CN103639401B

CN103639401B - 一种钢包清渣剂及制备方法和使用方法

Info

Publication number: CN103639401B
Application number: CN201310682786.5A
Authority: CN
Inventors: 李桂荣; 王宏明
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103639401A

Abstract

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种钢包清渣剂及制备方法和使用方法。其钢包清渣剂的组成为：锰矿粉40-60%，硼泥粉10-20%，赤铁矿粉20-40%，有机粘结剂1-2%；制备方法特征包括：配料、混料、磨料、压球、氧化干燥、冷却包装等步骤，使用方法的特征在于：在钢包浇钢结束下线后，向钢包内直接投入本发明的钢包清渣剂，清渣剂的投入量按照钢包内留渣量重量分数的5-10%，加入清渣剂后应在5-20分钟内完成倒渣。本发明有利于清除钢包内结渣，控制钢包的增重，提高钢包的作业效率和使用容量，且有利于提高钢包的使用寿命。

Description

一种钢包清渣剂及制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种钢包清渣剂及制备方法和使用方法。

背景技术

目前，钢包精炼已经成为优特钢生产的必备环节，钢包精炼过程需要在钢包内造还原渣，进行扩散脱氧和脱硫，并且钢液脱氧的产物连同炼钢炉出钢过程的混渣也存留在钢包上部，成为钢包渣，待钢包内的钢液浇注完以后，这些残存在钢包内的渣因温度降低出现结壳，倒渣时很难倒净，会有大量渣残留在钢包底部和内侧壁上，如不及时清理，这会严重影响下一包钢液的质量，并降低钢包的有限容量，影响钢包的作业率和寿命；因此，钢包内的残渣需要及时清理，目前多采用机械清渣的方法，但机械清渣容易破坏钢包耐火材料，并且效率不高。

另一方面，我国硼矿资源丰富，以碳碱法提取硼砂后，产生大量废弃硼泥，由于硼泥中的硼、铁、镁等均属贫矿，提取成本过高，处理工艺复杂，我国目前尚缺少针对废弃硼泥实现高附加值综合利用的工业化方法，脱水后硼泥粉的主要组成为：MgO 24~40%、SiO₂ 20~35%、B₂O₃ 2~4%、Al₂O₃ 2~4%、Fe₂O₃ 2~4%，CaO 2-10%，其中CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃等都是冶金中会用到的组分，因此，可以考虑硼泥作为冶金辅料予以应用。

根据目前钢包内易粘附渣、易结壳渣等难清理的渣的组成及性能特征，通过向钢包内加入某种物质或者组合物，使钢包渣不易粘附于钢包壁，并且不易结壳，在倒包清渣时能顺利从钢包倒出，将是解决目前钢包壁粘渣和钢包积渣的最好方法；而检索现有技术，没有发现通过调渣变渣的方法实现钢包清渣的相关报道。

发明内容

本发明的目的是：发明一种钢包清渣剂及制备方法和使用方法，通过向钢包内加入能防止钢包壁粘渣和延缓钢包渣结壳而积渣的组分，使出钢后留在钢包内的钢包渣不易粘附、不易结壳，从而在倒包清渣时能顺利从钢包内清除，这将是解决目前钢包壁粘渣和钢包积渣的最好方法，有助于提高钢包的在线使用效率和使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明根据钢包内易粘附渣、易结壳渣等难清理的渣的组成及性能特征提出一种钢包清渣剂及制备方法和使用方法，其组成特征在于：钢包清渣剂各组分，按质量百分数计算为：锰矿粉40-60%，硼泥粉 10-20%，赤铁矿粉20-40%，有机粘结剂1-2%；

本发明的钢包清渣剂的制备方法包括：配料、混料、磨料、压球、干燥、冷却、包装步骤；具体制备步骤为：

（1）将锰矿粉、硼泥粉、赤铁矿粉均经破碎、磨料筛分至50目以下；

（2）按比例称量各组分，配料，然后在辊碾机上混匀，混匀过程中，通过喷淋加水，进行调湿，并在调湿过程中加入有机粘结剂溶液；

（3）通过压球机压制成球，料球的粒度为1-5cm，干燥，然后冷却后包装制得成品。

所述步骤（2）中，调湿用水的质量为固体物料质量的5-6%。

所述步骤（3）中，干燥温度为200℃，干燥时间为4-5h。

本发明的钢包清渣剂的使用方法的特征在于：在钢包浇钢结束下线后，向钢包内直接投入本发明的钢包清渣剂，清渣剂的投入量按照钢包内留渣量重量分数的5-10%，加入清渣剂后应在5-20分钟内完成倒渣。

为保证本发明的效果，在选料配料方面，需要特别补充说明的是：

（1）当采用的锰矿粉中锰元素总量（质量百分数）为10-25%时，钢包清渣剂的组成为：锰矿粉40-50%，赤铁矿粉30-40%，有机粘结剂1-2%，硼泥粉 10-20%。

（2）当采用的锰矿粉中锰元素总量（质量百分数）为25%-45%时，钢包清渣剂的组成为：锰矿粉50-60%，赤铁矿粉20-30%，有机粘结剂1-2%，硼泥粉 10-20%。

（3）本发明中所采用的硼泥粉为硼矿石经碳碱法提取硼后的尾矿硼泥粉，经200℃下烘干充分脱水，以实现准确配料。

（4）本发明中所采用的有机粘结剂为葡萄糖，其加入量是按照葡萄糖粉称量的，用水溶解制成质量百分浓度为50%的有机粘结剂水溶液后使用。

与现有技术相比本发明的主要优点如下：

（1）本发明实现了废弃硼泥的再利用，不仅消除了硼泥危害，而且变废为宝，硼泥在本发明中起到低温粘结剂和高温分散剂的双重作用，保证了本发明的使用效果。

（2）本发明充分利用了锰矿石中的锰氧化物、赤铁矿中的铁氧化物和硼泥中的硅镁铝等氧化物结合成低熔点、高流动性的组分，控制了钢包渣在包壁和包底的粘渣，并降低了钢包渣的结合温度到1000℃左右，这样，钢包渣结壳得以控制。

（3）本发明是根据炼钢渣的常规组成而设计的，适用性广泛，可用于多个钢种使用。

（4）采用本发明的原料来源广，成本低，提高设备的使用寿命和运行效率，钢包在线使用时间延长30%以上，钢包浇注后由原来的两次倒渣改为一次倒渣，清渣处理时间缩短50%以上。

（5）采用本发明后的钢包渣具有高氧化性和高锰素含量的特性，可以作为炼钢炉的铺底料，从而实现了有价组员或元素的循环利用，并降低了初期造渣的冶炼成本。

具体实施方式

国内主要硼矿产区的硼矿，经碳碱法提硼酐后废弃硼泥的成分为（质量百分数）：

上述硼泥经200℃下，充分干燥脱水后破碎筛分至50目以下；

锰矿粉分为两类：

第一类为贫锰矿粉：有Mn 10%、Mn20%和Mn25%三个级别；

第二类为中等品位锰矿粉：Mn 35%和Mn45%两个级别；

上述锰矿粉经破碎筛分至50目以下，按锰元素的品位分类存放待用;

赤铁矿粉，采用铁品位为60%的赤铁矿粉，干燥后经筛分至50目以下。

实施例1

采用Mn 10%的贫锰矿粉，配料组成按质量百分数计算如下：

锰矿粉 40%，赤铁矿粉40%，硼泥18%，葡萄糖2%。

将锰矿粉、硼泥粉、赤铁矿粉进行称量，按比例进行配料，然后在辊碾机上混匀，混匀过程中，通过喷淋加入固体物料质量分数5%的水，进行调湿，葡萄糖粉经水溶解制成50%溶液后，在调湿过程中加入；然后，通过压球机压制成球，料球的粒度为4-5cm，该料球在200℃下进行干燥4h，然后冷却后包装制得成品。

实施例2

采用Mn 20%的锰矿粉，配料组成按质量百分数计算如下：

锰矿粉 45%，赤铁矿粉35%，硼泥18%，葡萄糖2%。

将锰矿粉、硼泥粉、赤铁矿粉进行称量，按比例进行配料，然后在辊碾机上混匀，混匀过程中，通过喷淋加入固体物料质量分数6%的水，进行调湿，葡萄糖粉经水溶解制成50%溶液后，在调湿过程中加入；然后，通过压球机压制成球，料球的粒度为4-5cm，该料球在200℃下进行干燥4.5h，然后冷却后包装制得成品。

实施例3

采用Mn 25%的锰矿粉，配料组成按质量百分数计算如下：

锰矿粉 50%，赤铁矿粉30%，硼泥18%，葡萄糖2%。

将锰矿粉、硼泥粉、赤铁矿粉进行称量，按比例进行配料，然后在辊碾机上混匀，混匀过程中，通过喷淋加入固体物料质量分数5.5%的水，进行调湿，葡萄糖粉经水溶解制成50%溶液后，在调湿过程中加入；然后，通过压球机压制成球，料球的粒度为4-5cm，该料球在200℃下进行干燥4.5h，然后冷却后包装制得成品。

实施例4

采用Mn 35%的锰矿粉，配料组成按质量百分数计算如下：

锰矿粉 55%，赤铁矿粉30%，硼泥13%，葡萄糖2%。

将锰矿粉、硼泥粉、赤铁矿粉进行称量，按比例进行配料，然后在辊碾机上混匀，混匀过程中，通过喷淋加入固体物料质量分数5%的水，进行调湿，葡萄糖粉经水溶解制成50%溶液后，在调湿过程中加入；然后，通过压球机压制成球，料球的粒度为4-5cm，该料球在200℃下进行干燥5h，然后冷却后包装制得成品。

实施例5

采用Mn 45%的锰矿粉，配料组成按质量百分数计算如下：

锰矿粉 60%，赤铁矿粉20%，硼泥18%，葡萄糖2%。

将锰矿粉、硼泥粉、赤铁矿粉进行称量，按比例进行配料，然后在辊碾机上混匀，混匀过程中，通过喷淋加入固体物料质量分数6%的水，进行调湿，葡萄糖粉经水溶解制成50%溶液后，在调湿过程中加入；然后，通过压球机压制成球，料球的粒度为4-5cm，该料球在200℃下进行干燥5h，然后冷却后包装制得成品。

实施例1-5制备的钢包清渣剂的性能与实际使用效果。

对于实施例1-5制得的钢包清渣剂，经熔化性能检测，其熔化温度在990-1050℃范围内，在1300℃下的熔化时间为15-25秒；分别在冶炼碳钢和低合金钢的钢包内使用，使用方法为：在钢包浇钢结束下线后，向钢包内直接投入实施例制得的钢包清渣剂，清渣剂的投入量按照钢包内留渣量重量分数的5%和10%，加入清渣剂后应在5-20分钟内完成倒渣，具体见下表1。

由表1给出的使用效果可知：不采用本发明时，钢包出钢结束后5分钟内倒渣，钢包内粘渣约200Kg，20分钟后倒渣，钢包内粘渣约600Kg；而采用本发明后，如果再出钢结束后5分钟内完成倒渣，则每炉次的粘渣量可以控制在50Kg以内，若出钢结束后20分钟完成倒渣，则每炉次的粘渣量亦可控制在85Kg以内，由此，可见，采用本发明可以显著降低钢包粘渣，经2个炉龄周期的工业试验表明，采用本发明，可以缩短清渣时间平均3分钟/炉次，钢包的使用寿命提高30炉次。

注：对比例，为同等条件下，不加任何清渣剂的数据。

Claims

1.一种钢包清渣剂，其特征在于：钢包清渣剂各组分，按质量百分数计算为：锰矿粉40-60%，赤铁矿粉20-40%，硼泥粉 10-20%，有机粘结剂1-2%。

2.如权利要求1所述的一种钢包清渣剂，其特征在于：当采用的锰矿粉中锰元素的质量占锰矿粉总量的10-25%时，钢包清渣剂的组成为：锰矿粉40-50%，赤铁矿粉30-40%，硼泥粉 10-20%，有机粘结剂1-2%。

3.如权利要求1所述的一种钢包清渣剂，其特征在于：当采用的锰矿粉中锰元素的质量占锰矿粉总量的25%-45%时，钢包清渣剂的组成为：锰矿粉50-60%，赤铁矿粉20-30%，硼泥粉 10-20%，有机粘结剂1-2%。

4.如权利要求1所述的一种钢包清渣剂，其特征在于：所述硼泥粉为硼矿石经碳碱法提取硼后的尾矿硼泥粉，经200℃下烘干充分脱水。

5.如权利要求1所述的一种钢包清渣剂的制备方法，包括配料、混料、磨料、压球、干燥、冷却、包装步骤，其特征在于具体制备步骤为：

6.如权利要求5所述的一种钢包清渣剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，调湿用水的质量为固体物料质量的5-6%。

7.如权利要求5所述的一种钢包清渣剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，料球的干燥温度为200℃，干燥时间为4-5h。

8.如权利要求5所述的一种钢包清渣剂的制备方法，其特征在于：所述有机粘结剂为葡萄糖，其加入量是按照葡萄糖粉称量的，用水溶解制成质量百分浓度50%的有机粘结剂水溶液后使用。

9.如权利要求1所述的一种钢包清渣剂的使用方法，其特征在于：在钢包浇钢结束下线后，向钢包内直接投入钢包清渣剂，清渣剂的投入量按照钢包内留渣量重量分数的5-10%，加入清渣剂后应在5-20分钟内完成倒渣。