CN102787210A

CN102787210A - 一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102787210A
Application number: CN2012102262955A
Authority: CN
Inventors: 陈云天
Original assignee: LIAONING ZHONGHUI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: LIAONING ZHONGHUI ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2012-11-21

Abstract

本发明涉及一种低成本炼钢用预熔型复合脱氧脱硫剂及其制备方法，该复合脱氧脱硫剂的生产原料主要是采用富含氧化钙、碳的工业废弃物。其制备方法：先将这些工业废弃物制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高温窑炉中，加热方式：电加热，直流或交流电弧，熔炼温度1450～1650℃，熔融出炉后，结晶冷却，经破碎，制成富含C和CaO、粒度为0～70mm的块状低熔点预熔型复合脱氧脱硫剂。本产品熔点低、熔速快、硫容量高，在出钢过程中加入或在LF炉对钢水进行精炼过程中加入，可对钢水进行复合脱氧脱硫；由于该产品经高温熔融而成，性能稳定、不变质、不吸水、不粉化、低氟，不仅便于储存和运输，还有利环保减少污染；由于该产品应用工业废弃物生产，成本低，而且脱氧脱硫效果优于其它类型脱硫剂。

Description

一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂及其制备方法

技术领域

本发明属于炼钢生产技术领域，特别涉及一种低成本炼钢用预熔型复合脱氧脱硫剂及其制备方法。

背景技术

目前，在炉后对钢水进行脱氧的方法有多种，主要有：铝脱氧法，一般是在出钢时向钢水罐内的钢水加入金属铝，这种脱氧法方法比较简单，但脱氧效果不稳定；碳脱氧法，一般是在出钢前向钢水罐内加入含碳材料，这种脱氧方法也比较简单，脱氧效果也不稳定，且会使钢水增碳；还有硅钙合金脱氧法、芯线脱氧法等方法，这些方法脱氧效果较好，但成本较高。

目前，在炉后对钢水进行脱硫的方法主要有：石灰+萤石法，既在钢水罐内加入石灰同时配加部分萤石，这种精炼脱硫方法比较简单，但萤石会对环境造成污染，而且影响耐火材料的使用寿命；石灰+铝钒土法，既在钢水罐内加入石灰同时配加部分铝钒土，这种精炼脱硫方法也比较简单，且无萤石的污染，对耐材的浸蚀很小，但石灰不易熔化，脱硫效果不好；还有一种方法是石灰+铝酸钙法，既在钢水罐内加入石灰同时配加部分烧结型或预熔型铝酸钙，采用这种方法石灰熔化快，脱硫效果好，而且有利环保，但烧结型铝酸钙易吸收空气中的水分而受潮粉化，预熔型铝酸钙的生产能耗较多、成本较高。如果使用CaO-CaF₂基预熔渣不仅对耐火材料侵蚀的影响较大，而且会污染环境。

中国专利98101510.7公开了一种含铝预熔渣及其制备方法及含有该渣的钢水脱硫剂和净化剂，该专利中的含铝预熔渣没有将石灰预熔在内，由于石灰的熔点较高，单纯将该专利的预熔渣与石灰混用，在精炼过程中熔化时间较长，不利于快速成渣和脱硫，而且预熔渣中含有对耐材侵蚀较大的萤石，如果与石灰等混合使用，不易保存，很易吸潮，会使钢水增氢，影响钢的质量。

中国专利CN97121984.2公开了一种低硅含量铝钙渣的配方及其制造方法，该铝钙渣虽然具有合理的化学组成、低熔点、无游离氧化钙、流动性好等优点，但是由于所用原料焦碳中S、Si含量较高，导致其硫容系数降低，限制了其脱硫作用的发挥，不利于钢水的深脱硫。

中国专利CN02120744.5公开了一种预熔型低熔点铝酸钙复合脱硫剂及其制备方法，在该复合脱硫剂的生产中，须先钝化后熔融，工序烦琐，成本较高。

中国专利CN200710023020.0公开了一种预熔型真空冶炼用脱硫剂及其制备方法，该脱硫剂采用先预熔、后混合配料的方法，组分易出现不均匀、效果不稳定的情况，而且工序更烦琐，成本更高。

中国专利CN200310103105.公开了一种预熔型精炼净化剂及其生产工艺，该预熔型钢水洁净剂，虽然达到了一定脱硫效果，但高的萤石含量带来的耐火材料的侵蚀，不仅严重影响了炉衬或钢水罐衬的使用寿命，而且不利环保，应用受到了很大的限制。

发明内容

本发明的目的是克服克服上述脱氧、脱硫方法存在的缺陷，提供一种以工业废弃物作为主要原料所生产的环保型低成本炼钢用预熔型复合脱氧脱硫剂及其制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下，该预熔型复合脱氧脱硫剂的制备方法包括以下步骤：

第一步：准备原料，原料包括富含氧化钙的材料与富含碳的材料；

第二步：将第一步中准备的原料分别制成粉末；

第三步：混合，将第二步中制备的粉末按一定比例混合；

第四步：熔炼，将混合好的粉末加入高温窑炉中，加热方式：电加热，直流或交流电弧，在温度1450～1650℃进行熔炼；

第五步：熔融出炉后结晶冷却；

第六步：破碎成型，经破碎，制成富含CaO和C、粒度为0～70mm的块状低熔点预熔型复合脱氧脱硫剂。

其中，原料中的富含氧化钙的材料包括方解石、石灰石、白云石等矿物原料以及富含氧化钙的电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉等各种工业废弃物。原料中的富含碳的材料包括石墨、电石等矿物原料以及工业生产过程中产生的废碳粉、废电极、废碳砖等富含碳的工业废弃物。上述原料中工业废弃物为主要组成部分，矿物原料为次要组成部分。并且上述两类材料的重量百分比范围分别是：富含碳的材料是30％～50％；富含氧化钙的材料是50％～70％。

最后，制备好的低成本炼钢用预熔型复合脱氧脱硫剂的成分范围是：CaO35～50％、C35～50％、SiO2≤8％、F-≤2％、其它杂质总含量≤5％。

使用时，在炼钢出钢过程中加入本发明的复合脱氧脱硫剂，或者在LF(Ladle Furnace钢包精炼炉)炉对钢水进行精炼过程中加入本发明的复合脱氧脱硫剂，达到对钢水进行复合脱氧脱硫的目的。

本发明的有益效果是：由于本发明中预熔型精炼渣的原料广泛采用了电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉等富含氧化钙的各种工业废弃物，以及工业生产过程中产生的废碳粉、废电极、废碳砖等富含碳的工业废弃物，因此具有生产成本低的特点。

同时，本发明的预熔型复合脱氧脱硫剂，熔点低、熔速快、硫容量高，脱氧脱硫效果好；同时由于本发明的预熔型精炼渣高温熔融而成，性能稳定、不变质、不吸水、不粉化、低氟，不仅便于储存和运输，还有利环保减少污染。从而在现有技术条件下，提高钢水脱氧脱硫效果，提高产品质量，降低生产成本，优化劳动环境，提高生产率。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的优选实施例。在此之前需要说明的是，本说明书及权利要求书中所使用的术语或词语不能限定解释为通常的含义或辞典中的含义，而应当立足于为了以最佳方式说明其发明发明人可以对术语的概念进行适当定义的原则解释为符合本发明技术思想的含义和概念。随之，本说明书所记载的实施例中表示的结构只是本发明最佳实施例之一，并不能完全代表本发明的技术思想，因此应该理解到对于本发明而言可能会存在能够进行替换的各种等同物和变形例。

总体制备方法：

原料：采用富含氧化钙的材料，包括方解石、石灰石、白云石等矿物原料以及富含氧化钙的电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉等各种工业废弃物，50～70％(重量)；以及富含碳的材料包括石墨、电石等矿物原料以及工业生产过程中产生的废碳粉、废电极、废碳砖等富含碳的工业废弃物，30～50％(重量)。上述原料中工业废弃物为主要组成部分，矿物原料为次要组成部分。

制备：先将富含氧化钙的工业废弃物和富含碳的工业废弃物制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高温窑炉中，加热方式：交流电弧电加热，熔炼温度1450～1650℃，熔融出炉后，结晶冷却，经破碎，制成富含C和CaO、粒度为0～70mm的碳质预熔型复合脱氧脱硫剂。

实际生产中，由于含钙原料与含碳原料重量比的不同，应当选择不同的熔炼温度，这是因为碳类原料的熔点较氧化钙类原料的熔点低，但是不同原料配比的最佳温度选择则是要通过大量实验才能知悉，并不能通过简单计算或设想就能得到，这也正是本发明的发明点所在。

以下给出不同生产条件下的几个典型实施例，由于实际生产时的可获得原料千差万别，特别是当某类原料多、其他原料少的情况下对于生产步骤中的具体工艺参数应作适当的调整，这也说明本发明的适用性广泛、成本低、易控制。

实施例一：

原料：富含氧化钙的工业废弃物50％、富含碳的工业废弃物50％(重量)。

制备：先将富含氧化钙的工业废弃物和富含碳的工业废弃物制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高温窑炉中，加热方式：交流电弧电加热，熔炼温度1450℃，熔融出炉后，结晶冷却，经破碎，制成富含C和CaO、粒度为0～70mm的碳质预熔型复合脱氧脱硫剂。

应用：在出钢过程中，向钢水罐内加入1.5kg/吨钢的预熔型复合脱氧脱硫剂，精炼后，钢中氧含量13ppm，钢水的脱硫率达80％。

实施例二：

原料：富含氧化钙的工业废弃物70％(重量)、富含碳的工业废弃物30％(重量)。

制备：先将富含氧化钙的工业废弃物和富含碳的工业废弃物制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高温窑炉中，加热方式：交流电弧电加热，熔炼温度1650℃，熔融出炉后，结晶冷却，经破碎，制成富含C和CaO、粒度为0～70mm的碳质预熔型复合脱氧脱硫剂。

应用：在出钢过程中，向钢水罐内加入1.5kg/吨钢的预熔型复合脱氧脱硫剂，精炼后，钢中氧含量15ppm，钢水的脱硫率达75％。

实施例三：

原料：富含氧化钙的工业废弃物50％(重量)、富含碳的工业废弃物40％(重量)。

制备：先将富含氧化钙的工业废弃物和富含碳的工业废弃物制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高温窑炉中，加热方式：交流电弧电加热，熔炼温度1550℃，熔融出炉后，结晶冷却，经破碎，制成富含C和CaO、粒度为0～70mm的碳质预熔型复合脱氧脱硫剂。

应用：在LF炉对钢水进行精炼过程中，加入2.0kg/吨钢的预熔型复合脱氧脱硫剂，精炼后，钢中氧含量13ppm，钢水的脱硫率达85％。

需要注意的是，尽管本发明已参照具体实施方式进行描述和举例说明，并且在具体实施方式中给出了低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂的成分及其具体制备方法。但是并不意味着本发明限于这些描述的实施方式。本领域技术人员可以从中衍生出许多不同的变体，它们都将覆盖于本发明权利要求的真实精神和范围中。

Claims

1.一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂，其特征在于：所述预熔型复合脱氧脱硫剂的成分范围：CaO35～50％、C35～50％、SiO₂≤8％、F^-≤2％、其它杂质总含量≤5％。

2.一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：

第二步：将第一步中准备的原料分别制成粉末；

第三步：混合，将第二步中制备的粉末按一定比例混合；

第五步：熔融出炉后结晶冷却；

3.根据权利要求2所述的一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂的制备方法，其特征在于：第一步中的原料富含氧化钙的材料包括方解石、石灰石、白云石等矿物原料以及富含氧化钙的电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉等各种工业废弃物，其中工业废弃物为主要组成部分。

4.根据权利要求2所述的一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂的制备方法，其特征在于：第一步中的原料富含碳的材料包括石墨、电石等矿物原料以及工业生产过程中产生的废碳粉、废电极、废碳砖等富含碳的工业废弃物，其中工业废弃物为主要组成部分。

5.根据权利要求3或4所述的一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂的制备方法，其特征在于：第一步中的原料富含碳的材料的重量百分比范围是30％～50％；富含氧化钙的材料的重量百分比范围是50％～70％。

6.根据权利要求5所述的一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂的制备方法，其特征在于：当采用的原料中富含氧化钙的材料与富含碳的材料的重量百分比相近，即二者均在50％左右时，熔炼温度控制在1450℃～1470℃，优选1450℃。

7.根据权利要求5所述的一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂的制备方法，其特征在于：当采用的原料中富含氧化钙的材料的重量百分比在70％左右，富含碳的材料的重量百分比在30％左右时，熔炼温度控制在1630℃～1650℃，优选1650℃。

8.根据权利要求5所述的一种低成本炼钢用碳质预熔型复合脱氧脱硫剂的制备方法，其特征在于：当采用的原料中富含氧化钙的材料的重量百分比在60％左右，富含碳的材料的重量百分比在40％左右时，熔炼温度控制在1530℃～1570℃，优选1550℃。