CN102912072B

CN102912072B - 一种提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂

Info

Publication number: CN102912072B
Application number: CN201210426409.0A
Authority: CN
Inventors: 陈炼; 戈文荪; 曾建华; 陈永; 王建; 蒋龙奎; 卓钧; 王二军; 黄正华; 董克平
Original assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: CN102912072A

Abstract

本发明提供了一种提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂。所述调渣剂的化学成分按重量百分比计包括：20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO以及不大于3％的H₂O，并且形成所述调渣剂中的MgO的原料包括废弃镁碳砖。本发明的提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂能够有效利用废弃耐火材料；并且能够有效还原钒渣中的FeO，提高改质后的钒渣熔点和粘附性，从而使用该调渣剂后，在采用钒渣进行溅渣护炉时能够改善挂渣效果，提高炉衬抗冲刷能力，有效提高提钒转炉炉衬寿命。

Description

一种提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂

技术领域

本发明涉及提钒转炉溅渣护炉技术领域，更具体地讲，涉及一种提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂。

背景技术

转炉是钢铁企业生产的主体设备，其寿命直接关系到转炉的生产成本。为了提高转炉寿命，20世纪90年代中期，美国LTV公司首先开发并采用溅渣护炉技术，大幅提高了转炉炉龄，由1990年的6200炉次上升到1995年的15658炉次。采用溅渣护炉技术后，转炉耐火材料的消耗降低25％～50％左右。日本转炉炉龄并不高，一般在6000～8000炉。在溅渣护炉条件下，武钢通过转炉长寿化系统研究，最高炉龄达3万余炉，宝钢复吹炉龄最高1万余炉，一般在6000～8000炉。

溅渣护炉方法分为卧式喷枪法、卧式底吹法、立式底枪法、卧式火焰喷涂法、直立喷枪法等。

目前，普遍采用的是立式氧枪法。其工艺特点是：利用顶吹氧枪切换氮气，喷溅经改性的终渣，将其涂敷在转炉炉衬内壁。通过喷射角度的改变，能有目的地集中喷溅某个部位。吹炼前，加入过量的白云石与石灰，吹炼期间因过饱和的氧化镁渣相减轻了炉衬的侵蚀。此外，泡沫渣在炉衬上形成保护层。提高溅渣层与炉衬砖间二者的结合强度，是改善溅渣护炉效果的关键。

提钒转炉由于其生产特殊性，其维护及长寿化技术研究较少，特别是提钒转炉溅渣护炉技术未见报道。为尽可能提高产钒率，提钒冶炼对炉温控制比较严格，通常会采用加部分生铁块的方式来辅助降温。所以，加料侧不仅受铁水的冲击，还要受到生铁块的冲击，由于炉温低，炉渣呈块状，吹炼时与铁水一起对工作层砖进行全程硬性机械冲击，故机械冲击是提钒转炉炉底和炉身下部损毁的主要原因。与炼钢转炉不同，提钒转炉生产的钒渣熔点低、含钒高、含MgO低，溅渣时挂渣困难，因此需要对钒渣进行改质处理。

综上所述，亟需一种适用于提钒转炉溅渣护炉的调渣剂。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够适提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂。

本发明提供了一种提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂，所述调渣剂的化学成分按重量百分比计包括：20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO以及不大于3％的H₂O，并且形成所述调渣剂中的MgO的原料包括废弃镁碳砖。

在本发明的一个示例性实施例中，所述调渣剂可以由预定量的废弃镁碳砖、镁砂、含碳材料和活性石灰混合而成。

在本发明的一个示例性实施例中，所述废弃镁碳、镁砂、含碳材料和活性石灰的粒度优选地都小于5mm。

在本发明的一个示例性实施例中，所述的含碳材料可以为石墨、焦粉、沥青焦或无烟煤。

在本发明的一个示例性实施例中，所述镁砂中MgO的重量百分含量优选地大于90％。

与现有技术相比，本发明的提钒转炉溅渣护炉用调渣剂的有益效果包括：能够有效利用废弃耐火材料；能够有效还原钒渣中的FeO，提高改质后的钒渣熔点和粘附性，从而使用该调渣剂后，在采用钒渣进行溅渣护炉时能够改善挂渣效果，提高炉衬抗冲刷能力，有效提高提钒转炉炉衬寿命。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂。

发明人发现：在转炉提钒工艺过程中，由于冶炼时间短、温度低、渣中低共熔物成分少、炉渣流动性差，在到达提钒冶炼终点之前，铁水中C与O反应并没有充分展开，炉气中P_CO、P_CO2较低，而P_O2较高，炉渣粘结性差，导致镁炭砖暴露在氧气氛围中，促使C与O₂反应，铁液面以上炉衬侵蚀速率明显高于铁液面以下。铁液面以上炉衬基本上是按氧气直接脱碳→疏松脆化→冲蚀剥落→再氧化的方式反复作用，使砖体逐渐被蚀损。

鉴于提钒转炉的上述特性，本发明提出了一种适合用于提钒转炉的溅渣护炉的调渣剂。

在本发明的一个示例性实施例，提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂的化学成分按重量百分比计包括：20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO、不大于3％的H₂O以及少量杂质，并且形成所述调渣剂中的MgO的原料包括废弃镁碳砖。优选地，所述调渣剂的化学成分按重量百分比计由20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO以及不大于3％的H₂O组成。其中，调渣剂中的C的作用包括：能够将钒渣中的FeO还原，提高钒渣的粘附性；调渣剂中的MgO的作用包括：能够对钒渣的熔点进行调整，提高溅渣层的抗热性；调渣剂中的CaO的作用包括：能够调节钒渣的流动性。

当调渣剂中的C重量百分含量超过50％时，在吹氧过程中C不光还原渣中的FeO，同时C氧化生成大量的热，会使得改性后的钒渣成为液态，不利于溅渣操作。同样，当调渣剂中的C重量百分含量低于20％时，在吹氧过程C氧化生成的热量不足、对FeO的还原量不够，使得改性后的钒渣粘附性差，也不利于溅渣操作。因此，在本发明的调渣剂中，C的重量百分含量为20％～50％。

当调渣剂中的MgO重量百分含量超过72％时，在吹氧过程进行钒渣改性时，会使得改性后的钒渣熔点较高，渣流动性和粘附性差，不利于溅渣操作。同样，当调渣剂中的MgO重量百分含量低于40％时，对钒渣的改性效果不足，钒渣的熔点仍较低，溅渣后渣层抗冲刷性差，起不到保护炉衬的作用。因此，在本发明的调渣剂中，MgO的重量百分含量为40％～72％。

当调渣剂中的CaO重量百分含量超过7％时，会使得改性后的钒渣CaO含量较高，而造成溅渣后的炉次所生产的钒渣CaO含量高，影响采用钒渣生产钒制品时钒的收得率。同样，当调渣剂中的CaO重量百分含量低于4％时，对钒渣的改性效果不足，钒渣黏度差，起不到保护炉衬的作用。因此，在本发明的调渣剂中，CaO的重量百分含量为4％～7％。

在本发明的调渣剂中，要求H₂O含量不大于3％主要是从安全角度考虑，当调渣剂中H₂O含量过大时，存在喷溅的危险，因此，调渣剂中含H₂O的量越少越好。

在本发明的另一个示例性实施例中，为了方便配料，调渣剂可以由预定量的废弃镁碳砖、镁砂、含碳材料和活性石灰混合而成。优选地，所述镁砂中MgO的重量百分含量大于90％。此外，废弃镁碳砖、镁砂、含碳材料和活性石灰的粒度优选地都小于5mm，这样的好处是：能够在较短的吹氧时间里将材料熔化成渣，同时保证一定的颗粒度可以减少下料过程粉尘产生量。然而，本发明不限于此，在形成根据本发明的一些示例性实施例的调渣剂时，废弃镁碳砖、镁砂、含碳材料和活性石灰的粒度也可以大于5mm。这里，含碳材料可以为石墨、焦粉、沥青焦或无烟煤。优选地，含碳材料中的单质碳重量百分含量不小于85％。废弃镁碳砖是冶金工业的常见废料，通常的废弃镁碳砖按重量百分比计含有60％～90％的氧化镁和10％～40％的碳。

具体来讲，在形成本示例性实施例的调渣剂时，可以以废弃镁碳砖和活性石灰为主要原料，然后通过加入镁砂或氧化镁以及含碳材料等来调节调渣剂的成分，以使调渣剂的成分满足上述要求。

在另一个示例性实施例中，本发明的提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂也可采用如下方法得到：

以废弃镁碳砖、镁砂、含碳材料、活性石灰为原料，将废弃的镁碳砖破碎成＜5mm的细颗粒，根据镁碳砖颗粒成分情况及调渣剂成分要求，采用镁砂、含碳材料、活性石灰进行成分调整，然后混合均匀，从而成分范围按重量百分比计满足：C 20％～50％，MgO 40％～72％，CaO 4％～7％，H₂O＜3％的提钒转炉溅渣护炉用调渣剂。

其中，废弃镁碳砖按重量百分比计含有60％～90％的氧化镁和10％～40％的碳；镁砂中的MgO含量大于90％，粒度＜5mm；含碳材料可以为石墨、焦粉、沥青焦、无烟煤等，其含碳量应不小于85％，粒度＜5mm；活性石灰为冶金企业常用原料，其CaO含量应大于75％，粒度＜5mm。

为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例做进一步说明。

示例1

使用废弃镁碳砖、镁砂、石墨、活性石灰为原料，将各原材料按一定比例混合均匀，调渣剂成分范围为：C 20％，MgO 72％，CaO 6％，H₂O 2％。

示例2

使用废弃镁碳砖、镁砂、含碳量为95％的无烟煤、活性石灰为原料，将各原材料按一定比例混合均匀，调渣剂成分范围为：C 20％，MgO 69％，CaO6％，H₂O 2％。

示例3

使用废弃镁碳砖、MgO含量为96％镁砂、石墨、活性石灰为原料，将各原材料按一定比例混合均匀，调渣剂成分范围为：C 49％，MgO 40％，CaO 7％，H₂O 3％，以及少量杂质。

示例4

使用废弃镁碳砖、镁砂、含碳材料、活性石灰为原料，将各原材料按一定比例混合均匀，调渣剂成分范围为：C 40％，MgO 50％，CaO 7％，H₂O 3％。

本发明的调渣剂能够有效利用废弃的镁碳砖，还能够有效地提高钒渣熔点与粘附性，从而增强溅渣效果，适合用于提钒转炉的溅渣护炉。此外，本发明还具有生产方法简单、改质效果好等优点。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂，其特征在于，所述调渣剂的化学成分按重量百分比计包括：40%～50%的C、40%～50%的MgO、4%～7%的CaO以及不大于3%的H₂O，并且形成所述调渣剂中的MgO的原料包括废弃镁碳砖。

2.根据权利要求1所述的提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂，其特征在于，所述调渣剂由预定量的废弃镁碳砖、镁砂、含碳材料和活性石灰混合而成。

3.根据权利要求2所述的提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂，其特征在于，所述废弃镁碳砖、镁砂、含碳材料和活性石灰的粒度都小于5mm。

4.根据权利要求2所述的提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂，其特征在于，所述的含碳材料为石墨、焦粉、沥青焦或无烟煤。

5.根据权利要求2所述的提钒转炉溅渣护炉用低成本调渣剂，其特征在于，所述镁砂中MgO的重量百分含量大于90%。