CN103451372A - 高温取向硅钢加热炉化渣剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温取向硅钢加热炉化渣剂及其制备方法，该化渣剂是由外层B组份包裹核心A组份构成的颗粒，其按重量百分比计包括20～80%的A组份和20～80%的B组份；其中，A组份为炭颗粒，B组份按重量百分比由18～25%的白沙石、18～25%的锂辉石、3～5%的活性石灰、2～4%的泡花碱、35～40%的萤石、5～10%的纯碱和2～5%的硼砂组成。该方法是将A组份用喷水润湿，以A组份为核心与外层B组份配合造球；得到化渣剂。本发明具有原材料价格低廉、来源广阔，制备简单、使用方便、性能优良等优点。

Description

高温取向硅钢加热炉化渣剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及冶金工业炉领域，具体地指一种高温取向硅钢加热炉化渣剂及其制备方法。

背景技术

钢铁企业常规钢种热轧步进式加热炉高温加热炉温约为1250℃，炉内加热时间约为110分钟，钢坯炉内加热形成的氧化铁皮较少，固态氧化铁皮炉内脱落量更少，因此，炉底氧化铁皮炉渣堆积到影响加热炉下部烧嘴正常燃烧的一定高度需持续较长的时间，一般为6～9个月，在加热炉停炉小修时进行人工清渣，恢复加热炉的炉内有效容积与热工性能。对于高温取向硅钢，由于最高加热炉温高达1300℃以上、炉内加热时间最长达600分钟，因此，钢坯炉内加热氧化严重，钢坯表面形成氧化亚铁与硅酸亚铁为主的低熔点氧化物熔体（液态炉渣），并流淌滴落到炉底，通过炉底液态渣的不断聚集炉底液态渣增多，在较短的时间，炉底炉渣堆积便对加热炉下部烧嘴的正常燃烧构成影响，需要停炉进行人工入炉清渣；一般把前后两次停炉清渣期间炉子加热的高温取向硅钢总量称为“周期加热量”，以此来衡量高温硅钢加热炉的生产水平。

根据相关资料报道，常规人工清渣的加热炉，高温取向硅钢的实际周期加热量仅为5000t，具有液态出渣功能的高温取向硅钢加热炉的设计周期加热量可达10000～12000t能力，由此可见，液态出渣有效地提高了加热炉高温取向硅钢的加热能力与产量，同时，减少了加热炉停炉降温、投产升温的能源消耗以及清渣修炉维护工作量。如：公开号为CN102252528A的中国发明专利公开了一种高温硅钢加热炉液态出渣装置及方法，其提供了一种包括斜坡炉底、出渣口烧嘴、出渣口通道、出渣口炉门、粒化装置、冲渣装置等构成的液态出渣装置，其液态出渣方法是钢坯在第二加热段和均热段以1300℃以上炉温加热，钢坯在炉内加热过程中产生的大量的液态钢渣掉落到斜坡炉底上，熔融钢渣沿着斜坡炉底表面流到出渣口，在出渣口通道顶部设置渣口烧嘴燃烧高热值煤气，保证出渣口通道工况温度和液态钢渣的流动性，通过坡底出渣口通道流出，经过粒化装置的粒化渣流入冲渣槽收集。然而，在实际生产过程中，由于沉积炉底的液态渣通过炉内气氛的进一步氧化及其对加热炉耐火材料的侵蚀反应，逐步形成熔点高、成分复杂的炉渣，导致炉渣粘度不断提高，液态出渣量远低于40%的设计水平，高温取向硅钢实际周期加热量也低于设计水平。

由此可见，改善高温取向硅钢加热过程中炉内炉渣的流动性是提高周期加热量的重要研究方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种高温取向硅钢加热炉化渣剂及其制备方法，得到的化渣剂达到降低高温取向硅钢加热炉炉渣熔点、熔渣粘度、加热炉维护成本以及提高熔渣流动性、液态出渣量、加热炉周期加热量、高温取向硅钢生产效率等综合目标。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种高温取向硅钢加热炉化渣剂，该化渣剂是由外层B组份包裹核心A组份构成的颗粒，其按重量百分比计包括20～80%的A组份和20～80%的B组份；其中，A组份为炭颗粒，B组份按重量百分比由18～25%的白沙石、18～25%的锂辉石、3～5%的活性石灰、2～4%的泡花碱、35～40%的萤石、5～10%的纯碱和2～5%的硼砂组成。

进一步地，该化渣剂原料按重量百分比计包括40～60%的A组份和40～60%的B组份。

再进一步地，该化渣剂原料按重量百分比计包括50%的A组份和50%的B组份，其中，A组份为炭颗粒，B组份按重量百分比由20%的白沙石、20%的锂辉石、5%的活性石灰、4%的泡花碱、40%的萤石、7%的纯碱和4%的硼砂组成。

再进一步地，所述炭颗粒为木炭颗粒和焦炭颗粒中任选其一，炭颗粒的粒径为2～5mm。

再进一步地，所述泡花碱为速溶粉状泡花碱，速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm。

再进一步地，所述的白沙石的SiO₂含量≥80%，粒度≤0.15mm。

所述的锂辉石的Li₂O含量≥0.75%，粒度≤0.088mm。

所述活性石灰的粒度≤0.15mm；所述萤石的CaF₂含量≥85%，粒度≤0.088mm。

再进一步地，所述化渣剂粒径为3～8mm。

本发明还提供了一种高温取向硅钢加热炉化渣剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）按上述B组份的重量百分比称取白沙石，锂辉石、活性石灰、泡花碱、萤石、纯碱和硼砂，混合均匀，备用；

2）按上述化渣剂重量百分比计称取A组份和B组份；

3）将步骤2）中A组份用喷水润湿，以A组份为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到化渣剂。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过采用B组份包裹A组份构成的颗粒状高温取向硅钢加热炉用化渣剂，在化渣剂加入炉内后，有利于化渣剂外层B组份的快速加热熔化，并通过外层B组份的熔化吸热，降低A组份焦炭核心的升温速度，并在包裹的B组份隔离作用下，阻断了A组份焦炭核心与炉内气氛直接接触，延缓焦炭的烧蚀进程，并通过B组份熔体向A组份焦炭核心的气孔渗透，降低了焦炭的反应活性，延长焦炭的有效作用时间；通过B组份低熔点熔体与炉渣的接触反应，降低了炉渣熔点与粘度，提高了炉渣的流动性；

2、随着B组份的不断吸热熔融及其与炉渣间物理化学反应的进行，A组份焦炭核心不断暴露，一方面通过焦炭在炉内气氛中的燃烧放热，补偿B组份的熔融吸热，实施炉渣的加热，降低炉渣粘度，另一方面通过焦炭对炉渣高价金属氧化物的直接与间接还原，进一步降低炉渣熔点，并通过还原反应气体的搅拌作用促进还原反应的进行。

3、本发明在现有液态出渣加热炉上可直接使用，通过降低高温取向硅钢加热炉炉渣熔点、熔渣粘度以及提高熔渣流动性，达到提高液态出渣量、加热炉周期加热量、高温取向硅钢生产效率以及降低加热炉维护成本、能源消耗等综合目标。本发明的各种原材料均为市售易得、价格低廉的原材料，在按照制备方法制备A组份和B组份后，通过圆盘造球过程中喷水对A组份表面的润湿，增强了A组份对B组份粉料的粘附，

4、本发明通过B组分中活性石灰与速溶泡花碱加水后的结合剂作用，提高了化渣剂球体颗粒的整体结合强度，避免了高温取向硅钢加热炉用化渣剂储运、使用过程中的破碎与扬尘污染，方便了使用过程中的定量准确投加，通过造球后的化渣剂晒干或烘干，降低化渣剂入炉水份带入量以及炉内快速加热引起的球体崩裂、破碎与粉化，有效发挥化渣剂各组分的使用功效；

5、本发明具有原材料价格低廉、来源广阔，制备简单、使用方便、性能优良等优点。

附图说明

图1为本发明高温取向硅钢加热炉化渣剂剖面图

图中：焦炭1、B组份2。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

实施例1

一种高温取向硅钢加热炉化渣剂的制备方法：

1）称取18g的白沙石、25g的锂辉石、5g的活性石灰、2g的速溶粉状泡花碱、40g的萤石、5g的纯碱和5g的硼砂，加入搅拌器进行搅拌干混，直至混合均匀，得到B组份，备用；

2）称取20g的木炭和80g的B组份；

3）对木炭喷水润湿，然后向旋转的圆盘造球机内逐渐加入润湿的木炭和B组份，以木炭为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到粒径为3～8mm的化渣剂。

木炭颗粒直径为2～5mm，购于市面；白沙石的SiO₂含量≥80%，粒度≤0.15mm，产地为武汉市江夏区；锂辉石的Li₂O含量≥0.75%，粒度≤0.088mm，产地为湖南省浏阳市；活性石灰为武钢耐火材料公司活性石灰下脚粉料，粒度≤0.15mm；速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm，为巩义市恒星泡花碱厂生产；萤石的CaF₂含量≥85%，粒度≤0.088mm，产地为湖北省大悟市；纯碱为湖北省应城市生产的工业纯碱；硼砂为市售工业级硼砂。

实施例2

另一种高温取向硅钢加热炉化渣剂的制备方法：

1）称取25g的白沙石、18g的锂辉石、3g的活性石灰、4g的速溶粉状泡花碱、35g的萤石、10g的纯碱和5g的硼砂，加入搅拌器进行搅拌干混，直至混合均匀，得到B组份，备用；

2）称取80g的焦炭和20g的B组份；

3）对焦炭喷水润湿，然后向旋转的圆盘造球机内逐渐加入润湿的焦炭和B组份，以焦炭为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到粒径为3～8mm的化渣剂。

焦炭颗粒直径为2～5mm，为钢铁企业焦化厂的碎焦；白沙石的SiO₂含量≥80%，粒度≤0.15mm，产地为武汉市江夏区；锂辉石的Li₂O含量≥0.75%，粒度≤0.088mm，产地为湖南省浏阳市；活性石灰为武钢耐火材料公司活性石灰下脚粉料，粒度≤0.15mm；速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm，为巩义市恒星泡花碱厂生产；萤石的CaF₂含量≥85%，粒度≤0.088mm，产地为湖北省大悟市；纯碱为湖北省应城市生产的工业纯碱；硼砂为市售工业级硼砂。

实施例3

第三种高温取向硅钢加热炉化渣剂德的制备方法：

1）称取22g的白沙石、25g的锂辉石、4g的活性石灰、3g的速溶粉状泡花碱、38g的萤石、6g的纯碱和2g的硼砂，加入搅拌器进行搅拌干混，直至混合均匀，得到B组份，备用；

2）称取40g的焦炭和60g的B组份；

3）对焦炭喷水润湿，然后向旋转的圆盘造球机内逐渐加入润湿的焦炭和B组份，以焦炭为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到粒径为3～8mm的化渣剂。

焦炭颗粒直径为2～5mm，为钢铁企业焦化厂的碎焦；白沙石的SiO₂含量≥80%，粒度≤0.15mm，产地为武汉市江夏区；锂辉石的Li₂O含量≥0.75%，粒度≤0.088mm，产地为湖南省浏阳市；活性石灰为武钢耐火材料公司活性石灰下脚粉料，粒度≤0.15mm；速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm，为巩义市恒星泡花碱厂生产；萤石的CaF₂含量≥85%，粒度≤0.088mm，产地为湖北省大悟市；纯碱为湖北省应城市生产的工业纯碱；硼砂为市售工业级硼砂。

实施例4

第四种高温取向硅钢加热炉化渣剂的制备方法：

1）称取23g的白沙石、22g的锂辉石、3g的活性石灰、4g的速溶粉状泡花碱、37g的萤石、8g的纯碱和3g的硼砂，加入搅拌器进行搅拌干混，直至混合均匀，得到B组份，备用；

2）称取60g的焦炭和40g的B组份；

3）对焦炭喷水润湿，然后向旋转的圆盘造球机内逐渐加入润湿的焦炭和B组份，以焦炭为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到粒径为3～8mm的化渣剂。

焦炭颗粒直径为2～5mm，为钢铁企业焦化厂的碎焦；白沙石的SiO₂含量≥80%，粒度≤0.15mm，产地为武汉市江夏区；锂辉石的Li₂O含量≥0.75%，粒度≤0.088mm，产地为湖南省浏阳市；活性石灰为武钢耐火材料公司活性石灰下脚粉料，粒度≤0.15mm；速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm，为巩义市恒星泡花碱厂生产；萤石的CaF₂含量≥85%，粒度≤0.088mm，产地为湖北省大悟市；纯碱为湖北省应城市生产的工业纯碱；硼砂为市售工业级硼砂。

实施例5

第五种高温取向硅钢加热炉化渣剂的制备方法：

1）称取20g的白沙石、20g的锂辉石5g的活性石灰、4g的速溶粉状泡花碱、40g的萤石、7g的纯碱和4g的硼砂，加入搅拌器进行搅拌干混，直至混合均匀，得到B组份，备用；

2）称取60g的焦炭和40g的B组份；

3）对焦炭喷水润湿，然后向旋转的圆盘造球机内逐渐加入润湿的焦炭和B组份，以焦炭为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到粒径为3～8mm的化渣剂（图1）。

焦炭颗粒直径为2～5mm，为钢铁企业焦化厂的碎焦；白沙石的SiO₂含量≥80%，粒度≤0.15mm，产地为武汉市江夏区；锂辉石的Li₂O含量≥0.75%，粒度≤0.088mm，产地为湖南省浏阳市；活性石灰为武钢耐火材料公司活性石灰下脚粉料，粒度≤0.15mm；速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm，为巩义市恒星泡花碱厂生产；萤石的CaF₂含量≥85%，粒度≤0.088mm，产地为湖北省大悟市；纯碱为湖北省应城市生产的工业纯碱；硼砂为市售工业级硼砂。

Claims (8)

1.一种高温取向硅钢加热炉化渣剂，其特征在于：该化渣剂是由外层B组份包裹核心A组份构成的颗粒，其按重量百分比计包括20～80%的A组份和20～80%的B组份；其中，A组份为炭颗粒，B组份按重量百分比由18～25%的白沙石、18～25%的锂辉石、3～5%的活性石灰、2～4%的泡花碱、35～40%的萤石、5～10%的纯碱和2～5%的硼砂组成。

2.根据权利要求1所述的高温取向硅钢加热炉化渣剂，其特征在于：所述化渣剂原料按重量百分比计包括40～60%的A组份和40～60%的B组份。

3.根据权利要求2所述高温取向硅钢加热炉化渣剂，其特征在于：所述化渣剂原料按重量百分比计包括50%的A组份和50%的B组份，其中，A组份为炭颗粒，B组份按重量百分比由20%的白沙石、20%的锂辉石、5%的活性石灰、4%的泡花碱、40%的萤石、7%的纯碱和4%的硼砂组成。

4.根据权利要求1所述高温取向硅钢加热炉化渣剂，其特征在于：所述炭颗粒为木炭颗粒和焦炭颗粒中任选其一，炭颗粒的粒径为2～5mm。

5.根据权利要求1所述高温取向硅钢加热炉化渣剂，其特征在于：所述泡花碱为速溶粉状泡花碱，速溶粉状泡花碱模数为2.00±0.10，粒度≤0.15mm。

6.根据权利要求1所述高温取向硅钢加热炉化渣剂，其特征在于：所述的白沙石的SiO₂含量≥80%，粒度≤0.15mm。

所述的锂辉石的Li₂O含量≥0.75%，粒度≤0.088mm。

所述活性石灰的粒度≤0.15mm；所述萤石的CaF₂含量≥85%，粒度≤0.088mm。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述高温取向硅钢加热炉化渣剂，其特征在于：所述化渣剂的粒径为3～8mm。

8.一种权利要求1所述高温取向硅钢加热炉化渣剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）按上述B组份的重量百分比称取白沙石，锂辉石、活性石灰、泡花碱、萤石、纯碱和硼砂，混合均匀，备用；

2）按上述化渣剂重量百分比计称取A组份和B组份；

3）将步骤2）中A组份用喷水润湿，以A组份为核心与外层B组份配合造球；

4）将步骤3）中得到的球粒烘干，得到化渣剂。

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