CN102888482A - 以2CaO_Fe2O3和CaO_Fe2O3为主相的预熔型化渣脱磷剂 - Google Patents

Abstract

本发明为一种以2CaO·Fe₂O₃和CaO·Fe₂O₃为主相的预熔型化渣脱磷剂及其制造方法，脱磷剂的物相以30～70％的2CaO·Fe₂O₃和15～55％的CaO·Fe₂O₃为特征；适用于冶金领域炼钢铁水预处理、炼钢及精炼工序，主要用于促进铁水或钢水的化渣和脱磷；生产该脱磷剂所用的主要原料为含Ca废弃原料和Fe₂O₃及FeO的工业废弃物以及少量的含Na₂O的工业废弃物，原料粉碎混匀后，在窑炉中加热至1500～1700℃预熔，最后冷凝破碎制成产品。

Description

以2CaO_Fe2O3和CaO_Fe2O3为主相的预熔型化渣脱磷剂

技术领域：

本发明适用于转炉、电弧炉、铁水预处理及精炼工序，主要是进行铁水或者钢水进行化渣脱磷。 

技术背景：

在炼钢过程中，为去除铁水中的杂质，使用以CaO为主要成分的渣料。为降低成本及减少炉渣发生量，需添加少量化渣材料以提高处理效率。作为CaO成分，通常直接添加生石灰或石灰石。这些物质存在溶解性(渣化性)不良反应性低的问题。为解决此问题，目前一般采用添加第17族元素化合物(氟化物等)来改善渣化性。但使用第17族元素化合物，虽然能够达到改善CaO渣化性的目的，但会致使精炼炉内耐火材料的损伤。另外在报道中，在含有60～70％CaO的造渣材料中，为改善化渣效果，除添加Fe₂O₃之外，提案添加8～13％的AL₂O₃。但如果添加8以上的AL₂O₃，由于CaO的相对浓度降低会造成脱磷效果降低的问题，并且AL₂O₃浓度效高的情况下，会加聚转炉内炉渣外溢的问题，对作业产生不良影响。关于物物相的观点，报道中只对在氧化钙粒子的表面用铁酸钙层覆盖的的技术进行了描述，但只是采用了大量的2CaO·Fe₂O₃和少量的CaO·Fe₂O₃的混合物的表述，并没有对两者的具体化率构成进行规定。对以使用铁酸钙物质相组成15％质量以上的精炼材为特征的铁水脱磷处理方法进行了描述，但认为的2CaO·Fe₂O₃和少量的CaO·Fe₂O₃有同样的功效，对两者并没有进行区分。但有的2CaO·Fe₂O₃的熔点1449℃相比，CaO·Fe₂O₃形成 液相的熔点仅为1216℃，由于标准的脱磷温度为1400℃，从此看了很明显两物物相的熔解性能是存在很大的差异的。正如以上所表述的，在提高CaO渣化性能上，对物物相的考虑是必要不可缺的，在此之前的技术中，对应该作为的指标的物物相比率并没有给出明确的规定。 

发明内容：

本发明是既不增加耐火物的耗损，而且又不降低冶炼能力的条件下，以解决CaO的渣化不良问题，能够实现高效率的铁水脱磷冶炼。 

实施案例： 

在260吨的顶底复吹转炉上，进行了铁水脱磷试验。铁水装入温度均为1300-1320℃，在铁水配比率为90-92％{转炉装入主原料中铁水含量的占有比率，按照铁水质量/(铁水质量+废钢质量+生铁质量)×100计算}，铁水中Si浓度为0.35-0.45％，铁水中P浓度为0.100-0.105％，平均吹氧速度(每炉的总吹氧量除以吹炼时间)为29000-35000N m²/h。总吹氧量为11-12m³/t铁水，脱磷处理后的温度为1375-1420℃.对脱磷效果进行了试验。 

在此实验中使用的预熔型化渣脱磷剂，是将本发明中的预熔型化渣脱磷剂与石灰共同使用，预熔型化渣脱磷剂的使用量以每生产1吨铁水所需的预熔型化渣脱磷剂质量(kg)表述。此外，除这些预熔型化渣脱磷剂以外，为对脱磷处理后的温度进行调控。 

预熔型化渣脱磷剂的粒度采用5-50mm，石灰中的CaO含量为95％，其余为杂质。 

在此2CaO·Fe₂O₃用C2F，CaO·Fe₂O₃用CF表述。另外这些物物相的质量浓度使用RXD分析发进行了测量。 

试验结果： 

当预熔型化渣脱磷剂中的2CaO·Fe₂O₃的比率超过30％时，脱磷率明显上升，这也说明与CaO和Fe₂O₃的混合物相比，添加2CaO·Fe₂O₃后熔化速度加快，对反应进行起到了促进作用。从化渣机理看，CaO和Fe₂O₃的混合物的情况下，从两者的接触部开始逐渐熔化。但当CaO和Fe₂O₃的混合物中添加了一定量的2CaO·Fe₂O₃后，在温度达到1400℃以上时2CaO·Fe₂O₃开始熔化，并且其熔液对CaO和Fe₂O₃的熔解产生促进作用，促成了试料的迅速熔解。从此结果可以得出结论，2CaO·Fe₂O₃的存在促进了熔解速度，并且跟随2CaO·Fe₂O₃相的量不同，其溶解举动也呈现不同。本发明的第一项的预熔型化渣脱磷剂规定为2CaO·Fe₂O₃物物相的含量为30％，最好50％以上的精炼材，在2CaO·Fe₂O₃物物相的含量达到30％以上时，脱磷率呈现单调上升趋 势，达到60％以上时，脱磷率呈现饱和状态，由于本发明的预熔型化渣脱磷剂中的2CaO·Fe₂O₃相比率为30％以上，考虑到杂质问题，CaO·Fe₂O₃相的上限比率应该为55％，但由于当CaO·Fe₂O₃相比率超过30％时，脱磷率的上升呈现饱和状态，但是，为保证预熔料不发生分化问题，降低游离氧化钙含量，所以在这里将其上限设定为55％。 

预熔型化渣脱磷剂制造方法： 

采用粉状石灰废料和铁氧化物为主原料，将其混合后，以采用窑炉进行预熔的制作方法。按照以下1)～5)的条件进行制作即可生产出本发明的预熔型化渣脱磷剂精炼渣。 

1)废石灰或铁氧化物的粒度需做成3mm以下。 

2)原料中的Ca、Fe的mol比率在3.5～1.0之间。 

3)对原料进行混合时，需先将废石灰或铁氧化物用高速搅拌混合机进行破碎、混合。 

4)将混合好的原料在1500～1700℃熔炉内进行熔熔生产。 

5)预熔后出料进行破碎至需要粒度。 

Claims (6)

1.以含30～70％质量以上的2CaO·Fe₂O₃物相和15～55％的CaO·Fe₂O₃物相为特征的预熔型化渣脱磷剂。

2.上述含30～70％质量以上的2CaO·Fe₂O₃物相和20～55％的CaO·Fe₂O₃物相为特征的预熔型化渣脱磷剂含15％以下的SiO₂或MgO，

或者两者都含的预熔型化渣脱磷剂。

3.上述预熔型化渣脱磷剂含0～5％的Na₂O。

4.上述预熔型精炼渣采用含Ca废弃原料和Fe₂O₃及FeO的废弃物生产，为保证Na₂O的稳定加入，保证收得率，采用含Na₂O的废弃物进行生产。

5.将上述物质混匀后在1500～1700℃熔炉内进行熔熔生产。

6.上述1～5的任何一种的预熔型化渣脱磷剂进行铁水或钢水脱磷的方法。