CN103468945B - 一种深脱硫半预熔球形渣及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种深脱硫半预熔球形渣及其制备方法，球核成份wt%为：CaO 50～63、Al₂O₃ 25～35、SiO₂ 3～8、MgO 5～12、CaF₂ 1～2，球核表面包裹一层铝酸钙渣。将球核原料搅拌均匀后在造球机上造球，用纯酒精作为粘结剂，直到球核达到所需的粒度；将铝酸钙渣以有机树脂作为粘结剂，在造球机上将球核外表面粘结一层厚度为1～2mm的铝酸钙渣；将球形渣放入高温炉中进行加热，在1600～1700℃下保温15～20min，然后将球形渣取出后空冷至室温。本发明球形渣具有熔点低，强度高，成渣速度快，石灰活性度高，制备成本低，脱硫效果好的特点，且渣黏度低，不吸潮，可长期保存。用于钢的精炼过程深脱硫，可有效降低硫含量。

Description

一种深脱硫半预熔球形渣及其制备方法

技术领域

本发明属于炼钢精炼原料领域，特别涉及一种炼钢精炼过程中用于深脱硫的半预熔球形渣及其制备方法。

背景技术

硫对于大多数钢种来说是有害元素，脱硫是钢铁生产中的一项重要任务。钢铁冶炼过程中的脱硫主要在铁水预处理和炼钢精炼步骤中完成。精炼步骤通常采取LF炉造一定碱度还原渣的方法来脱硫等。对于硫含量要求极低的钢种，通常采用在精炼炉内造高碱度的还原渣或LF+RH炉顶枪喷粉脱硫等方法。

预熔渣的优点是熔点低、成渣速度快、硫容量高等。中国专利200510023269.2公开了一种超低碳钢用RH真空处理深脱硫预熔渣及其制备方法，将石灰直接预溶在精炼渣内，使预溶的精炼渣具备脱硫功能。同时，该预熔渣预熔后生成了铝酸钙，不易吸潮，易于保存。该预熔渣采用电弧炉制备，首先采用三根石墨电极的电弧热量对原料进行熔化，熔炼后将高温渣料从炉体内取出，最后将预熔渣破碎至所需粒度。该专利虽然将石灰预熔在渣中，解决了石灰熔点高，在精炼过程中熔化慢，不利于快速成渣的问题，但石灰预熔后降低了石灰的活性度，不利于脱硫能力的提高。

近年来，随着纯净钢冶炼技术的进步,对钢中硫含量要求日益严格,尤其是高质量的管线钢、容器钢、钢轨钢等钢种，用户对钢中硫含量的要求越来越苛刻，钢中的硫含量必须进一步降低。

国内外对于炼钢精炼过程中的脱硫渣主要有两大类:一类是传统精炼渣，即在钢的精炼过程中通过加入石灰等造渣剂熔化后形成的未预熔的高碱度还原渣。这种脱硫渣熔化速度慢，脱硫率低，脱硫效果不理想;另一类是以石灰和铝钒土为主要组成部分，经加热熔融成铝酸钙后形成的预熔型脱硫渣，这种脱硫渣熔点大大降低，成渣速度快，硫容量高。但这类脱硫剂碱度很低，并且石灰经熔融后活性度降低，反应活性下降，因此脱硫率不够理想，难以满足钢水深脱硫要求。

发明内容

本发明旨在提供一种熔点低，化渣快，硫容量高，脱硫能力强，制造成本低，脱硫效果好，且能够长期保存的深脱硫半预熔球形渣及其制备方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种深脱硫半预熔球形渣，其球核部分成份wt%为：CaO 50%～63%、Al₂O₃  25%～35%、SiO₂  3%～8%、MgO 5%～12%、CaF₂  1%～2%，其余为杂质；球核外表面包裹一层厚度为1～2mm的铝酸钙渣；

所述铝酸钙渣中12CaO·7Al₂O₃≥30wt%。

一种深脱硫半预熔球形渣的制备方法，其特征在于：

将按比例提取的球核原料分别粉碎筛分成0.1mm以下的粉末，混料并搅拌均匀后在造球机上造球，用原料总重3～10wt%的纯酒精作为粘结剂，直到球核达到所需的粒度为止；

然后，将粉碎筛分成0.1mm以下粉末的铝酸钙渣，以原料总重1～3wt%的有机树脂作为粘结剂，在造球机上将球核外表面粘结上一层厚度为1～2mm的铝酸钙渣，得到冷制球形渣；

将冷制球形渣放入高温炉中进行加热，当温度达到1600～1700℃时，保温15～20min，然后将球形渣取出后空冷至室温，制得半预熔球形渣。

本发明采用0.1mm以下的粉末原料，不仅使原料混合更加均匀，容易造球；而且小颗粒渣料有利于造球后的预熔处理。

采用纯酒精作为粘结剂，主要是考虑渣原料中的CaO易吸水变性，降低渣的脱硫能力。因此，使用纯酒精可防止渣原料吸水变性。另外，酒精具有挥发性，在后续的渣加热预熔过程中将挥发掉，对渣本身的物理化学性质无任何影响。

球形渣外表面粘结上一层铝酸钙渣，使后续预熔处理时在球形渣表面生成低熔点的铝酸钙液态渣。处理后的半预熔球形渣成品外表面将覆盖一层铝酸钙渣膜，对球形渣起到防止吸潮的作用，使球形渣能够长期保存。另外，球形渣外表面包裹一层铝酸钙，增大了球形渣的强度，保证了球形渣的粒度均匀。

采用有机树脂作为表面渣粘结剂，其原因是有机树脂粘结剂不易吸潮或变质，不影响球形渣的性能。另外，有机树脂粘结剂粘度大，将其作为结合剂能很好地吸附于球形渣球体外表面，很好地连接颗粒，增大球形渣表面的强度。

将造好的球形渣放入高温炉中进行预熔处理，使球形渣球核刚好处于半熔化状态，既保证了预熔渣中石灰组分的活性度，又使球形渣具有低熔点的特性。

因此，本发明具有以下积极效果：

本发明深脱硫半预熔球形渣不仅具有熔点低，成渣速度快，碱度高，石灰活性度高，脱硫效果好的特点，而且半预熔球形渣黏度低，强度高，粒度均匀，不吸潮，可长期保存。球形渣制备方法简单，成本低，适合大批量生产和保存。应用本发明半预熔球形渣进行钢的精炼过程深脱硫，可进一步降低钢中的硫含量，显著提高钢的内在质量，实现稳定生产低硫钢和极低硫钢，而且该渣对炉衬的侵蚀轻微，不污染环境。

具体实施方式

实施例1：

实施例1深脱硫半预熔球形渣的成份见表1。

表1    实施例1深脱硫半预熔球形渣球核成份Wt%表

CaO	Al2O3	SiO2	MgO	CaF2	杂质
						63	25	4	6	1	1

选用优质铝酸钙作为表面渣原料，表面铝酸钙渣中12CaO·7Al₂O₃为30wt%。

将表1中球核原料粉碎筛分成0.1mm以下的粉末，搅拌均匀后在造球机上造球。造球过程中，在原料表面喷洒纯度达99.9%以上的酒精，一边造球一边喷洒，直到球体达到30mm的粒度为止。

将铝酸钙原料粉碎筛分成0.1mm以下的粉末。然后使用有机树脂作为粘结剂，在造球机上继续将球形渣外表面粘结上一层厚度为1.5mm的表面渣，得到冷制球形渣。

将造好的得到冷制球形渣放入高温炉中进行加热，当温度达到1700℃时，保温15min，然后将球形渣取出后空冷至室温，即制得本发明之预熔球形渣。

对制备好的半预熔球形渣进行了物性检验，其结果见表2。

表2   实施例1深脱硫半预熔球形渣物理性能

熔点  ℃	粒度 mm	黏度  Pa·S/1450℃	落下强度  次·0.5m-1
				1365	28-31	0.071	8

应用该半预熔球形渣在感应炉中进行了脱硫实验，实验结果见表3。

表3    实施例1脱硫实验结果

钢种	温度  ℃	S前  10-6	S后   10-6	脱硫率  %
					X60	1630	42	10	76.2

实施例2：

实施例2深脱硫半预熔球形渣成份见表4。

表4    实施例2深脱硫半预熔球形渣球核成份Wt%表

CaO	Al2O3	SiO2	MgO	CaF2	杂质
						50	30	7	10	2	1

    选用优质铝酸钙作为表面渣原料，表面铝酸钙渣中12CaO·7Al₂O₃为50wt%。

将表4中球核原料粉碎筛分成0.1mm以下的粉末，然后搅拌均匀后在造球机上造球。在原料表面喷洒纯度99.9%以上的酒精进行造球，一边造球一边喷洒，直到球体达到40mm的粒度为止。

将铝酸钙粉碎筛分成0.1mm以下的粉末。然后使用有机树脂作为粘结剂，在造球机上继续将球形渣外表面粘结上一层厚度为2.0mm的表面渣，得到冷制球形渣。

将造好的得到冷制球形渣放入高温炉中进行加热，当温度达到1650℃时，保温20min，然后将球形渣取出后空冷至室温，即制得本发明之预熔球形渣。

对制备好的半预熔球形渣进行了物性检验，其结果见表5。

表5     实施例2深脱硫半预熔球形渣的物理性能

熔点  ℃	粒度 mm	黏度  Pa·S/1450℃	落下强度  次·0.5m-1
				1330	38-40	0.065	10

应用该半预熔球形渣在感应炉中进行了脱硫实验，实验结果见表6。

表6    实施例2脱硫实验结果

钢种	温度  ℃	S前  10-6	S后   10-6	脱硫率  %
					X60	1610	38	22	42.1

实施例3：

实施例3深脱硫半预熔球形渣的成份wt%见表7。

表7 实施例3深脱硫半预熔球形渣球核成份Wt%表

CaO	Al2O3	SiO2	MgO	CaF2	杂质
						58	28	4.5	7	1.5	1

选用优质铝酸钙作为表面渣原料，表面铝酸钙渣中12CaO·7Al₂O₃为70wt%。

将球核原料按比例分别粉碎筛分成0.1mm以下的粉末，然后搅拌均匀后在造球机上造球。在原料表面喷洒纯度达99.9%以上的酒精进行造球，一边造球一边喷洒，直到球体达到35mm的粒度为止。

将铝酸钙粉碎筛分成0.1mm以下的粉末。然后使用有机树脂作为粘结剂，在造球机上继续将球形渣外表面粘结上一层厚度为1.0mm的表面渣，得到冷制球形渣。将造好的球形渣放入高温炉中进行加热，当温度达到1700℃时，保温17min，然后将球形渣取出后空冷至室温，制得本发明之预熔球形渣。

对制备好的半预熔球形渣进行了物性检验，其结果见表8。

表8    实施例3深脱硫半预熔球形渣的物理性能

熔点  ℃	粒度 mm	黏度  Pa·S/1450℃	落下强度  次·0.5m-1
				1342	32-35	0.068	8

应用半预熔球形渣在感应炉中进行了脱硫实验，实验结果见表9。

表9    实施例3脱硫实验结果

钢种	温度  ℃	S前  10-6	S后   10-6	脱硫率  %
					X60	1615	40	18	55.0

Claims (2)

1.一种深脱硫半预熔球形渣，其特征在于，其球核部分成份wt%为：CaO 50%～63%、Al₂O₃  25%～35%、SiO₂  3%～8%、MgO 5%～12%、CaF₂  1%～2%，其余为杂质；球核外表面包裹一层厚度为1～2mm的铝酸钙渣；

所述铝酸钙渣中12CaO·7Al₂O₃≥30wt%。

2.一种权利要求1所述深脱硫半预熔球形渣的制备方法，其特征在于：

将按比例提取的球核原料分别粉碎筛分成0.1mm以下的粉末，混料并搅拌均匀后在造球机上造球，用原料总重3～10wt%的纯酒精作为粘结剂，直到球核达到所需的粒度为止；

然后，将粉碎筛分成0.1mm以下粉末的铝酸钙渣，以原料总重1～3wt%的有机树脂作为粘结剂，在造球机上将球核外表面粘结上一层厚度为1～2mm的铝酸钙渣，得到冷制球形渣；

将冷制球形渣放入高温炉中进行加热，当温度达到1600～1700℃时，保温15～20min，然后将球形渣取出后空冷至室温，制得半预熔球形渣。