CN104109730B

CN104109730B - 一种转炉用镁质护炉料

Info

Publication number: CN104109730B
Application number: CN201410354304.8A
Authority: CN
Inventors: 李龙; 陈永; 冉茂华; 张柳方; 曾建华; 陈炼; 杨金成; 王建; 李扬洲; 李桂军; 杨森祥; 黄德胜; 杨大刚; 杜利华
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: CN104109730A

Abstract

本发明公开了一种转炉用镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料含有氧化镁、碳以及碳化钛，且所述碳化钛、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1：15～20：2～5，以及以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化钛的含量为1～4重量％。采用本发明所提供的转炉用镁质护炉料的强度高，可以直接进高位料仓，如每炉添加溅渣前渣量的2.8～4重量％即可满足溅渣护炉要求。

Description

一种转炉用镁质护炉料

技术领域

本发明属于转炉炼钢领域，具体地，涉及一种转炉用镁质护炉料。

背景技术

20世纪50年代，氧气顶吹转炉炼钢(亦称LD法和BOF法)逐步取代空气转炉法和平炉炼钢法，成为现代炼钢的主要方法。70年代，顶底复吹技术提高了转炉冶炼的效率和钢水质量，降低了生产成本。80年代，MgO-C砖成功应用到炼钢转炉，由于其优良的抗渣性能和抗热震性能使转炉炉龄明显提高。90年代，美国LTV公司采用溅渣护炉技术，大幅提高了MgO-C砖的使用寿命，转炉炉龄达2万炉以上。然而，溅渣护炉对渣的成分和高温性能有要求，主要是通过控制渣中TFe和MgO的含量以保证渣的可溅性和耐热性。而转炉冶炼低碳、超低碳钢，特别是半钢冶炼时，终渣的FeO和TFe含量高，此时渣的熔化温度低、粘度小，不适合溅渣操作，必须加护炉料或调渣剂对终渣进行改性处理。

专利CN103602777A提供了一种溅渣护炉料及其制备方法，属于炼钢溅渣护炉技术领域，该溅渣护炉料包括菱镁矿20～30％、轻烧镁粉35～45％、镁粉5～15％、硅微粉12～20％、纳米级钛白粉2.5～5％、氯化镁3.5～5％，其余为C。其中，菱镁矿中化学成分按重量百分比计为：MgO38～45％、SiO₂1～2％、CaO1～2％、其余为C；轻烧镁粉中化学成分按重量百分比计为：MgO90～95％、SiO₂0.5～1％、CaO0.5～1.5％、其余为C。该制备方法包括将按上述配比好的原料混合、破碎至粒径为小于3mm的混合料，加入适量水，进行挤压造粒，然后烘干、分筛，即得所述的溅渣护炉料。使用该溅渣护炉料可以提高溅渣层的熔化温度和粘度，还可以增加溅渣的铺展性和润湿性，可以达到一次溅渣可维持3炉以上的护炉效果。

专利CN101200772提供了一种改良型能多炉使用的溅渣护炉料及其制备方法，其特征在于，该溅渣护炉料由废弃镁碳砖、复合脱氧剂(金属镁粉、金属铝粉、硅铁合金)以及含有TiO₂的原料等组成。该溅渣护炉料的质量百分组成为：MgO30～75％、总C3～20％、Al₂O₃2～10％、TiO₂1～10％、Mg0.3-5％、Al1～12％、余量为SiO₂；复合脱氧剂量显著提高了炉温和对FeO的还原作用，提高了转炉炼钢的收得率；特别是引入TiO₂与溅渣时吹入的氮气形成高熔点氮钛化合物提高了渣的粘度，增强了溅渣料与转炉衬砖MgO-C砖的附着力，提高了护炉效果，并因TiO₂的加入提高了溅渣层与炉衬砖的结合强度，使溅渣护炉技术从需每炉溅渣提高至每溅渣一次可持续使用3～5炉的显著效果。

专利CN102586536A公开了一种菱镁石尾矿为原料的转炉炼钢终渣改质剂及其生产方法，该终渣改质剂由下列成分按重量百分比组成：菱镁石尾矿20-30％、轻烧菱镁石尾矿35-45％、白云石8-15％、无烟煤粉15-25％，其中，菱镁石尾矿中化学成分按重量百分比为计，MgO40～47％、SiO₂1-2％、CaO1～2％、其余为烧损；无烟煤粉中化学成分按重量百分比为计，C85-90％、灰分7-15％，挥发份7-10％；白云石中化学成分按重量百分比为计，MgO42～47％、CaO45～55％、其余为夹杂。该终渣改质剂的生产方法：取菱镁石尾矿按重量百分比20-30％、轻烧菱镁石尾矿按重量百分比35-45％、白云石按重量百分比8-15％、无烟煤粉按重量百分比15-25％，经混磨、造球后，在室温中干燥。菱镁石尾矿为原料的转炉炼钢终渣改质剂可以全部替代现有转炉终渣加入的改质剂或镁质护炉料，而且使用后优于现有转炉溅渣护炉的改质剂和镁质护炉料。另外，可以彻底解决菱镁石尾矿堆积对环境造成的危害,实现了资源的回收利用。

专利CN102787204A提供了一种节能环保型转炉溅渣护炉料及其生产工艺，该转炉溅渣护炉料中各种原料的重量份数配比为：轻烧镁粉30～50、用后废镁碳砖20～30、石灰石15～30、焦炭0～5、活性石灰除尘粉1～5。所述的轻烧镁粉中MgO≥85％、SiO₂≤1.5％、CaO≤2.0％，灼减≤11％，轻烧镁粉的粒度120目过筛量不少于90％；用后转炉废镁碳砖中MgO≥70％，C≥12％，粒度≤5mm；石灰石中CaO≥53.5％，SiO₂≤1.5％，S≤0.025％，粒度≤16mm；焦炭中的固定碳≥80％，S≤0.4％，挥发份<10％，灰份<10％，发热值≥6000大卡，粒度10～25mm，上下限各不超过5％；活性石灰除尘粉中的CaO≥80％，粒度≤1mm。经搅拌机、球磨机中磨碎至小于180目后，制粒晾干。

专利CN101413043提供了一种利用除尘灰作为主要原料制造的炼钢调整剂及其制备方法，以解决现有技术中倒弃除尘灰会污染环境的问题。该炼钢调整剂是由下述重量配比的原料制备而成的：67～73％的除尘灰、7～13％的碳化硅材料、15～20％的镁质材料；以及按除尘灰、碳化硅材料、镁质材料总重量的5～10％的添加的结合剂。其中，所述除尘灰中按重量百分比含CaO：45-55％、MgO：10-18％、SiO₂：5-9％；所述镁质材料中按重量百分比含CaO：4-8％、MgO：65-75％、SiO₂：6-12％；所述碳化硅材料中按重量百分比含SiC≥75％。

但是，现有技术中加入改质剂或镁质护炉料，如何实现加入量的减少，同时取得好的溅渣护炉效果，仍然需要探索和研发。

发明内容

本发明提供一种转炉用镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料含有氧化镁、碳以及碳化钛，且所述碳化钛、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1：15～20：2～5，以及以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化钛的含量为1～4重量％。

在本发明中，本发明所提供的转炉用镁质护炉料的强度高，可以直接进高位料仓，如每炉添加溅渣前渣量的2.8～4重量％即可满足溅渣护炉要求。

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。

本发明提供了一种转炉用镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料含有氧化镁、碳以及碳化钛，且所述碳化钛、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1：15～20：2～5，以及以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化钛的含量为1～4重量％。根据上述限定的所述碳化钛、所述氧化镁以及所述碳的含量的比例范围，以及所述碳化钛的含量，可以具体地得出，在本发明中，以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化钛的含量为1～4重量％，则所述氧化镁的含量为60～80重量％，所述碳的含量为8～20重量％。

根据本发明，优选地，所述碳化钛、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1：18～20：3～5，且以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化钛的含量为1～3重量％。同理，根据上述限定的所述碳化钛、所述氧化镁以及所述碳的含量的比例范围，以及所述碳化钛的含量，可以具体地得出，在本发明中，以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化钛的含量为1～3重量％，则所述氧化镁的含量为54～60重量％，所述碳的含量为10～15重量％。

根据本发明，将氧化镁、碳以及碳化钛的含量控制在上述范围之内的镁质护炉料在应用时，如能够实现每炉添加溅渣前渣量的2.8～4重量％即可满足溅渣护炉要求。

根据本发明，所述镁质护炉料的形状没有具体限定，可以为任意形状，优选情况下，所述镁质护炉料为球形粒子，球形的镁质护炉料由于具有灵活的流动性，以及接触面积大等优点，更能够有效地使其优点发挥。

根据本发明，所述镁质护炉料的粒子直径可以为20～50mm，优选为20～30mm。

根据本发明，所述镁质护炉料可以通过以下方法制备：将轻烧镁粉、高炉碳化渣细粉以及无烟煤混炼；其中，所述高炉碳化渣细粉的粒度<140目，所述轻烧镁粉的粒度<200目，所述无烟煤的粒度<120目；优选地，所述高炉碳化渣细粉的粒度170-240目，所述轻烧镁粉的粒度200-300目，所述无烟煤的粒度140-200目。

根据本发明，所述镁质护炉料的制备还包括将轻烧镁粉、高炉碳化渣细粉以及无烟煤混炼后的混合物加入水中混匀后经圆盘造粒机造粒。

根据本发明，所述轻烧镁粉中化学成分的含量按重量百分比计主要为：MgO≥80重量％，SiO₂≤8.0重量％，CaO≤6.0重量％；优选地，MgO为86～90重量％，SiO₂为4.0～8.0重量％，CaO为2.5～6重量％。

根据本发明，所述高炉碳化渣细粉中化学成分的含量按重量百分比计主要为：TiO₂为3～5重量％，TiC为13.6～15.5重量％，Al₂O₃为17～18重量％，SiO₂为23～24重量％，CaO为26～27重量％，MgO为7～7.5重量％；其余为C和SiC，其含量为4～9重量％。

根据本发明，所述无烟煤中化学成分的含量按重量百分比计主要为：C含量≥90重量％，优选地，C含量为90～95重量％，其余为挥发份，且其含量为5.0～10重量％。

根据本发明，所述轻烧镁粉、所述高炉碳化渣细粉以及所述无烟煤的用量的重量比可以为65～80：6.5～21：10.5～18，优选为70～75：8～20：11～16。在本发明中，将所述轻烧镁粉、所述高炉碳化渣细粉以及所述无烟煤的用量控制在上述范围之内，能够使制备的镁质护炉料强度高，可以直接进高位料仓，如能够实现每炉添加溅渣前渣量的2.8～4重量％即可满足溅渣护炉要求。

根据本发明，所述混炼的时间为10～25分钟，优选为15～20分钟。

根据本发明，将混炼后的混合物加入水中混匀后经圆盘造粒机造粒。其中，以该混炼后的混合物的总重量为基准，所述水的用量为4～6重量％。

实施例1

(1)选料

选择轻烧镁粉(粒度200-300目)、高炉碳化渣细粉(粒度170-240目)以及无烟煤(粒度140-200目)，其中：

所述轻烧镁粉中化学成分的含量按重量百分比计为：MgO为88重量％，SiO₂为8.0重量％，CaO为3重量％；

所述高炉碳化渣细粉中化学成分的含量按重量百分比计为：TiO₂为4重量％，TiC为15重量％，Al₂O₃为18重量％，SiO₂为23重量％，CaO为26重量％，MgO为7重量％；

所述无烟煤中化学成分按重量百分比计为：C含量为95重量％。

(2)备料

将所述轻烧镁粉、所述高炉碳化渣细粉以及所述无烟煤的用量的重量比为70：8：11混合为混合物A1。

(3)混炼

将步骤(2)中的混合物A1混炼15分钟，得到混合物A2；

(4)造粒

将该混合物A2加入水中混匀后经圆盘造粒机造粒，其中，以该混炼后的混合物的总重量为基准，所述水的用量为4重量％。

结果经圆盘造粒机造粒后的镁质护炉料为粒子直径为20～30mm的球形粒子，且所述氧化镁的含量为54重量％，所述碳的含量为10重量％，所述碳化钛的含量为1重量％。

所制备的镁质护炉料强度高，可以直接进高位料仓，将该镁质护炉料应用于转炉炼钢领域，能够实现每炉添加溅渣前渣量的4重量％即可满足溅渣护炉要求。

实施例2

(1)选料

选择与实施例1相同的轻烧镁粉、高炉碳化渣细粉以及所述无烟煤。

(2)备料

将所述轻烧镁粉、所述高炉碳化渣细粉以及所述无烟煤的用量的重量比为75：20：16混合为混合物B1。

(3)混炼

将步骤(2)中的混合物B1混炼15分钟，得到混合物B2；

(4)造粒

将该混合物B2加入水中混匀后经圆盘造粒机造粒，其中，以该混炼后的混合物的总重量为基准，所述水的用量为6重量％。

结果经圆盘造粒机造粒后的镁质护炉料为粒子直径为20～30mm的球形粒子，且所述氧化镁的含量为60重量％，所述碳的含量为15重量％，所述碳化钛的含量为3重量％。

所制备的镁质护炉料强度高，可以直接进高位料仓，将该镁质护炉料应用于转炉炼钢领域，能够实现每炉添加溅渣前渣量的2.8重量％即可满足溅渣护炉要求。

实施例3

(1)选料

(2)备料

将所述轻烧镁粉、所述高炉碳化渣细粉以及所述无烟煤的用量的重量比为72：14：13混合为混合物C1。

(3)混炼

将步骤(2)中的混合物C1混炼15分钟，其中，得到混合物C2；

(4)造粒

将该混合物C2加入水中混匀后经圆盘造粒机造粒，其中，以该混炼后的混合物的总重量为基准，所述水的用量为5重量％。

结果经圆盘造粒机造粒后的镁质护炉料为粒子直径为20～30mm的球形粒子，且所述氧化镁的含量为58重量％，所述碳的含量为12重量％，所述碳化钛的含量为2重量％。

所制备的镁质护炉料强度高，可以直接进高位料仓，将该镁质护炉料应用于转炉炼钢领域，能够实现每炉添加溅渣前渣量的3.5重量％即可满足溅渣护炉要求。

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

1.一种转炉用镁质护炉料，其特征在于，所述镁质护炉料含有氧化镁、碳以及碳化钛，且所述碳化钛、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1：15～20：2～5，以及以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化钛的含量为1～4重量％；

其中，所述镁质护炉料通过以下方法制备：将轻烧镁粉、高炉碳化渣细粉以及无烟煤混炼，所述轻烧镁粉、所述高炉碳化渣细粉以及所述无烟煤的用量的重量比为65～80：6.5～21：10.5～18。

2.根据权利要求1所述的镁质护炉料，其中，所述碳化钛、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1：18～20：3～5，且以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化钛的含量为1～3重量％。

3.根据权利要求1所述的镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料为球形粒子。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料的粒子直径为20-50mm。

5.根据权利要求4所述的镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料的粒子直径为20～30mm。

6.根据权利要求1所述的镁质护炉料，其中，所述轻烧镁粉中化学成分的含量按重量百分比计为：MgO≥80重量％，SiO₂≤8重量％，CaO≤6重量％。

7.根据权利要求6所述的镁质护炉料，其中，所述轻烧镁粉中化学成分的含量按重量百分比计为：MgO为86～90重量％，SiO₂为4～8重量％，CaO为2.5～6重量％。

8.根据权利要求1所述的镁质护炉料，其中，所述高炉碳化渣细粉中化学成分的含量按重量百分比计为：TiO₂为3～5重量％，TiC为13.6～15.5重量％，Al₂O₃为17～18重量％，SiO₂为23～24重量％，CaO为26～27重量％，MgO为7～7.5重量％。

9.根据权利要求1所述的镁质护炉料，其中，所述无烟煤中化学成分的含量按重量百分比计为：C含量≥90重量％。

10.根据权利要求9所述的镁质护炉料，其中，所述无烟煤中化学成分的含量按重量百分比计为：C含量为90～95重量％。

11.根据权利要求6-10中任意一项所述的镁质护炉料，其中，所述轻烧镁粉、所述高炉碳化渣细粉以及所述无烟煤的用量的重量比为70～75：8～20：11～16。

12.根据权利要求1所述的镁质护炉料，其中，所述混炼的时间为10～25分钟。