CN104131130B - 转炉终渣改质剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及转炉终渣改质剂及其应用，属于冶金技术领域。本发明解决的技术问题是提供转炉终渣改质剂及其应用。本发明转炉终渣改质剂，其活性成分由以下重量份的组分组成：CaO：13.5～37.5份,SiO2：2.4～7.5份，MgO：15～35份，C：4～14份。本发明转炉终渣改质剂能有效降低半钢转炉冶炼炉渣中的全铁含量，经改质后的炉渣中全铁含量可降低到16％，并且可采用除尘灰、炼钢污泥、废镁砖、无烟煤及粘接剂按一定比例混合压制成球后制成，能实现二次资源综合利用，成本低、改质效果好、能有效降低铁损。
Description
技术领域
本发明涉及转炉终渣改质剂及其应用，属于冶金技术领域。
背景技术
随着炼钢技术的不断进步，对转炉终渣进行改质的技术已在各大钢铁企业中得到了应用。在现有的终渣改质技术中，主要是通过加入改质剂来实现对炉渣的改质。改质剂的加入方式分为吹炼结束后出钢前加入转炉和出钢后加入转炉两种方式；改质后的终点炉渣粘度增大，流动性变差，出钢时能有效的防止转炉下渣进入钢包，污染钢水；高粘度及较高MgO含量的炉渣通过溅渣护炉能有效的附着在炉衬上对转炉炉衬起到了保护的作用，减缓冶炼时炉渣对炉衬的侵蚀，从而延长转炉寿命。随着终渣改质技术的不断发展，在转炉终渣改质剂中除了含有较高的MgO含量外，还配加了部分还原剂以还原渣中铁的氧化物以降低铁损。
半钢冶炼由于其特殊性，提钒后的半钢中碳质量百分含量低(3.4％～4.0％)，半钢中硅、锰发热成渣元素含量均为痕迹，渣系组元单一、成渣速度慢。因此，与普通铁水炼钢相比，半钢炼钢终点炉渣中全铁含量更高(22％～25％)，铁损更大。虽然转炉终点也使用碳质改质剂进行炉渣改质并达到了控制下渣和溅渣护炉的目的，但终渣全铁含量仍然较高，波动在19％～21％之间，倒渣后铁损较大。同时随着钢铁产品利润的不断下降，降低成本成为各大钢铁企业关注的焦点。采用炼钢原料配加还原剂加工而成的终渣改质剂价格是普通辅料(高镁石灰，焦炭粉等)的3～5倍。
因此，亟需寻求一种低成本的转炉终渣改质剂，降低半钢冶炼终渣全铁含量。
专利CN102296141公开了一种转炉炼钢终渣改质剂及其使用方法，其转炉炼钢终渣改质剂由下述几种原料按重量百分比组成：金属Mg：30～50％，金属Al：10～30％，生石灰：15～35％，焦炭粉：5～15％。其加入方式为转炉停吹后至出钢前加入，加入量为20～40kg/t渣；且根据转炉下渣量在钢包渣面继续补加改质剂对钢包渣进行改性提高钢水纯净度。从该发明中的改质剂组分来看，该改质剂成本较高，并且在使用过程中，有可能需要补加，操作复杂，且用量较多。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供转炉终渣改质剂。
本发明转炉终渣改质剂，其活性成分由以下重量份的组分组成：CaO：13.5～37.5份,SiO2：2.4～7.5份，MgO：15～35份，C：4～14份。
进一步的，优选其活性成分由以下重量份的组分组成：CaO：16.5～23份,SiO2：3.2～5.5份，MgO：20.1～26.3份，C：4.7～12.7份。
本发明转炉终渣改质剂的粒度优选为10～20mm。
本发明转炉终渣改质剂，优选由以下重量份的原料制备而成：除尘灰：25～45份，炼钢污泥：10～25份，废镁砖：15～25份，含碳材料：5～15份，粘结剂：3～5份，其中含碳材料中的单质碳含量不低于85％。
其中，除尘灰优选为转炉地下料仓中收集的在卸料过程中产生的粉尘，除尘灰的主要成分为CaO、Fe2O3、SiO2和MgO。除尘灰优选由以下重量百分比的组分组成：CaO：50～70％,Fe2O3：10～15％，MgO：10～20％,SiO2：5～10％，其余为不可避免的杂质。
炼钢污泥优选为转炉冶炼过程中产生的烟尘，经湿法除尘、重选或磁选而获得的含铁二次资源。炼钢污泥优选由以下重量百分比的组分组成：CaO：10～20％,铁的氧化物：55～65％,MgO：5～10％,SiO2：5～10％，其余为不可避免的杂质。其中，铁的氧化物为Fe2O3和FeO。
废镁砖优选为钢包、中包、炉衬使用后拆卸下的废砖，废镁砖优选由以下重量百分比的组分组成：MgO：85～95％,SiO2：1～3％，CaO：1～5％，Al2O3：1～3％,Fe2O3：1～3％，其余为不可避免的杂质。
含碳材料优选为无烟煤、焦粉或石墨。
粘接剂为工业常用的粘接剂，优选为硅胶，合成树脂或橡胶。
本发明的转炉终渣改质剂的制备方法包括如下步骤：将原料混合，冷压成型后干燥、焙烧得到成品转炉终渣改质剂，优选采用如下方法进行制备：将原料经破碎后，添加适量的水，采用搅拌机混均后，通过压球机压球后，自然晾干72小时以上，再进烘烤炉进行烘烤、筛分最终得到成品。
本发明还提供转炉终渣改质剂在半钢炼钢中的应用。
本发明转炉终渣改质剂，优选在转炉冶炼出钢之前加入，加入转炉终渣改质剂10～30s后即可直接出钢。转炉终渣改质剂的加入量可根据终点钢水氧活度来确定，其钢水氧活度可在吹炼结束后用副枪测定：当转炉终点钢水氧活度小于300ppm时，转炉终渣改质剂的加入量为3kg/t渣，其中，3kg/t渣是指每吨渣加入3千克的转炉终渣改质剂；当转炉终点钢水氧活度为300～800ppm时，其加入量为4.0～6.0kg/t渣；当转炉终点钢水氧活度大于800ppm时，其加入量为6.0～8.0kg/t渣。
与现有技术相比，本发明转炉终渣改质剂能有效降低半钢转炉冶炼炉渣中的全铁含量，经改质后的炉渣中全铁含量可降低到16％，并且可采用除尘灰、炼钢污泥、废镁砖、无烟煤及粘接剂按一定比例混合压制成球后制成，能实现二次资源综合利用，成本低、改质效果好、能有效降低铁损。
具体实施方式
本发明解决的技术问题是提供转炉终渣改质剂。
本发明转炉终渣改质剂，其活性成分由以下重量份的组分组成：CaO：13.5～37.5份,SiO2：2.4～7.5份，MgO：15～35份，C：4～14份。
进一步的，优选其活性成分由以下重量份的组分组成：CaO：16.5～23份,SiO2：3.2～5.5份，MgO：20.1～26.3份，C：4.7～12.7份。
本发明转炉终渣改质剂的粒度优选为10～20mm。
本发明转炉终渣改质剂，优选由以下重量份的原料制备而成：除尘灰：25～45份，炼钢污泥：10～25份，废镁砖：15～25份，含碳材料：5～15份，粘结剂：3～5份，其中含碳材料中的单质碳含量不低于85％。
其中，除尘灰优选为转炉地下料仓中收集的在卸料过程中产生的粉尘，除尘灰的主要成分为CaO、Fe2O3、SiO2和MgO。除尘灰优选由以下重量百分比的组分组成：CaO：50～70％,Fe2O3：10～15％，MgO：10～20％,SiO2：5～10％，其余为不可避免的杂质。
炼钢污泥优选为转炉冶炼过程中产生的烟尘，经湿法除尘、重选或磁选而获得的含铁二次资源。炼钢污泥优选由以下重量百分比的组分组成：CaO：10～20％,铁的氧化物：55～65％,MgO：5～10％,SiO2：5～10％，其余为不可避免的杂质。其中，铁的氧化物为Fe2O3和FeO。
废镁砖优选为钢包、中包、炉衬使用后拆卸下的废砖，废镁砖优选由以下重量百分比的组分组成：MgO：85～95％,SiO2：1～3％，CaO：1～5％，Al2O3：1～3％,Fe2O3：1～3％，其余为不可避免的杂质。
含碳材料优选为无烟煤、焦粉或石墨。
粘接剂为工业常用的粘接剂，优选为硅胶，合成树脂或橡胶。
本发明的转炉终渣改质剂的制备方法包括如下步骤：将原料混合，冷压成型后干燥、焙烧得到成品转炉终渣改质剂，优选采用如下方法进行制备：将原料经破碎后，添加适量的水，采用搅拌机混均后，通过压球机压球后，自然晾干72小时以上，再进烘烤炉进行烘烤、筛分最终得到成品。
本发明转炉终渣改质剂，优选在转炉冶炼出钢之前加入，加入转炉终渣改质剂10～30s后即可直接出钢。转炉终渣改质剂的加入量可根据终点钢水氧活度来确定，其钢水氧活度可在吹炼结束后用副枪测定：当转炉终点钢水氧活度小于300ppm时，转炉终渣改质剂的加入量为3kg/t渣，其中，3kg/t渣是指每吨渣加入3千克的转炉终渣改质剂；当转炉终点钢水氧活度为300～800ppm时，其加入量为4.0～6.0kg/t渣；当转炉终点钢水氧活度大于800ppm时，其加入量为6.0～8.0kg/t渣。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。如无特别说明，本发明中的百分比均为质量百分比。
实施例1
以转炉除尘灰、炼钢污泥、废镁砖、无烟煤及粘接剂为原料生产转炉终渣改质剂。将炼钢污泥、废镁砖、无烟煤、粘结剂、除尘灰按重量比10:25:15:5:45的配比破碎、搅拌混匀后通过压球机压球，自然晾干72小时以上，再进烘烤炉进行烘烤、筛分，最终得到改质剂成分为：CaO：23％,SiO2：3.5％，MgO：26.3％，C：12.7％，其余为不可避免的杂质。
在半钢冶炼中，转炉吹炼结束后用副枪测定钢水氧活度为290ppm，并根据钢水氧活度加入3kg/t渣的改质剂，并于10s后直接出钢，取样检验炉渣中全铁含量为16.1％。
实施例2
以转炉除尘灰、炼钢污泥、废镁砖、无烟煤及粘接剂为原料生产转炉终渣改质剂。将炼钢污泥、废镁砖、无烟煤、粘结剂、除尘灰按重量比25:15:5:3:25的配比破碎、搅拌混匀后通过压球机压球，自然晾干72小时以上，再进烘烤炉进行烘烤、筛分，最终得到改质剂成分为：CaO：23％,SiO2：5.5％，MgO：21.7％，C：4.7％，其余为不可避免的杂质。
在半钢冶炼中，转炉吹炼结束后用副枪测定钢水氧活度为500ppm，并根据钢水氧活度加入5kg/t渣的改质剂，并于15s后直接出钢，取样检验炉渣中全铁含量为17.1％。
实施例3
以转炉除尘灰、炼钢污泥、废镁砖、无烟煤及粘接剂为原料生产转炉终渣改质剂。将炼钢污泥、废镁砖、无烟煤、粘结剂、除尘灰按重量比15:20:10:4:30的配比破碎、搅拌混匀后通过压球机压球，自然晾干72小时以上，再进烘烤炉进行烘烤、筛分，最终得到改质剂成分为：CaO：16.5％,SiO2：3.2％，MgO：20.1％，C：8.5％，其余为不可避免的杂质。
在半钢冶炼中，转炉吹炼结束后用副枪测定钢水氧活度为900ppm，并根据钢水氧活度加入7kg/t渣的改质剂，并于20s后直接出钢，取样检验炉渣中全铁含量为17.7％。
Claims (9)
1.转炉终渣改质剂，其特征在于其活性成分由以下重量百分比的组分组成：CaO：23％,SiO2：3.5％，MgO：26.3％，C：12.7％。
2.根据权利要求1所述的转炉终渣改质剂，其特征在于：转炉终渣改质剂的粒度为10～20mm。
3.根据权利要求1所述的转炉终渣改质剂，其特征在于由以下重量份的原料制备而成：除尘灰：45份，炼钢污泥：10份，废镁砖：25份，含碳材料：15份，粘结剂：5份，其中，所述含碳材料中的单质碳含量不低于85％。
4.根据权利要求3所述的转炉终渣改质剂，其特征在于：所述除尘灰为转炉地下料仓中收集的卸料过程中产生的粉尘，所述炼钢污泥为转炉冶炼过程中产生的烟尘，经湿法除尘、重选或磁选而获得的含铁物质，所述废镁砖为钢包、中包、炉衬使用后拆卸下的废砖。
5.根据权利要求3所述的转炉终渣改质剂，其特征在于：所述含碳材料为无烟煤、焦粉或石墨。
6.根据权利要求3所述的转炉终渣改质剂，其特征在于：所述粘接剂为硅胶，合成树脂或橡胶。
7.权利要求1～6任一项所述的转炉终渣改质剂在半钢炼钢中的应用。
8.根据权利要求7所述的转炉终渣改质剂在半钢炼钢中的应用，其特征在于：在转炉冶炼出钢之前，加入转炉终渣改质剂，10～30s后直接出钢。
9.根据权利要求7所述的转炉终渣改质剂在半钢炼钢中的应用，其特征在于：当转炉终点钢水氧活度小于300ppm时，转炉终渣改质剂的加入量为3kg/t渣；当转炉终点钢水氧活度为300～800ppm时，其加入量为4.0～6.0kg/t渣；当转炉终点钢水氧活度大于800ppm时，其加入量为6.0～8.0kg/t渣。
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