CN103882177B

CN103882177B - 提钒转炉护炉用改性剂及其制备方法以及护炉的方法

Info

Publication number: CN103882177B
Application number: CN201210564461.2A
Authority: CN
Inventors: 段大福; 郭强; 段晓东; 杨强; 余斌; 王长民; 王怀斌; 邓丙; 宋柯成
Original assignee: Metallurgical Material Co Ltd
Current assignee: Metallurgical Material Co Ltd
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2032-12-24
Also published as: CN103882177A

Abstract

本发明公开了一种提钒转炉护炉用改性剂，该改性剂含有MgO和C，所述MgO在改性剂中的含量为45-80重量%，且以所述改性剂中的MgO为100重量份计，所述C的含量为10-40重量份。本发明还提供该提钒转炉护炉用改性剂的制备方法以及使用本发明所述改性剂的护炉方法，采用本发明的改性剂，能够对提钒转炉的炉渣进行改性，从而实现溅渣护炉，显著提高提钒转炉的使用寿命。

Description

提钒转炉护炉用改性剂及其制备方法以及护炉的方法

技术领域

本发明涉及一种提钒转炉护炉用改性剂及其制备方法以及护炉的方法。

背景技术

通常提钒转炉在提钒出完半钢后，直接将炉渣排出，炉渣用于提钒，提钒转炉继续进行下一炉的冶炼。由于连续采用提钒转炉进行冶炼，存在提钒转炉使用寿命短的问题。

现在，为了提高转炉的使用寿命，广泛使用溅渣护炉的方法。但是由于提钒转炉在提钒出完半钢后，其炉渣温度为1250℃左右，该炉渣由于含钒量较高，其熔点较低，若直接进行溅渣不仅效果很差，即使溅上的渣也会很快被熔化，达不到溅渣护炉的效果。

因此，期望一种能够对提钒转炉的炉渣进行改性，从而能够进行溅渣护炉的改性剂。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中提钒转炉渣温低，不能进行溅渣护炉的问题，提供一种新的提钒转炉护炉用改性剂及其制备方法以及一种应用本发明所述改性剂的护炉方法，采用本发明的改性剂，能够对提钒转炉的炉渣进行改性，从而实现溅渣护炉，显著提高提钒转炉的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种提钒转炉护炉用改性剂，其中，所述改性剂含有MgO和C，所述MgO在改性剂中的含量为45-80重量%，且以所述改性剂中的MgO为100重量份计，所述C的含量为10-40重量份。

本发明还提供了一种提钒转炉护炉用改性剂的制备方法，该方法包括将镁质材料和碳质材料混合均匀得到改性剂，其中，所述镁质材料的加入量使得所述改性剂中的MgO含量为45-80重量%，且以所述镁质材料中的MgO为100重量份计，所述碳质材料的加入量使得所述改性剂中的C的含量为10-40重量份。

本发明还提供一种改性剂在提钒转炉护炉中的使用方法，该方法包括在提钒转炉出半钢后将上述改性剂加入炉渣中进行吹氧、溅渣。

通过采用本发明的改性剂，可迅速提高炉渣温度，对钒渣进行改性，从而达到目标成分、粘度和温度进行溅渣，从而能够显著提高提钒转炉的使用寿命。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的提钒转炉护炉用改性剂含有MgO和C，所述MgO在改性剂中的含量为45-80重量%，且以所述改性剂中的MgO为100重量份计，所述C的含量为10-40重量份。

根据本发明，只要所述MgO在改性剂中的含量为45-80重量%，且以改性剂中的MgO为100重量份计，所述C的含量为10-40重量份时，即可在后述的使用方法中迅速提高炉渣温度，对钒渣进行改性，从而达到目标成分、粘度和温度进行溅渣。为了进一步缩短达到能够进行溅渣所需的时间，优选所述MgO在改性剂中的含量为50-75重量%，且以所述改性剂中的MgO为100重量份计，所述C的含量为12-36.5重量份；进一步优选，所述MgO在改性剂中的含量为54-72重量%。

根据本发明，为了加快成渣速度，缩短吹氧时间，调整渣的合适粘度，进一步提高溅渣效果，优选所述改性剂还含有硅酸钠和/或碳酸钠。

优选情况下，以所述改性剂中的MgO为100重量份计，硅酸钠和碳酸钠的总含量为1-35重量份；更优选以所述改性剂中的MgO为100重量份计，硅酸钠和碳酸钠的总含量为1.4-30重量份。

在此需要指出的是：当在本发明的改性剂仅含有硅酸钠和碳酸钠中的一种时，所述硅酸钠和碳酸钠的总含量是指改性剂中含有的物质的量；当在本发明的改性剂同时含有硅酸钠和碳酸钠时，所述硅酸钠和碳酸钠的总含量是指改性剂中含有的硅酸钠和碳酸钠的合计量。

另外，在本发明中，对硅酸钠和碳酸钠的形态没有特别的限定，可以是本领域所公知的各种形态。例如硅酸钠可以为固体水玻璃的形态。

根据本发明，对所述MgO的来源没有特别的限定，可以直接来源于MgO固体，也可以来源于含有MgO的物质。从成本和溅渣效果上来考虑，优选来源于含有MgO的物质。作为这样的MgO源，优选MgO含量为75重量%以上的MgO源，更优选MgO含量为80重量%以上的MgO源。所述MgO源可以为本领域常用的满足上述条件的MgO源，优选情况下，所述MgO源为轻烧镁砂、冶金镁砂和烧结镁砂中的一种或多种。

根据本发明，对所述C的来源也没有特别的限定，可以直接来源于C固体，也可以来源于含有C的物质。从成本和溅渣效果上来考虑，优选来源于含有C的物质。作为这样的C源，优选C含量为75重量%以上的C源，更优选C含量为80重量%以上的C源。所述C源可以为本领域常用的满足上述条件的C源，优选情况下，所述C源为焦炭、石墨和沥青中的一种或多种。

根据本发明，对所述改性剂的形状没有特别的限定，优选情况下，所述改性剂为颗粒状，所述颗粒的直径可以在宽的范围内变动，但优选所述颗粒的直径小于3毫米，更优选直径为1-3毫米。所述颗粒的直径为颗粒上两点的最长距离。

本发明还提供一种提钒转炉护炉用改性剂的制备方法，该方法包括将镁质材料和碳质材料混合均匀得到改性剂，其中，所述镁质材料的加入量使得所述改性剂中的MgO含量为45-80重量%，且以所述镁质材料中的MgO为100重量份计，所述碳质材料的加入量使得所述改性剂中的C的含量为10-40重量份。

优选情况下，所述镁质材料的加入量使得所述改性剂中的MgO含量为50-75重量%，且以所述镁质材料中的MgO为100重量份计，所述碳质材料的加入量使得所述改性剂中的C的含量为12-36.5重量份；更优选所述镁质材料的加入量使得所述改性剂中的MgO含量为54-72重量%。

根据本发明，该方法还包括将镁质材料和碳质材料与硅酸钠和/或碳酸钠进行混合得到改性剂，且以所述镁质材料中的MgO为100重量份计，所述硅酸钠和碳酸钠的加入量使得所述改性剂中的硅酸钠和碳酸钠的总含量为1-35重量份；优选情况下，以所述镁质材料中的MgO为100重量份计，所述硅酸钠和碳酸钠的加入量使得所述改性剂中的硅酸钠和碳酸钠的总含量为1.4-30重量份。

在此需要指出的是：当在本发明的改性剂仅使用硅酸钠和碳酸钠中的一种时，所述硅酸钠和碳酸钠的加入量是指使用的物质的用量；当在本发明的改性剂同时使用硅酸钠和碳酸钠时，所述硅酸钠和碳酸钠的加入量是指硅酸钠和碳酸钠的合计用量。此外，所述硅酸钠和碳酸钠的总含量的定义与上述定义相同。

另外，在本发明中，对硅酸钠和碳酸钠的形态没有特别的限定，可以是本领域所公知的各种形态。例如硅酸钠可以以固体水玻璃的形态使用。

根据本发明，对所述镁质材料没有特别的限定，可以为MgO固体，也可以为含有MgO的物质。从成本和溅渣效果上来考虑，优选为含有MgO的物质。作为这样的镁质材料，优选MgO含量为75重量%以上的镁质材料，更优选MgO含量为80重量%以上的镁质材料。所述镁质材料可以为本领域常用的满足上述条件的镁质材料，优选情况下，所述镁质材料为轻烧镁砂、冶金镁砂和烧结镁砂中的一种或多种。

根据本发明，对所述碳质材料也没有特别的限定，可以为C固体，也可以为含有C的物质。从成本和溅渣效果上来考虑，优选为含有C的物质。作为这样的碳质材料，优选C含量为75重量%以上的碳质材料，更优选C含量为80重量%以上的碳质材料。所述碳质材料可以为本领域常用的满足上述条件的碳质材料，优选情况下，所述碳质材料为焦炭、石墨和沥青中的一种或多种。

根据本发明，该方法还包括将上述混合得到的改性剂制成颗粒，所述颗粒的直径可以在宽的范围内变动，但优选所述颗粒的直径小于3毫米，更优选直径为1-3毫米。所述颗粒的直径为颗粒上两点的最长距离。另外，将上述得到的改性剂制成颗粒的方法可以采用本领域所公知的方法来进行，例如可以在混碾机上进行混练成型。

根据本发明，相对于每吨所述炉渣，所述改性剂的用量为120-200千克；优选为130-180千克。

根据本发明，所述炉渣为提钒转炉出半钢后残留的炉渣，提钒转炉溅渣护炉过程中，可以根据所述炉渣的重量，按照上述比例加入所述改性剂；也可以根据需要，将残留在提钒转炉中炉渣排出一部分后，再根据残留在提钒转炉中的炉渣量，按照上述比例加入所述改性剂。通常，所述炉渣成分包括：V₂O₅：15~19重量%、T_Fe：27~31重量%、SiO₂：11~17重量%、CaO：1.5~2.5重量%、MgO：2～6重量%、TiO₂：13～16重量%、MnO：7～10重量%。

根据本发明，将上述改性剂加入炉渣中进行吹氧、溅渣的方法优选按照以下步骤进行：

（1）提钒出半钢后不出钒渣，将钒渣留于提钒转炉内；

（2）根据估计的钒渣量加入改性剂，加入量按吨钒渣120-200千克加入；

（3）加入改性剂后摇炉3-4次，让钒渣和改性剂充分混合；

（4）下氧枪吹氧，提高炉渣温度；

（5）将氧枪的氧气转换为氮气，进行溅渣。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例。

以下实施例及对比例中，所使用的镁质材料的组成如表1所示。

表1

上述镁质材料中余量为杂质。

以下实施例及对比例中，焦炭的C含量为80重量%；石墨的C含量为88重量%；沥青的C含量为75重量%。

以下实施例及对比例中提钒转炉中钒渣成分包括：V₂O₅：15~19重量%、T_Fe：27~31重量%、SiO₂：11~17重量%、CaO：1.5~2.5重量%、MgO：2～6重量%、TiO₂：13～16重量%、MnO：7～10重量%。

实施例1-6

实施例1-6用于说明提钒转炉护炉用改性剂的制备

按照下述表2中所示的成分和比例进行混合，然后在混碾机上混练8min后，得到颗粒直径为1-3毫米的提钒转炉护炉用改性剂A1-A6。

对比例1-2

按照下述表2中所示的成分和比例进行混合，然后在混碾机上混练8min后，得到颗粒直径为1-3毫米的提钒转炉护炉用改性剂B1-B2。

表2

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	对比例1	对比例2
									轻烧镁砂（重量份）		20		36.5
冶金镁砂（重量份）			80	40	77			20
									烧结镁砂（重量份）	60	50			60	92
焦炭（重量份）	15			17.5	22	15	8	50
									石墨（重量份）		10	10
沥青（重量份）	10	10				10		30
									固体水玻璃（重量份）	10	7	10	5
纯碱（重量份）	5	3		2	1

实施例7-12

（1）提钒出半钢后不出钒渣，将钒渣留于提钒转炉内；

（2）根据钒渣量加入改性剂A1-A6；

（3）加入改性剂后摇炉3-4次，让钒渣和改性剂充分混合；

（4）下氧枪吹氧提高炉渣温度；

（5）将氧枪的氧气转换为氮气，进行溅渣。

（6）溅渣后冷却10-30min后进行下一次提钒，转炉上的溅渣层的使用寿命见表3。

另外，实施例7-12的具体条件见表3

表3

实施例7

实施例8

实施例9

实施例10

实施例11

实施例12

改性剂

A1

A2

A3

A4

A5

A6

改性剂用量（g/吨钒渣）

130

140

150

160

180

190

吹氧提高炉渣温度（℃）

1550

溅渣层的使用寿命

8炉

7炉

注：溅渣层的使用寿命是指溅渣后进行连续提钒，直至溅渣层完全消失的炉次。

对比例3-4

采用上述实施例7同样的方法进行，不同的是使用的提钒转炉护炉用改性剂为B1-B2。结果发现使用改性剂B1时，吹氧后的渣不能完全熔化，渣太稠，不能溅到炉壁上；使用改性剂B2时，吹氧后的渣能完全熔化，但渣太稀，虽然能溅到炉壁上但无法挂上。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种提钒转炉护炉用改性剂，其特征在于，所述改性剂含有MgO和C，所述MgO在改性剂中的含量为45-55重量％，且以所述改性剂中的MgO为100重量份计，所述C的含量为10-40重量份；所述改性剂还含有硅酸钠和/或碳酸钠，且以所述改性剂中的MgO为100重量份计，硅酸钠和碳酸钠的总含量为1-35重量份；所述改性剂为颗粒状，该颗粒状的改性剂的直径为3毫米以下。

2.根据权利要求1所述的改性剂，其中，以所述改性剂中的MgO为100重量份计，所述C的含量为12-36.5重量份。

3.根据权利要求1或2所述的改性剂，其中，所述MgO来源于轻烧镁砂、冶金镁砂和烧结镁砂中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的改性剂，其中，所述C来源于焦炭、石墨和沥青中的一种或多种。

5.一种提钒转炉护炉用改性剂的制备方法，该方法包括将镁质材料和碳质材料混合均匀得到改性剂，其特征在于，所述镁质材料的加入量使得所述改性剂中的MgO含量为45-55重量％，且以所述镁质材料中的MgO为100重量份计，所述碳质材料的加入量使得所述改性剂中的C的含量为10-40重量份；该方法还包括将镁质材料和碳质材料与硅酸钠和/或碳酸钠进行混合得到改性剂，以所述镁质材料中的MgO为100重量份计，所述硅酸钠和碳酸钠的加入量使得所述改性剂中的硅酸钠和碳酸钠的总含量为1-35重量份；该方法还包括将所述改性剂制成颗粒状，该颗粒状的改性剂的直径为3毫米以下。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，以所述镁质材料中的MgO为100重量份计，所述碳质材料的加入量使得所述改性剂中的C的含量为12-36.5重量份。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述镁质材料为轻烧镁砂、冶金镁砂和烧结镁砂中的一种或多种。

8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述碳质材料为焦炭、石墨和沥青中的一种或多种。

9.一种改性剂在提钒转炉护炉中的使用方法，该方法包括在提钒转炉出半钢后将权利要求1-4中任意一项所述的改性剂加入炉渣中进行吹氧、溅渣。

10.根据权利要求9所述的使用方法，其中，相对于每吨所述炉渣，所述改性剂的用量为120-200千克。