不可避免的其它杂质，它的组份含量按重量百分比是：金属铝46、氧化钙30、三氧化二铝14、二氧化硅5、氧化镁4、水份0.26，其它物质余量。

上述高钙预熔渣改质铝渣球的制备方法具体工艺流程如下：

1）原材料取样分析及备料：

按各原料的化学成分的含量按重量百分比分别为：

金属铝：Al≥95%、Si≤4%；

石灰石粉：CaCO₃≥95%、SiO₂≤5%；

氧化钙：CaO≥97%、SiO₂≤2%；

矾土粉：Al₂O₃≥80%、SiO₂≤15%；

铁红：Fe₂O₃≥95%；

镁砂粉：MgO≥97%的要求，将金属铝、石灰石粉、氧化钙、矾土粉、铁红、镁砂粉及结合剂（羧甲基纤维素或木钙作结合剂）采购到位分别储存，并对原料取样分析，其化学组成分别是：

金属铝：Al≥99.2%、Si≤0.3%；

石灰石粉：CaCO₃≥95.9%、SiO₂≤2.08%；

氧化钙：CaO≥97.8%、SiO₂≤0.85%；

矾土粉：Al₂O₃≥82.7%、SiO₂≤11.6%；

铁红：Fe₂O₃≥96.4%；

镁砂粉：MgO≥97.3%。

2）预熔渣的制备：将取样分析合格后的原料称重：石灰石粉500kg、氧化钙270kg、矾土粉330kg、铁红20kg及镁砂粉95kg，将上述原料投入转鼓式混料机中混合30分钟至匀，混匀料中加入浓度30%的纸浆废液35kg并搅匀，然后将混合料于对辊式压球机成型20～60mm的球状或块状物料，烘干后再投入中频熔炉中熔融，出炉冷却后按所需要求粒级进行处理，即得预熔渣，入库储存备用；

预熔渣的化学成分的组份含量按重量百分比分别为：

CaO 54.2%, Al₂O₃ 25.1%, SiO₂ 9.7%, MgO 8.5%, Fe₂O₃ 2.5%。

3）高钙预熔渣改质铝渣球的制备：

将金属铝和预熔渣分别称重：金属铝460kg、预熔渣535kg，将上述原料投入转鼓式混料机中混合40分钟至匀，混匀料中加入40kg羧甲基纤维素并搅匀，然后将混合料于对辊式压球机成型20～40mm的球状物料，将筛分合格粒级进入隧道窑中于400℃烘烤处理80分钟，得半成品，水份控制在0.5%以下时冷却、筛分，得成品，包装、入库。

以上实施的成品化学成分的组份含量按重量百分比分别为：

Al 45.3%，CaO 29.1%, Al₂O₃ 13.5%, SiO₂ 5.6%, MgO 4.7%，H₂O 0.26%。

实施例2：

一种高钙预熔渣改质铝渣球，它含有金属铝（Al）、氧化钙（CaO）、三氧化二铝（Al₂O₃）、二氧化硅（SiO₂）、氧化镁（MgO）、少量水份（H₂O）及不可避免的其它杂质，它的组份含量按重量百分比是：金属铝42、氧化钙33、三氧化二铝15、二氧化硅4、氧化镁5、水份0.3，其它物质余量。

上述高钙预熔渣改质铝渣球的制备方法具体工艺流程如下：

1）原材料取样分析及备料：

按各原料的化学成分的含量按重量百分比分别为：

金属铝：Al≥95%、Si≤4%；

石灰石粉：CaCO₃≥95%、SiO₂≤5%；

氧化钙：CaO≥97%、SiO₂≤2%；

矾土粉：Al₂O₃≥80%、SiO₂≤15%；

铁红：Fe₂O₃≥95%；

镁砂粉：MgO≥97%的要求，将金属铝、石灰石粉、氧化钙、矾土粉、铁红、镁砂粉及结合剂（羧甲基纤维素或木钙作结合剂）采购到位分别储存，并对原料取样分析，其化学组成分别是：

金属铝：Al≥99.5%、Si≤0.2%；

石灰石粉：CaCO₃≥95.2%、SiO₂≤2.3%；

氧化钙：CaO≥96.9%、SiO₂≤1.0%；

矾土粉：Al₂O₃≥83.5%、SiO₂≤10.9%；

铁红：Fe₂O₃≥97.6%；

镁砂粉：MgO≥97.6%。

2）预熔渣的制备：

将取样分析合格后的原料称重：石灰石粉300kg、氧化钙300kg、矾土粉280kg、铁红15kg及镁砂粉80kg，将上述原料投入转鼓式混料机中混合30分钟至匀，混匀料中加入浓度30%的纸浆废液30kg并搅匀，然后将混合料于对辊式压球机成型20～60mm的球状或块状物料，烘干后再投入中频熔炉中熔融，出炉冷却后按所需要求粒级进行处理，即得预熔渣，入库储存备用；

预熔渣的化学成分的组份含量按重量百分比分别为：

CaO 58.6%, Al₂O₃ 22.4%, SiO₂ 8.1%, MgO 9.0%, Fe₂O₃1.9%；

4）高钙预熔渣改质铝渣球的制备：

将金属铝和预熔渣分别称重：金属铝425kg、预熔渣570kg，将上述原料投入转鼓式混料机中混合40分钟至匀，混匀料中加入40kg木钙并搅匀，然后将混合料于对辊式压球机成型20～40mm的球状物料，将筛分合格粒级进入隧道窑中于300℃烘烤处理90分钟，得半成品，水份控制在0.4%以下时冷却、筛分，得成品，包装、入库。

以上实施的成品化学成分的组份含量按重量百分比分别为：

Al 41.6%，CaO32.8%, Al₂O₃ 14.5%, SiO₂ 3.7%, MgO 4.8%，H₂O 0.3%。

试验结论：本发明制备的高钙预熔渣改质铝渣球，2011年10月26日在国内某大型钢厂的LF精炼炉上进行试验，试验过程和数据结果表明：加入本发明高钙预熔渣改质铝渣球后，钢水的保温性能及熔渣的流动性能得到改善，渣中的氧化铁含量下降约24%，钢水中全氧量明显下降，铝钙比降低，有利促进了熔渣对钢中夹杂物的吸附、去除，效果显著。

本发明适合冶炼钢种为成品氧有要求的低碳、超低碳钢及各种洁净钢。

Claims (3)

1.一种高钙预熔渣改质铝渣球，它含有金属铝（Al）、氧化钙（CaO）、三氧化二铝（Al₂O₃）、二氧化硅（SiO₂）、氧化镁（MgO）、少量水份（H₂O）及不可避免的其它杂质，其特征在于它的组份含量按重量百分比是：金属铝40～47、氧化钙25～33、三氧化二铝8～15、二氧化硅≤6、氧化镁2.5～6.5、水份≤0.5，其它物质余量。

2.根据权利要求1所述的高钙预熔渣改质铝渣球，其特征在于所述的金属铝为铝粒或铝粉或铝粒与铝粉以任意比例混合的混合物；其中，铝粒粒度为0.1～5mm，铝粉粒度<0.1 mm。

3.一种如权利要求1所述高钙预熔渣改质铝渣球的制备方法，其制备方法如下：

1）预熔渣的制备：将取样分析合格后的石灰石粉、氧化钙、矾土粉、铁红及镁砂粉按照重量份30～50:10～30:20～40:5～10:1～3的配比称重、混匀，得混匀料，再加入混匀料的重量1～10%的浓度为30%的纸浆废液并搅匀，压制成球状或块状物料，再投入熔炉中熔融，出炉冷却后按所需要求粒级进行处理，即得预熔渣；

2）高钙预熔渣改质铝渣球的制备：将重量百分比为40～47的金属铝和重量百分比为53～60的上述预熔渣称重配比、混匀后得混合物，加入上述混合物重量的2～8%的羧甲基纤维素或木钙作结合剂，再搅匀后将物料放入对辊式压球机内滚压成球，筛分合格粒级进入隧道窑中于100～500℃烘烤处理30～100分钟，得半成品，水份控制在0.5%以下时冷却、筛分，得成品，包装、入库。