CN102876833A - 一种炼钢造渣用速熔镁质复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种炼钢造渣用速熔镁质复合材料及其制备方法，该镁质复合材料的生产原料主要是采用富含氧化镁、氧化铁的工业废弃物。其制备方法是：先将这些工业废弃物制成粉末状，再按一定比例在强制搅拌机中混合，然后投入高强度压力机中造粒。制成富含MgO和Fe2O3 +FeO、粒度为20～30mm的块状低熔点镁质复合材料。在转炉吹炼初期加入本发明复合材料，能促进化渣、促进脱磷、促进脱硫，减少炉衬浸蚀和缩短冶炼时间；本发明速熔镁质复合材料成分均匀、性能稳定，不仅便于储存和运输，还有利环保减少污染。

Description

一种炼钢造渣用速熔镁质复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于炼钢生产技术领域，特别涉及一种炼钢用造渣配镁材料及其制备方法。
背景技术
转炉炼钢生产中，造渣配镁是其造渣工艺的重要过程。因为合适的氧化镁含量能改善渣子的流动性、促进脱磷脱硫和减少熔渣对炉衬的浸蚀。在国内，转炉造渣中的配镁经历了漫长的过程。其最显著的变化是转炉的炉衬寿命明显延长。在经历了生白云石、轻烧白云石和菱镁石尝试后，发现炉渣中的氧化镁的变化持续上升，直到吹炼终点。这一现象表明，是镁质材料一直缓慢熔化，或者是炉渣在一直浸蚀炉衬，炉衬中的氧化镁质材料一直熔化进入炉渣中。这两种现象都对于造渣过程或炼钢生产都是不利的。于是考虑用易于熔化的轻烧镁球造渣配镁。试验150吨转炉进行。其结果是：渣中的氧化镁含量的变化在吹炼中期达到了峰值，其后开始下滑并直至吹炼终点。这一现象显示：轻烧镁球配镁熔化效果明显优于其他配镁材料。于是在很短的时间内，镁球造渣配镁普及到全国各地的转炉炼钢厂。转炉造渣配镁是其造渣工艺的重要过程。合适的氧化镁含量和较快的熔化速度是改善渣子的流动性、促进脱磷脱硫和减少熔渣对炉衬的浸蚀的重要条件。因此进一步改善配镁材料的熔化性能具有重要意义。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述配镁材料的缺陷，提供一种以工业废弃物作为主要原料所生产的低成本配镁材料及其制备方法。既能充分利用炼钢炼铁产生的含氧化铁和氧化镁的材料，又解决了转炉炼钢造渣配镁的工艺问题。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下，该炼钢造渣用速熔镁质复合材料的制备方法包括以下步骤：
第一步：准备原料，原料包括富含氧化镁的材料与富含氧化铁的材料；
第二步：原料加工，将第一步中准备的原料分别制成粉末状；
第三步：原料混合，将第二步中制备的粉末料按一定比例送入强制搅拌机中混合；
第四步：造粒成型，将混合好的粉末加入高强度压力机中造粒。制成富含MgO和Fe2O3或FeO的复合材料。粒度一般20mm～30mm的球粒状。其中所采用的富含氧化镁的材料主要包括中间包工作层、转炉炉衬与钢包渣线砖残料、镁砂烧结残料和各种工业炉窑用后的镁质残砖等等。富含氧化铁的材料主要包括钢铁厂产生的铁皮、铁鳞、尘泥、除尘灰等各类含氧化铁的副产品与废弃物等等。
这两类材料的配用量大致为：富含氧化铁的材料的重量百分比范围是30％～50％；富含氧化镁的材料的重量百分比范围是50％～70％。
制备好的炼钢造渣用速熔镁质复合材料的成分范围是MgO：40～50％、Fe2O3+FeO：20～30％、Al2O3≤10％、SiO2≤6.0％、酌减≤15％、其它固体杂质总含量≤5％。
使用时，在转炉中加入本发明的镁质复合材料，因其MgO质微粒与Fe2O3质微粒高度混合且极为均匀，两种物质的比表面积极大其中的Fe2O3或FeO借助转炉内水的温度(铁水温度高于1200℃)会迅速熔化，在与氧气流搅拌炉渣的共同作用下使复合镁铁球快速解体，并分散到炉渣中。因其质点细小、比表面积大而快速熔化成渣。进而改变渣系的结构、促进化渣、提高炉渣的冶金效果。这是本发明的关键所在。
本发明的有益效果主要可从两个方面体现：①本发明的镁质复合材料，所用原料广泛采用了钢铁厂生产中产生的各种富含氧化镁和氧化铁的副产品与废弃物。每年国内的产出量达几百万吨，该部分资源合理而充分的利用不仅解决了存放、运输与污染问题，而且会创造可观的经济效益。②本发明的核心技术是将两种含有主要有益成分的物料合理搭配与加工，制成利于熔化成渣的形体，使之快速熔化并促进化渣、提高炉渣的冶金效果。
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：采用富含氧化镁的材料主要包括中间包工作层、转炉炉衬与钢包渣线砖残料、镁砂烧结残料和各种工业炉窑用后的镁质残砖等等。富含氧化铁的材料主要包括钢铁厂产生的铁皮、铁鳞、尘泥、除尘灰等各类含氧化铁的副产品与废弃物等原料。
上述两类材料的重量百分比范围分别是：富含氧化镁的材料是50％～70％，其中MgO：50-80％；富含氧化铁的材料的重量百分比范围是30％～50％；其中Fe2O3+FeO：50-80％。
制备：先将富含氧化镁的材料与富含氧化铁的材料加工成粉末状，按一定比例投入强制搅拌机中混合均匀；然后加入将混合好的粉末加入高压力造粒机压制成预定的粒度，制成富含MgO和Fe2O3+FeO的复合材料。粒度一般20mm～30mm的球粒状。其成品的组份范围是：MgO：40～50％、Fe2O3+FeO：20～30％、Al2O3≤10％、SiO2≤6.0％、酌减≤15％、其它固体杂质总含量≤5％。
实际生产中，由于含氧化镁原料与含氧化铁原料种类的不同，应当选择不同的配料比。
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的原料千差万别，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，也说明本发明的适用性广泛、成本低、易控制的特点。
实施例一：
原料：富含氧化镁的工业废弃物65％(重量)，MgO：64％；富含氧化铁的工业废弃物35％(重量)，其主要成份Fe2O3+FeO：65％。
制备：先将富含氧化镁的工业废弃物和富含氧化铁的工业废弃物制成制成0～3.0mm的粉末状，再将制备成的粉末的原料按一定比例投入强制搅拌机中混合均匀；
然后将混合好的粉末料加入高压造粒机压制成预定的粒块，制成粒度为20mm～30mm的球块物料。
其成品组份为：MgO：42％，Fe2O3+FeO：23％，SiO2：5.8％、Al2O3：10％、酌减：14.4％，其它杂质总含量(固体)：4.8％。
应用：在转炉炼钢中用作配镁材料，向炼钢炉内加入25kg/吨钢的镁质复合材料，炼钢过程化渣良好且平稳，成渣时间缩短1.5分钟。
实施例二：
原料：富含氧化镁的工业废弃物60％(重量)，MgO：70％；富含氧化铁的工业废弃物40％(重量)，Fe2O3+FeO：70％。
制备：先将富含氧化镁的工业废弃物和富含氧化铁的工业废弃物制成制成0～3.0mm的粉末状，再将制备成的粉末的原料按一定比例投入强制搅拌机中混合均匀；
然后将混合好的粉末料加入高压力造粒机压制成预定的粒块，制成富含MgO和Fe2O3+FeO、粒度一般20mm～30mm的球块状复合镁铁球。
其成品组份为：MgO：42％，Fe2O3+FeO：28％，SiO2：5.5％、Al2O3：7.8％、酌减：12.0％，其它杂质总含量(固体)：4.7％。
MgO：40～50％、Fe2O3+FeO：20～30％、Al2O3：5～8％、SiO2≤6.0％、酌减≤12％、其它固体杂质总含量≤5％。
应用：在转炉炼钢中用作配镁材料，向炼钢炉内加入25Kg/吨钢的镁质复合材料，炼钢过程化渣良好且平稳，成渣时间缩短1.2分钟。
实施例三：
原料：富含氧化镁的工业废弃物70％(重量)，MgO：65％；富含氧化铁的工业废弃物30％(重量)，Fe2O3+FeO：80％。
制备：先将富含氧化镁的工业废弃物和富含氧化铁的工业废弃物制成制成0～3.0mm的粉末状，再将制备成的粉末的原料按一定比例投入强制搅拌机中混合均匀；
然后将混合好的粉末料加入高压力造粒机压制成预定的粒块，制成富含MgO和Fe2O3+FeO、粒度一般20mm～30mm的球块状复合镁铁球。
其成品组份为：MgO：46％，Fe2O3+FeO：24％，SiO2：6.0％、Al2O3：7.8％、酌减：11.2％，其它杂质总含量(固体)：5.0％。
应用：在转炉炼钢中用作配镁材料，向炼钢炉内加入25kg/吨钢的镁质复合材料，炼钢过程化渣良好且平稳，成渣时间缩短2.0分钟。
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炼钢用铁钙质预熔型脱磷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 (5)

1.一种炼钢造渣用速熔镁质复合材料，其特征在于：所述镁质复材料成分范围为：MgO：40～50％、Fe2O3+FeO：20～30％、Al2O3≤10％、SiO2≤6.0％、酌减≤15％、其它固体杂质总含量≤5％。
2.一种炼钢造渣用速熔镁质复合材料的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
第一步：准备原料，原料包括富含氧化镁的材料与富含氧化铁的材料；
第二步：原料加工，将第一步中准备的原料分别制成粉末状；
第三步：原料混合，将第二步中制备的粉末料按一定比例送入强制搅拌机中混合；
第四步：造粒成型，将混合好的粉末加入高强度压力机中造粒。粒度为20mm～30mm的球块状物料。
3.根据权利要求2所述的一种炼钢造渣用速熔镁质复合材料的制备方法，其特征在于：第一步中所采用的富含氧化镁的材料主要包括中间包工作层、转炉炉衬与钢包渣线砖残料、镁砂烧结残料和各种工业炉窑用后的镁质残砖等等。
4.根据权利要求2所述的一种炼钢造渣用速熔镁质复合材料的制备方法，其特征在于：第一步中所采用的富含氧化铁的材料主要包括钢铁厂产生的铁皮、铁鳞、尘泥、除尘灰等各类含氧化铁的副产品与废弃物等等。
5.根据权利要求3或4所述的一种炼钢造渣用速熔镁质复合材料的制备方法，其特征在于：第一步中的原料富含氧化铁的材料的重量百分比范围是30％～50％；富含氧化镁的材料的重量百分比范围是50％～70％。
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