CN103484595B - 一种镁质压渣剂的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种镁质压渣剂的生产工艺，将镁碳质耐火材料,冷却至25-30℃，使用PC0606颚式破碎机破碎成5-50mm的颗粒，再置于4R3216的雷蒙磨磨机内，加工成3mm以下的粉末备用;选CaCO3含量为98%的石灰石粉末备用；将镁碳质耐火与石灰石粉末以质量百分比65:35混合，置于VI型强制搅拌混合机中混合均匀出料,再置于钢渣粉压球机或者耐火材料压球机压制成30±5 mm的球体,在30-50℃烘干后，即使用。该压渣剂在转炉冶炼终点倒炉前30-60s加入，其加量为25-35kg/吨渣。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢废弃物的循环利用，将炼钢后的镁碳砖破碎、磨粉，激发其反应活性，复配料后制备成为压渣剂，再回用到转炉炼钢的使用中，可有效的降低生产成本。
背景技术
转炉吹炼钢水到终点，有的需要将转炉向出渣方向倾翻75-90°，倒出部分的炉渣，进行测温取样的操作，也有采用副枪系统的转炉，不进行测温取样，直接在吹炼结束以后，倒炉出钢；由于转炉在吹炼终点，炉渣泡沫化程度严重，不论哪种方式，在转炉倾动的时候，炉内泡沫化严重的炉渣会从炉口溢出，不采取措施，需要等待炉渣的泡沫化程度衰减到一定的程度，才能够倾翻炉体，进行测温取样或者出钢操作，否则有的炉渣会从炉口溢到炉前平台或者溢出到准备出钢的钢包内、或者钢包车上面、造成意外的事故。为了解决这种矛盾，转炉在吹炼终点，加入部分的消泡剂消泡，这种消泡剂在转炉通常称为压渣剂。压渣剂的机理是基于对炉渣进行消泡和降低渣中FeO，提高炉渣熔点及黏度，来获得压渣稠渣的效果这一目的来考虑的。另一方面，炼钢过程中使用的镁碳砖，在炼钢过程中与钢液和炉渣、炉气发生反应，形成反应层、变质层、原质层三层结构，并且混入Al2O3、SiO2等酸性物质，降低了镁碳砖的耐火度，这也限制了废弃镁碳砖规模化应用于耐火材料的行业，有部分的镁碳砖是被做为工业垃圾处理的。
检索文献披露：（1）龚洪君在《四川冶金》2009年第31卷第1期发表的论文“废钢渣用于转炉炼钢压渣调渣的实践与分析”一文中间有“采用废钢渣结合碳质材料压渣调渣,可以获得较好的溅渣护炉效果,缩短了溅渣时间,部分炉次实现了不倒炉直接出钢,不倒炉直接出钢率达到了78.6%,为新转炉自动化炼钢创造了有利的条件。”的表述。（2）孙贵平、马志伟、任剑波在《知识经济》杂志2012（7）发表的论文“压渣球在转炉炼钢中的应用”一文中间有“，适量的压渣球选择在倒炉或出钢前加入工艺简单，能有效抑制炉渣泡沫化现象，减少倒渣损铁，对低碳高（FeO）出钢炉次，渣中（FeO）降低较为明显。并且使用压渣球后炼钢周期缩短，作业环境改善，溅渣用渣量能够满足。目前已在我厂其他转炉推广使用。”的表述。（3）许开立、董连兴、刘世洲在《炼钢》1993（1）发表的论文“压渣稻壳块的研制和工业试验”有“压渣剂具有在吹炼终点时能消除泡沫渣,可抑制或消除溢渣、喷渣、喷溅现象,保证安全生产”的表述。（4）王强在《商品混凝土》2010（5）发表的论文“钢渣活性激发的研究进展”一文中间有“机械激发是指采用物理磨细的方法提高矿物的细度。”的表述。（5）田守信在《耐火材料》2010年44卷（4）发表的论文“关于用后镁碳砖多次再生利用的探讨”一文中，有“镁碳砖使用后再生出优质的镁碳砖,并取得了良好的使用效果。”的表述。根据以上的文献可知，含碳压渣剂能够对于转炉的冶炼有积极的意义，目前炼钢使用后的镁碳砖还没有被磨粉，制作成为炉料，用于转炉冶炼的先例。
本发明涉及的炼钢厂废弃物的循环利用，是将炼钢厂使用后的镁碳砖，进行机械破碎，磨粉以后，利用机械力激发矿物活性的工艺，激发其反应活性，配加其它原料制得的压渣剂，在转炉炼钢过程中使用，具有消泡压渣、稠化钢渣的功能，为转炉不倒炉出钢和后续的溅渣护炉工艺创造条件，具有重要的推广应用价值，为企业的技术改造与创新起到了极佳的示范作用。
发明内容
本发明的目的在于：将炼钢厂废弃的镁碳砖耐材，破碎后磨粉，添加少量的石灰石粉末，配制成为镁质压渣剂，回用转炉冶炼，其效果极其显著。
本发明的目的是这样实现的：一种镁质压渣剂的生产工艺，以120吨转炉为例，分步实施；
1）将废弃的镁碳质耐火材料,剔除工业垃圾和含铁的原料，冷却至25-30℃，使用PC0606颚式破碎机破碎成5-50mm的颗粒，再置于4R3216的雷蒙磨磨机内，加工成3mm以下的粉末,备用;其中耐火材料的MgO含量为78%；
2)选CaCO3含量为98%的石灰石粉末,备用；
将1）与2）原料以质量百分比65:35混合，置于VI型强制搅拌混合机中混合均匀,出料；其中投加1吨料的时间为14-16min，搅拌15-20min即可;再将该料置于钢渣粉压球机或者耐火材料压球机压制成30±5mm的球体,在30-50℃烘干后，即使用。
所述工艺生产的压渣剂在转炉冶炼终点倒炉前30-60s加入，其加量为25-35kg/吨渣。
本发明的技术原理与作用：研究使用的压渣剂，采用含SiO2为主的原料进行压渣，常见压渣剂的成分如下表：
使用以上类型的压渣剂，会增加渣中的二氧化硅的含量、降低炉渣的碱度，影响炉内钢渣实施溅渣护炉的效果。
本发明工艺生产的压渣剂，由于压渣剂中间氧化镁含量高，能够增加炉渣的熔点，转炉加入该压渣剂以后，使得泡沫渣中间气泡的液膜粘度增加，表面张力降低，泡沫渣中间气泡的压力极易冲破渣膜逸出，造成渣中的气泡发生破裂，起到消泡的作用；同时压渣剂中间的含碳质材料，与渣中的FeO产生反应,生成CO气泡，在逸出过程中，能够合并渣中的气泡，起到减少渣中气泡的目的，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条120吨转炉生产线为例；该生产线配置有工程容量为120吨的转炉3座，使用镁碳砖钢包12个，每天产生废弃的耐火材料120吨；
1)将产生废弃的耐火材料（MgO含量为78%）拉运到生产厂区，首先挑拣出其中的工业垃圾和含铁的原料以后，待其冷却到30℃以下，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50mm以下的颗粒，再加入到上海建设路桥机械设备有限公司生产的型号为4R3216的雷蒙磨内，加工成3mm以下的粉末，待用。
2）采购新疆艾维尔沟和谐矿业公司生产的，CaCO3含量98%的石灰石粉末50吨，拉运到生产区域待用。
3）将1）与2）的材料，即镁碳砖：石灰石粉末，以质量百分比65:35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搅拌混匀，出料;其中投加1吨料的控制时间为15min，搅拌时间20min；然后再将其料置于由郑州市科华电器设备有限公司生产的钢渣粉压球机或者耐火材料压球机压制成30±5mm的球体,在50℃的条件下烘干后，拉运到转炉生产线待用。
4)转炉冶炼终点倒炉前60s以内，从高位料仓加入以上压渣剂，每吨渣加入30kg压渣剂，其余的冶炼工艺按照传统的工艺进行。
上述工艺以120吨转炉吨钢95kg钢渣的量计算，120吨转炉冶炼终点倒炉前30s，加入342kg的压渣剂即可达到压渣消泡的目的。
本发明的生产应用效果：
以某炼钢厂为例：其废弃镁碳砖耐材与石灰石的成分（质量百分数）Wt()%如下表所示
将废弃镁碳砖耐材经过颚式破碎机破碎，然后经过雷蒙磨磨细成为3mm颗粒，与粒度在2.5mm的石灰石粉末混匀，使用干粉压球机压制成为30±5mm的球体，在转炉炼钢过程的后期倒炉出钢前加入。
以上的原料加入转炉以后，在转炉炉内的温度条件下，球体内的CaCO3首先受热分解，造成压渣剂球体碎裂成为一个个小颗粒，参与成渣反应，同时CaCO3分解产生的CO2气泡逸出的同时，合并转炉泡沫渣中的气泡，起到消泡的目的；含碳材料与渣中的氧化铁反应，降低了渣中的氧化铁含量，使得炉渣的粘度增加，同时产生的CO气泡也能够合并渣中的气泡，增加转炉渣中气泡的体积与气泡内气体的压力，使渣中的气泡破裂，起到化学消泡压渣的目的。发生的主要反应如下：
CaCO3+Q=CaO+CO2↑ （1）
FeO+C=Fe+CO↑ （2）
其中反应（1）为反应前期石灰石粉末的受热分解主反应、起到促使压渣剂球体碎裂，迅速反应和初步消泡的作用；反应（2）为调节炉渣粘度，进一步消泡压渣的反应。
本发明的技术效果：
1）解决了炼钢厂镁碳砖废弃耐材难以在转炉炼钢过程中的规模化应用的问题，变废为宝。
2）本工艺生产的压渣剂能够有效降解转炉冶炼后期炉渣泡沫化的高度，增加炉渣的粘度，起到消泡的同时稠化转炉钢渣，实现快速倒炉倒渣（或者不倒渣）出钢的目的。
3）本工艺的压渣剂中间的主要成分MgO和CaCO3在分解反应以后，能够提高炉渣的碱度和粘度，对于转炉后期的溅渣护炉工艺有积极的促进作用。
Claims (2)
1.一种镁质压渣剂的生产工艺，其特征在于：分步实施；
1）将废弃的镁碳质耐火材料,剔除工业垃圾和含铁的原料，冷却至25-30℃，使用PC0606颚式破碎机破碎成5-50mm的颗粒，再置于4R3216的雷蒙磨磨机内，加工成3mm以下的粉末,备用;其中耐火材料的MgO含量为78%；
2)选CaCO3含量为98%的石灰石粉末,备用；
将1）与2）原料以质量百分比65:35混合，置于VI型强制搅拌混合机中混合均匀,出料；其中1吨料的投加为14-16min，搅拌15-20min;再将该料置于钢渣粉压球机或者耐火材料压球机压制成30±5 mm 的球体, 在30-50℃烘干后，即使用。
2.根据权利要求1所述工艺，其特征在于：该压渣剂在转炉冶炼终点倒炉前30-60s加入，其加量为25-35kg/吨渣。
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