CN103333994A - 一种lf精炼埋弧脱氧渣的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种LF精炼埋弧脱氧渣的生产工艺，原料LF精炼炉弃渣：石灰石粉末：石油焦粉末：合金粉末以质量百分比80∶17∶2∶1配制，一吨分4次投加，每次加料时间为13-15min，投料完毕搅拌20-30min，即得埋弧脱氧渣；其中作业温度-30℃-+40℃，压力1.03×10⁵Pa；其中LF精炼炉的弃渣选用未粉化的弃渣，将其破碎成5-50mm颗粒使用；其中合金粉末、石灰石粉末、石油焦粉末的粒度＜10mm；在LF送电的同时，采用人工或者机械的方式，向钢包表面投加埋弧脱氧渣，加入量为吨钢5-20kg。

Description

一种LF精炼埋弧脱氧渣的生产工艺

技术领域

本发明涉及炼钢厂固废利用，尤其是在LF精炼炉弃渣、石灰石粉末，铁合金系统产生的粉末垃圾中添加少量的石油焦粉末，配制成埋弧脱氧渣即回用LF精炼，效果显著。

背景技术

LF精炼炉是国内外各大型钢厂最为有效的精炼工艺，其工艺特点是在钢包内采用电弧加热钢液的同时，通过钢包上部的钢渣对于钢液进行深度脱氧。由于采用电弧加热的模式，电弧区的温度高达3000～6000℃，如果对于电弧没有采用屏蔽，电弧区的电弧对于冶炼的进程负面影响很大，表现在热效率低下，对于钢包内壁的耐火材料侵蚀加快，所以LF精炼炉在冶炼过程中，需要向钢包内的钢液表面加入能够在冶炼时发泡的渣料，即埋弧渣，这种埋弧渣在埋弧的同时，还要具备脱氧的功能。目前国内外的埋弧脱氧渣采用专用生产线生产，以合成渣为主要代表，成本为每吨1950～3500元。

检索文献披露：（1）林功文 在《特殊钢》2001（6）发表的论文“钢包炉LF精炼用渣的功能和配制”中间，表述了“LF精炼渣由基础渣、脱硫剂、还原剂、发泡剂和助熔剂等部分组成。渣的熔点一般控制在1300～1450℃，渣1500℃的粘度一般控制在0.25～0.6Pa·s。”的内容.（2）汤曙光在《炼钢》2001（4）发表的论文“LF-VD精炼渣组成对冶金效果的影响”一文中间表述了 “精炼渣中CaO、Al₂O₃等成分能够与Si、Mn、Al(等的脱氧产物结合成低熔点的化合物，从而降低脱氧产物的活度，强化脱氧反应”的内容。（3）乐可襄　董元篪　王世俊在《钢铁》杂志1998(7）发表的“精炼渣发泡性能的实验研究和渣发泡条件的理论分析”一文中表述了“在发泡剂中适当增加碳的比例，有利于反应充分进行” ，以及“精炼炉渣泡沫化所需气体只能通过向渣中加发泡剂、使其在渣中进行放出气体的反应而得到”的内容。(4) 任雪, 李辽沙 在《安徽工业大学学报》上发表的“LF 炉精炼渣资源化特性”一文中间表述了“LF 炉精炼渣(也叫铝酸钙)具有成份均匀、熔点低、熔速快、可缩短精炼时间、不含氟等特点，越来越受到重视，但是对它的利用仅停留在工艺的探索上，高附加值、精细化利用的研究鲜有报道，难以对其进行高效、综合的利用。”的内容。（5）吕宁宁等在《中国冶金》2011（10）发表的“ＬＦ炉精炼废渣循环利用的研究进展”一文中有“目前中国大部分钢铁企业都采用将冶炼完毕的精炼废渣倾倒出冶炼设备并采用一定的方式进行冷却、固化、再利用。然而，渣中硫的存在限制了废渣的循环利用”的内容表述。由上述信息可知，LF精炼炉弃渣目前还没有规模化的将其应用于研制LF埋弧脱氧渣的工艺。

本发明研究了LF精炼炉埋弧脱氧剂的原理，结合LF精炼炉弃渣、石灰石粉末、钢铁企业内部产生的合金粉末、石油焦粉末的特点，构思了将LF精炼炉弃渣中间含有钙铝酸盐的部分为主原料，石灰石粉末、合金粉末、石油焦粉末为辅料，配制出LF炉冶炼过程中使用的埋弧脱氧渣，既满足了LF炼钢过程中对于埋弧脱氧渣的需求，又增加了LF精炼炉弃渣和合金粉末循环利用的附加值，对于降低炼钢成本和环境保护有着重要的示范作用。

发明内容

本发明的目的在于：将炼钢厂的LF精炼炉弃渣、石灰石粉末，铁合金系统产生的粉末垃圾，添加少量的石油焦粉末，配制成为埋弧脱氧渣，在LF炉冶炼过程中使用、对于优化炼钢厂固废垃圾的循环使用和LF炉的冶炼工艺，效果极其显著。

    本发明的目的是这样实现的：一种LF精炼埋弧脱氧渣的生产工艺,以120吨转炉生产线为例，分步骤实施：

   步骤1原料配制：

   原料由LF精炼炉弃渣、石灰石粉末、石油焦粉末、合金粉末组成，依次投加到VI型强制型搅拌混合机中，其中LF精炼炉弃渣：石灰石粉末：石油焦粉末：合金粉末以质量百分比80:17:2:1配制，一吨分4次投加，每次加料时间控制在13-15min，投料完毕后搅拌20-30 min，即得埋弧脱氧渣;其中作业温度-30℃-+40℃，压力1.03×10⁵Pa；

   其中 LF精炼炉的弃渣选用未粉化的弃渣，将其破碎成5-50mm颗粒使用；

   其中合金粉末、石灰石粉末、石油焦粉末的粒度<10mm；

   步骤2投加方式：

   在LF送电的同时，采用人工或者机械的方式，向钢包表面投加埋弧脱氧渣，加入量为吨钢5-20kg；其中钢包内钢液温度大于10℃，LF炉炉膛压力小于1.03×10⁵Pa。

本发明的技术原理与作用：将LF精炼炉弃渣中间含有Al₂O₃的有益成分，做为配制埋弧脱氧剂的主原料，用于调整LF埋弧脱氧渣的粘度和流动性；添加石灰石粉末，使得石灰石粉末在受热分解的同时，首先使得脱氧渣从自身开始发泡，同时添加的石油焦粉末，做为还原剂，在炉渣熔化以后，温度达到了其能够发生化学反应的温度，开始与炉气气氛中间的氧元素和渣中的氧化物反应，产生CO或者CO₂气泡的同时，防止钢液被炉气中间的氧分子氧化，起到脱氧的同时产生气泡，促使炉渣泡沫化；使用LF精炼炉白渣中间的MgO, 做为气泡生成的悬浮物质点，协助埋弧脱氧渣发泡，延长气泡的维持时间；添加合金粉末，做为强脱氧剂，参与钢液的扩散脱氧，从而实现LF冶炼过程中炉渣的脱氧和埋弧的功能，对于优化炼钢过程的脱氧工艺，降低冶炼成本有积极的意义。

本发明的技术效果：1）解决炉渣发泡需要气源来：源在LF精炼过程中，钢包中的钢水已经进行了深度不同的脱氧操作，钢中碳和氧的含量都较低,不会产生大量的气体产物。我们添加石灰石粉末，是成本最低的发泡剂之一。2）调节炉渣的流动性：选择LF精炼炉弃渣中间的钙铝酸盐，比如3CaO·Al₂O₃、CaO·Al₂O₃、CaO·6Al₂O₃、12CaO·7Al₂O₃、CaO·2Al₂O₃、Al₂O₃·SiO₂等、能够进一步与不同数量的CaO结合，生成新的钙铝酸盐，降低炉渣的熔点，实现炉渣的快速熔化，在较大的炉渣成分范围内调整炉渣的粘度和流动性。3）实现炉渣发泡以后气泡的稳定性：单晶体的MgO熔点很高（2800℃），是泡沫渣形成过程中必不可少的表面活性物质，它除了能够做为气泡形成的悬浮物质点外，还能够提高炉渣的粘度，延长气泡破裂时间。LF精炼炉弃渣中间的MgO,是以方镁石晶相凝固析出的，纯度很高，配入埋弧脱氧渣以后，有利于提高脱氧渣的发泡质量。4）实现炉渣的脱氧功能：埋弧脱氧渣中间配入的石油焦粉和合金粉末，由于颗粒小，从渣中开始与渣中的金属氧化物反应，起到扩散脱氧的目的,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

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2座，板坯连铸机2台，每日产钢10000吨，每日LF精炼炉产生LF精炼炉弃渣120吨；合金加料皮带机区域每日产生合金粉末500kg；

1)将LF精炼炉弃渣使用罐装拉运到渣场，自然冷却24h翻罐，待其冷却到100℃以下，即白渣粉化结束，将没有粉化的40吨的固态部分拉运到埋弧脱氧渣的生产区域待用，使用山东九昌重工科技有限公司生产的外形尺寸1300×1400×1400mm的PC0606颚式破碎机，破碎成为5或25或50mm的颗粒待用。

2)将合金加料皮带机区域产生的，粒度<10mm的合金粉末500kg拉运到埋弧脱氧渣的生产区域待用。

3）采购1000kg的石油焦粉末，拉运到埋弧脱氧渣的生产区域待用。

4）采购10吨的石灰石粉末，拉运到埋弧脱氧渣的生产区域待用。

将以上的四种材料，按照LF精炼炉弃渣：石灰石粉末：石油焦粉末：合金粉末为质量百分比80:17:2:1的比例加入由江西仁峰机械设备有限公司生产的“VI型强制型搅拌系列混合机”，采用循环作业式的作业方式进行，其中投料的顺序为LF精炼炉弃渣→加入石灰石粉末→加入石油焦粉末→加入合金粉末； 1吨分4次投加，每次加料时间控制在15min以内，投料完毕，搅拌30min，即得埋弧脱氧渣，按照10kg/袋进行包装。

5）将以上的产品拉运到炼钢厂LF精炼炉使用点。

6）转炉、电炉需要LF精炼的钢水到达LF冶炼位置，在LF冶炼开始，送电冶炼的同时，采用人工手投加入或者通过LF精炼炉皮带机自动化加料系统加料的方式，向钢包表面加入以上产品，加入量为吨钢5或10或20kg。本产品的加入量的控制原则为：LF埋弧脱氧情况良好时，按照下限量加入； LF炉电弧弧光裸露，脱氧情况不好时，按照上限量加入。在加入本产品的同时，LF炉的正常冶炼工艺不变。 

本发明的有益效果：

    1）本工艺生产的埋弧脱氧渣，成本为每吨1100元，目前市场上LF埋弧脱氧渣最低价格为1950元，每使用1吨，节约850元以上。

2）本工艺生产的埋弧脱氧渣，采用的石灰石粉末和石油焦粉做为发泡的气源，有利于快速化渣，起泡埋弧，埋弧效果优于传统的埋弧脱氧渣。

3）本工艺生产的埋弧脱氧渣，减少了炼钢厂弃渣和固废粉末的排放量，有利于环境的改善。

本工艺的合金粉末是新疆宏发公司生产的硅铁粉末，其中含硅量为70%-75%；石灰石粉末是新疆宝新公司生产的石灰石粉末，其中CaO的含量大于51%；石油焦粉是新疆佳域公司生产的BG-1型石油焦粉，其中含碳量大于80%。

Claims (1)

1.一种LF精炼埋弧脱氧渣的生产工艺,其特征在于：以120吨转炉生产线为例，分步骤实施：

   步骤1原料配制：

   原料由LF精炼炉弃渣、石灰石粉末、石油焦粉末、合金粉末组成，依次投加到VI型强制型搅拌混合机中，其中LF精炼炉弃渣：石灰石粉末：石油焦粉末：合金粉末以质量百分比80:17:2:1配制，一吨分4次投加，每次加料时间为13-15min，投料完毕搅拌20-30 min，即得埋弧脱氧渣;其中作业温度-30℃-+40℃，压力1.03×10⁵Pa；

   其中 LF精炼炉的弃渣选用未粉化的弃渣，将其破碎成5-50mm颗粒使用；

   其中合金粉末、石灰石粉末、石油焦粉末的粒度<10mm；

   步骤2投加方式：

   在LF送电的同时，采用人工或者机械的方式，向钢包表面投加埋弧脱氧渣，加入量为吨钢5-20kg；其中钢包内钢液温度大于10℃，LF炉炉膛压力小于1.03×10⁵Pa。