CN103170591A - 一种钢包钢水覆盖剂的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种钢包钢水覆盖剂的生产工艺，以120吨转炉生产线为例;将精炼除尘灰、中间包弃渣、工业碳酸钠原料，按照质量百分比80:18:2置于单卧轴搅拌机，搅拌30-40min，得钢包钢水覆盖剂；在钢水冶炼结束，钢包钢水上连铸机浇铸前，采用人工或者机械的方式，向钢水表面投加覆盖剂,其中钢包顶渣厚度小于50mm时，投加1.5-2kg，钢包顶渣厚度大于50mm时，投加0.9-1.5kg；上述中间包弃渣的投加粒度小于3mm。

Description

一种钢包钢水覆盖剂的生产工艺

技术领域

本发明涉及炼钢厂固废的回收利用，将炼钢厂的精炼炉除尘灰、炼钢连铸机废渣，作为钢包保温覆盖剂，用于炼钢可有效降低钢包内钢水的温度损失、降低原材料消耗成本、优化炼钢固废排放等。

背景技术

炼钢LF精炼炉的除尘器中间产生的除尘灰，属于一种碱性工业废弃物，目前主要的利用方式是在烧结生产中使用，产品的使用附加值较低，处置成本较高。同样，在炼钢连铸机的生产工艺过程中，中间包使用过后，部分的中间包涂料，由于吸收了钢液中间的Al₂O₃、SiO₂、CaO等成分以后，限制了其做为耐火材料循环利用的功能，目前主要作为工业垃圾排放，仅有少量的，做为冶金原料使用。

检索文献披露：（1）余雪峰、薛庆国、董杰吉等在《过程工程学报》 2009年（第9卷第11页）发表的 “钢铁厂典型粉尘的基本物性与利用途径分析” 论文，表述了“低品位（含铁量低）粉尘，高碳、高碱金属粉尘等难以用炼钢方法处理，因此不能全面处理钢铁企业中产生的粉尘”的内容。（2）姚金甫、崔维平在《耐火材料》2010（3）发表的“钢铁企业用后耐火材料的再生利用”，表述了“中间包涂料解体后成碎块, 且包底部位与渣、残钢粘结在一起, 难以分离，属于较难处理的用后耐火材料”的内容。（3）徐永斌、徐兵在《炼钢》2006（3）发表的“新型钢包覆盖剂的研制”一文中表述了“新型的钢包保温剂的主要成分的质量百分数的组成为CaO：5～10； SiO₂ ：40～50；Al₂O₃ <10;Fe₂O₃<3 固定碳<20，属于一种典型的酸性钢包覆盖剂，其二元碱度R(CaO/SiO₂<1)”。上述的钢包覆盖剂属于一种酸性的渣系材料，在冶炼铝镇静钢和硅铝镇静钢时，会发生以下的反应：4Al+3SiO₂= 2Al₂O₃+ 3Si,此反应会造成钢液内的部分铝氧化，形成Al₂O₃夹杂物，增加了钢液中夹杂物的数量，同时还会造成钢液增硅，影响钢材的组织成分，甚至会造成钢水质量不合格,成为废品。目前精炼炉除尘灰和连铸机中间包的弃渣还没有应用于配制钢包覆盖剂用于炼钢的工艺。

 本发明研究了钢包覆盖剂的粒度分布特点和保温原理，结合精炼炉除尘灰和中间包弃渣的组成特点，构思了将精炼炉除尘灰和连铸机中间包弃渣为主原料，配制新型的钢包钢水覆盖剂应用于炼钢的新工艺，既满足了炼钢对于覆盖剂的需求，保温效果和冶金效果优于目前使用的酸性覆盖剂，又增加了除尘灰和中间包弃渣循环利用的附加值，对于降低炼钢成本和环境保护有显著的作用。

发明内容

在此处键入发明内容描述段落。本发明的目的在于：以精炼炉除尘灰和连铸机中间包弃渣为主原料，添加部分的工业碳酸钠，配制钢包钢水覆盖剂，对于优化炼钢过程的温度控制，降低冶炼成本有积极的意义。

本发明的目的是这样实现的：一种钢包钢水覆盖剂的生产工艺，以120吨转炉生产线为例;

将精炼除尘灰、中间包弃渣、工业碳酸钠原料，按照质量百分比80:18:2置于单卧轴搅拌机，搅拌30-40min，得钢包钢水覆盖剂；在钢水冶炼结束，钢包钢水上连铸机浇铸前，采用人工或者机械的方式，向钢水表面投加覆盖剂,其中钢包顶渣厚度小于50mm时，投加1.5-2kg，钢包顶渣厚度大于50mm时，投加0.9-1.5kg；

上述中间包弃渣的投加粒度小于3mm。

本工艺，选用的JDC350/500单卧轴搅拌机由河南红旗机械厂生产。

本发明的技术原理与作用：钢包内钢水热损失主要是对流热损失和辐射热损失, 在钢包钢水表面加入覆盖剂后, 热量通过与覆盖剂传导传热后, 再通过覆盖剂上表面与空气进行热交换。覆盖剂上表面温度相对较低与周围空气温差小, 定性温度也降低, 所以对流热损失和辐射热损失减小,起到了保温的效果。当钢水覆盖剂加在钢水表面上时,将形成三层结构，即粉状层、烧结层和熔融层，形成具有合理厚度分布的三层结构是实现钢水保温的前提条件，精炼炉除尘灰粒度较小，熔点低，加入覆盖剂，很容易在钢包表面形成熔融层，中间包弃渣粒度在3mm以下的，由于其中的氧化镁含量较高，导热性较差，在熔融层中间含量增加以后，熔渣的熔点升高，限制了其形成熔融层的厚度，向形成烧结层的状态转变，在上部的覆盖剂中间，粒度较大的，和部分粒度较小的，形成一定的粒度级配组成，在上部形成粉状层，起到减少钢液温度散失的作用。

本发明采用的材料以极细颗粒的精炼炉除尘灰为主，含有含碳的电石成分，添加部分的连铸机中间包弃渣，由于极细颗粒的精炼炉除尘灰,能够在较短的时间内熔化，形成熔融层，当熔融层的范围扩大时，覆盖剂中间的氧化镁含量超过8%以后，覆盖剂的粘度增加，阻止了熔融层的扩大，形成烧结层，烧结层上部的呈现为松散的粉状层，起到逐层减弱热传递的目的，实现对于钢包内钢水的保温。该工艺操作简单、规范，为企业节能降耗做出了示范，彰显技术进步。

 

具体实施方式

本发明结合实施例作进一步说明。

实施例

本发明选材的利用依据：

1）除尘灰的选用：炼钢LF精炼炉的除尘器中间产生的除尘灰，粒度小，主成分多为碱性物质，粒度在3mm以下，其成分见表1。

表1

由上表数据可知，由于精炼除尘灰粒度小，属于一种碱性工业废弃物。

2）中间包涂料选用：在炼钢连铸机的生产工艺中，中间包使用后，部分的中间包涂料，由于吸收了钢液中间的Al₂O₃、SiO₂、CaO等成分，限制了其做为耐火材料循环利用的功能，仅有少量的做为冶金原料使用，其中间包弃渣的成分见表2。

表2       中间包弃渣的成分（W[]/%）

SiO2	CaO	MgO	TFe	Al2O3
					<6	<15	>65	<6	<10.2

本发明的工艺操作：

以1座120吨转炉生产线为例；该生产线配置有工程容量为120吨的LF精炼炉，板坯连铸机2台，每日LF精炼炉产生精炼炉除尘灰6吨，板坯连铸机产生中间包弃渣10吨。

1)1座转炉按照日产钢水4000吨计算，在钢水的精炼过程中每天产生6吨精炼除尘灰，将除尘灰直接袋装，待用。

2)连铸机每日产生中间包弃渣10吨，人工或铲车收集其中的粒度小于<3mm的粉状弃渣，待用。

3）采购500-1000kg的工业碳酸钠，待用。

4）将以上的三种材料，按照质量百分比80:18:2的比例加入JDC350/500单卧轴搅拌机，其尺寸为 Φ1300×1200mm；采用循环作业式的作业方式进行搅拌混匀，每次向搅拌机投料1吨，每吨搅拌30min，混匀后得钢包钢水覆盖剂，然后出料包装，然后按10kg/袋进行包装。

5）转炉、电炉钢水冶炼结束，钢包钢水准备上连铸机浇铸前，向钢包钢水表面投加覆盖剂，其中钢包顶渣厚度小于50mm时，投加1.5 kg或2kg，钢包顶渣厚度大于50mm时，投加0.9 kg或1.5kg；所述中间包弃渣的投加粒度为3mm以下。

本发明的有益效果：

1）新型钢包钢水覆盖剂采用炼钢厂的废弃物制备，每使用1吨，节省原料的费用在350元以上。

2）新型的钢包覆盖剂，熔融层形成较快，保温效果优于传统的钢包覆盖剂。

3）新型覆盖剂的使用，减少了炼钢厂弃渣和除尘灰的排放量，有利于环境的改善。

4）新型的大包翻盖机属于碱性覆盖剂，具有吸附钢液夹杂物的功能，有利于净化钢液，提高钢水的质量。

Claims (1)

1.一种钢包钢水覆盖剂的生产工艺，其特征在于：以120吨转炉生产线为例;

将精炼除尘灰、中间包弃渣、工业碳酸钠原料，按照质量百分比80:18:2置于单卧轴搅拌机，搅拌30-40min，得钢包钢水覆盖剂；在钢水冶炼结束，钢包钢水上连铸机浇铸前，采用人工或者机械的方式，向钢水表面投加覆盖剂,其中钢包顶渣厚度小于50mm时，投加1.5-2kg，钢包顶渣厚度大于50mm时，投加0.9-1.5kg；

上述中间包弃渣的投加粒度小于3mm。