CN102776310A

CN102776310A - 一种含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂

Info

Publication number: CN102776310A
Application number: CN2011101179602A
Authority: CN
Inventors: 魏连启; 王作福; 叶树峰; 王书华; 仉小猛; 陈运法
Original assignee: MEIHEKOU TENGDA CAST PIPE CO Ltd; Institute of Process Engineering of CAS
Current assignee: MEIHEKOU TENGDA CAST PIPE CO Ltd; Institute of Process Engineering of CAS
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2031-05-09
Also published as: CN102776310B

Abstract

本发明公开了一种含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂，该脱磷剂由以下原料按重量百分比组成：10％～65％镁渣，10％～45％碳酸钡，10％～45％转炉污泥，1％～25％氧化铁皮，1％～10％萤石，0.1％～1％B₂O₃。本发明中碳酸钡、萤石、B₂O₃均能起到降低脱磷剂熔点的作用，使得传统萤石的用量减低，减缓了氟化物对炉衬的侵蚀。通过利用本脱磷剂，可以对中低磷含量的铁水进行脱磷，脱磷效果达90％以上。

Description

一种含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂

技术领域

本发明涉及一种冶金领域用的铁水预处理脱磷剂，尤其是将金属镁渣为基础原料用于中低磷含量铁水预处理的脱磷剂。

背景技术

磷对绝大数钢种来说就是有害元素，它对钢的回火韧性和冲击韧性、表面质量、裂纹、延展性、抗点腐蚀、抗应力腐蚀及焊接性能都有不利影响，因此针对降低铁水中磷含量需要研发综合性能优异的脱磷剂。一般认为以CaO和FeO为基础成分，同时含有一定助熔剂的氧化脱磷剂具有较好的脱磷效果，其中CaO和磷氧化物结合形成磷酸钙成渣，铁氧化物一般起到提供氧势的作用，助熔剂主要是改善反应的动力学条件，使除磷剂能够快速成渣，降低粘度。氟化钙是最常用的助熔剂，但是氟化钙的大量使用会导致炉衬的严重侵蚀问题，因此应尽量降低氟化钙的用量或选用其他合适的无氟助熔剂。

工业废料的处理及利用一直是发展环境友好型和循环经济的难点之一。金属镁冶炼还原渣(金属镁渣)中含有大量的CaO，还有一定量的SiO₂、MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃。除了金属镁渣中的SiO₂对脱磷不利外，其他氧化物对于铁水预处理脱磷均无副作用。金属镁渣在金属镁的生产企业中属于废料，目前采用倾倒在荒地和填埋山沟的办法进行处理。金属镁渣中细粉含量很高，直径小于100μm的颗粒超过60％，易于悬浮在空气中形成粉尘污染，另外它还具有很强的吸潮性，使土壤盐碱化、板结，引发土壤污染，因此有必要使得金属镁渣得到合理的利用，以解决其引发的环境问题。转炉污泥是一种含铁品位高、二氧化硅低、利用价值较高的含铁资源，对其进行合理的利用一方面可以节约成本，一方面又保护了环境，可以取得了多方面的效益。将这些废料合理用于脱磷剂不仅减低了脱磷剂成本，而且使资源得到合理利用。

目前公布了许多以转炉渣为主要成分的脱磷剂，如中国专利CN101560586A公布了一种以转炉渣为原料的复合脱磷剂，主要由45％～55％的转炉渣、3％～5％石英砂、22％～34％轧钢铁皮、3％～6％铝矾土、10％～14％苏打、0～5％萤石；中国专利CN 101781697A公布了一种铁水脱磷预处理用脱磷剂，由51％-60％转炉终渣、15％-20％活性石灰、20％-30％氧化铁、2％-5％硼酐组成；中国专利CN 101298633A公布了一种含转炉渣的铁水预处理脱磷剂，主要成分是10％～60％转炉渣，15％～40％活性石灰，15％～50％铁氧化物，5％～15％萤石。转炉渣能用于脱磷剂主要是基于它较高的钙含量和提供较高的碱度，且对脱磷不利的SiO₂含量相比镁渣稍低。

氟化物是脱磷剂中传统的助熔剂，但是它的大量使用不仅导致脱磷剂对炉衬的腐蚀，针对此问题，目前已公布了非氟助熔剂，比如中国专利CN 101875966A公布了一种无氟铁水脱磷剂，用3％～12％的B₂O₃代替了氟化物，这种脱磷剂中虽然不含有氟，且B₂O₃助熔效果明显，但硼在高温下易挥发，并且大量硼的使用会使硼元素残留在铁水中。

发明内容

本发明目的主要是为了解决金属镁渣难以处理问题，提供一种用于低磷铁水预处理中的脱磷剂。本发明脱磷剂由以下组分按重量百分比组成：10％～65％镁渣，10％～45％碳酸钡，10％～45％转炉污泥，1％～25％氧化铁皮，1％～10％萤石，0.1％～1％B₂O₃，

其中，镁渣中氧化钙≥55％，氧化镁≥6％，二氧化硅≤35％；

转炉污泥中铁氧化物含量在80％以上；

金属镁渣优选为10％～38％；

碳酸钡优选为30％～45％；

转炉污泥优选为10％～30％；

氧化铁皮优选为10％～18％；

萤石优选为3％～7％。

上述各组分的粒度均控制在200目以下，按比例混合均匀后制成5mm的小球状即可作为脱磷剂使用。

由于金属镁渣中的主要成分是55％以上的氧化钙及30％左右的氧化硅，脱磷成渣时金属镁渣中氧化钙和氧化硅反应生成稳定的硅酸钙，剩余的氧化钙和碳酸钡共同结合磷氧化物固定磷，起到铁水预处理中脱磷的目的。碳酸钡除了有固定磷氧化物的作用外，高温下分解出的CO₂气体还可以加强熔池的搅拌，此外碳酸钡还有助于降低除磷剂熔点，可快速成渣，和磷氧化物结合稳定，有助于抑制在二氧化硅作用下的回磷反应。

转炉污泥中铁氧化物含量较高，铁氧化物在脱磷过程中提供一定的氧势，而且FeO也有促进氧化钙熔化进入熔渣的作用，铁氧化物达到一定的含量时，有助于脱磷反应的快速进行。

萤石是通用的助熔剂，本发明中降低了萤石的用量，采用了碳酸钡和少量的B₂O₃，因此达到了通过降低氟化物的含量来减轻氟化物对炉衬的侵蚀的目的。

本发明的脱磷剂主要用于磷含量在0.50％以下铁水的脱磷，控制铁水的温度在1350～1400℃。

本发明所取得的有益效果及技术进步为：

1、本发明将金属镁渣用于低磷铁水中脱磷，使金属镁渣可以得到合理的利用，减缓其造成的一系列环境问题。

2、本发明用的碳酸钡能和磷氧化物结合成为稳定化合物，减少铁水中回磷反应。

3、本发明中使用转炉污泥作为提供氧势的部分原料，使得转炉污泥的利用率得到提高。

4、本发明中使用少量的碳酸钡和B₂O₃作为助熔剂，可以降低萤石的使用量，减缓萤石对炉衬的腐蚀。

具体实施方式

实施例

在高温碳管炉中进行脱磷试验，铁水试样重量为500g，铁水中[P]含量范围为0.108％～0.486％，反应温度控制在1380℃，保温30min，然后将50g脱磷剂加入500g铁水中，同时喷吹氮气进行搅拌，压缩空气的流量为0.5L/min，15min后取样，采用化学分析法对铁样成分进行分析。

各实施例中脱磷剂组成见表一

脱磷试验过程中的一些参数及脱磷效果见表二

Claims

1.一种含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂，其特征在于：所述脱磷剂由以下原料按重量百分比组成：10％～65％镁渣，10％～45％碳酸钡，10％～45％转炉污泥，1％～25％氧化铁皮，1％～10％萤石，0.1％～1％B₂O₃。

2.根据权利要求1所述的含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂，其特征在于，所述镁渣中氧化钙≥55％，氧化镁≥6％，二氧化硅≤35％。

3.根据权利要求1所述的含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂，其特征在于，所述的转炉污泥中TFe含量在55％以上，铁氧化物含量在70％以上。

4.根据权利要求1所述的含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂，其特征在于，所述的镁渣为10％～40％，碳酸钡为30％～45％，转炉污泥为10％～35％，氧化铁皮为10％～25％，萤石为3％～7％，B₂O₃为0.1％～1％。

5.根据权利要求1所述的含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂，其特征在于，所述的镁渣为10％～38％，碳酸钡为30％～45％，转炉污泥为10％～30％，氧化铁皮为10％～18％，萤石为3％～7％，B₂O₃为0.1％～1％。

6.根据权利要求1所述的含金属镁渣的铁水预处理脱磷剂，其特征在于，这种脱磷剂主要用于中低磷含量的铁水预处理中除磷。