CN104818364B

CN104818364B - 一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂及其制备和使用方法

Info

Publication number: CN104818364B
Application number: CN201510209747.2A
Authority: CN
Inventors: 王宏明; 李桂荣; 李杨; 郭亚
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangyin Intellectual Property Operation Co., Ltd
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2015-04-29
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2035-04-29
Also published as: CN104818364A

Abstract

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特指一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂及其制备和使用方法，用于钢水在钢包炉内二次造渣精炼后扒渣时的聚渣。该聚渣剂的原料组成按照重量份数计算为：硼泥 40‑50%、锂辉石 30‑40%、石灰石 15‑25%，其制备方法主要包括：干燥、破碎、磨粉、配料、混匀和造粒；本发明作为钢包炉造渣精炼用聚渣剂，在钢包炉内造渣精炼结束后、扒渣前加入钢包顶渣层；本发明的主要优点是：乳化钢渣来降低钢渣密度，同时有效提高钢渣的聚团性能，促进渣‑金分离，提高集渣和扒渣效率，缩短扒渣时间，并有利于降低扒渣铁损，减少钢液回磷、回硫从而保证精炼效果等，具有显著的经济效益和社会效益，值得推广。

Description

一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂及其制备和使用方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特指一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂及其制备和使用方法，用于钢水在钢包炉内二次造渣精炼后扒渣时的聚渣。

背景技术

在钢铁冶金领域，炼钢炉出钢后一般都需要采用炉外二次精炼，其中钢包炉造渣精炼应用最为广泛，钢包精炼的主要目的是脱氧合金化、调成钢液成分和温度，因此，精炼过程需要在钢包炉内造还原渣，在钢包炉造渣精炼后期，钢水成分、温度精确调整合格以后，需要扒出钢包炉精炼过程产生的钢包渣，以防止钢包渣对钢水造成回磷、回硫等二次污染；现有的扒渣方法几乎全部采用机械扒渣，钢包渣的扒出效率与渣的聚集状态密切相关，由于钢包炉精炼渣的熔点高、粘度大，现有技术对钢包扒渣过程很少采用聚渣剂，但是，不加任何聚渣剂扒渣的效果并不理想；现有技术中，铁水喷粉预处理技术领域对铁水包内扒渣时加入的聚渣剂并不能用于钢水二次精炼后扒渣，这是由于目前的铁渣扒渣聚渣剂主要分为酸性聚渣剂和中性聚渣剂，酸性聚渣剂通过降低渣的碱度，从而降低渣的熔点和粘度实现扒渣，由于钢水精炼后期是高碱度还原渣，以保证脱硫效果，加入酸性聚渣剂会引起钢液回磷、回硫而对钢液产生致命的污染，因此现有技术用于铁渣扒渣的酸性聚渣剂不适用于钢渣扒渣；现有技术的中性聚渣剂主要以氧化铝为主，降低石灰基脱硫剂的熔点和粘度实现扒渣，由于钢水脱氧合金化后，对钢中Al含量要有严格控制，因此，也要严格控制钢包顶渣中的氧化铝含量，因此，现有技术用于铁渣扒渣的以氧化铝为主的中性聚渣剂也不适用于钢包造渣精炼后扒渣；另外，由于要扒出渣的性质差别巨大，比如钢包炉精炼渣的熔点和粘度均显著高于铁渣，而且铁水包内扒铁渣和钢包内扒钢渣对聚渣剂的使用条件及性能要求差别巨大，因此，现有技术中用于铁水包内扒铁渣用的聚渣剂不能用于钢包炉精炼造渣后期扒渣使用，对于钢包炉精炼渣，需要发明一种新的扒渣聚渣剂。

发明内容

本发明的目的是：发明一种用于钢水在钢包炉内二次造渣精炼后扒渣时采用的聚渣剂，解决现有技术中钢包造渣精炼后无聚渣剂时导致的扒渣效果差、效率低的问题，并克服钢包内扒渣采用类似铁水包内扒铁渣采用酸性或中性聚渣剂存在的回磷回硫等造成钢液二次污染的问题。

实现本发明的技术方案是：一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂，其特征在于：制备钢包炉造渣精炼用聚渣剂的原料组成按照重量百分数计算为：硼泥 40-50%、锂辉石 30-40%、石灰石 15-25%。

其制备方法的特征在于：经过干燥、破碎、磨粉、配料、混匀和造粒的方法制备，具体指：所有原料经干燥后破碎再磨粉，过40目筛，然后按上述重量百分数称量配料，通过机械搅拌混料后在滚筒内喷雾造粒，成品粒度1-3mm，然后干燥防潮包装即得到成品。

本发明的钢包炉造渣精炼用聚渣剂，其使用方法的特征在于：在钢包炉内造渣精炼结束后、扒渣前加入钢包顶渣层，加入量为0.2-0.5 kg/t钢。

本发明的钢包炉造渣精炼用聚渣剂，优先适合用于钢包炉造白渣精炼脱硫后的钢包渣扒渣前使用，也可用于非白渣精炼的钢包炉扒渣，在扒渣前1-2分钟加入到钢包，然后实施机械扒渣。

为保证本发明的使用效果，对制备本发明的原料特征进行如下限定：

所用硼泥的成分（重量百分数）要求为：MgO 30-40%、SiO₂ 25~40%、B₂O₃ 1-3%、CaO2-8%、Al₂O₃ 2-6%，余量为杂质组分，杂质的含量越低越好。

所用锂辉石的成分（重量百分数）要求为：5%>Li₂O>3.0%、25%>Al₂O₃>15%、70%>SiO₂>60% ，余量为包括Na₂O、K₂O、MnO、TiO₂、P₂O₅和CaO在内的杂质，P₂O₅为纯有害杂质，P₂O₅<0.5%，杂质含量越低越好。

所用石灰石的成分（重量百分数）要求为：100% >CaCO₃>95%，余量为杂质组分，杂质的含量越低越好。

制备本发明的原料配比的确定根据如下：

硼泥：本发明的钢包炉造渣精炼用聚渣剂中硼泥的添加比例（质量分数）为40－50%，其配加比例主要根据钢包精炼渣扒渣聚渣所要求的性能指标进行确定，生产中可根据精炼渣的氧化-还原性确定，对于钢包精炼造强还原渣即精炼白渣，聚渣剂中硼泥的配入量取下限；而对于钢包造渣精炼的炉渣为具有一定氧化性的黄渣或黑渣，聚渣剂中硼泥的配入量取上限；当钢包造渣精炼的炉渣为灰渣时，聚渣剂中硼泥的配入量可取40%-50%范围内的中间值；就聚渣扒渣需要而言，渣的氧化性-还原性对渣-金分离有较大影响，硼泥的加入使渣易于实现渣金分离，硼泥与钢渣之间具有良好的润湿和快速成渣性能，铺展性好，成渣迅速，渣团粘度低、密度小，易于拔除，同时会降低钢水回磷和回硫等二次污染风险；另外，本发明加入较多硼泥，对包衬耐火材料也具有很好的保护作用。

锂辉石：本发明的钢包炉造渣精炼用聚渣剂中锂辉石的配加比例（质量分数）30-40%；其配加比例主要根据渣的结块聚渣程度需要而确定的，生产中主要根据钢包渣的碱度调整锂辉石的加入量的，当钢包精炼渣的碱度大于6时，渣子结块聚团性能太差，容易散落，导致扒渣难度高，因此，聚渣剂中锂辉石的配入量应取上限，即40%；当钢包精炼渣的碱度低于4时，聚渣剂中锂辉石的配入量可以取下限，即30%；当钢包精炼渣的碱度在4-6时，聚渣剂中锂辉石的配入量可以取30%-40%范围内的区间值。

石灰石：本发明的钢包炉造渣精炼用聚渣剂中石灰石的添加比例（质量分数）为15－25%，其配加比例主要考虑钢包精炼渣的起泡性、乳化性和密度，加入石灰石，可以促进钢渣泡沫化，降低渣的密度，促进渣-金分离，当渣的密度大、渣块致密，可以在一定范围内增加聚渣剂中石灰石的配加比例，其合理的加入量范围为15-25%。

与现有技术相比本发明的主要优点如下：

（1）、本发明的聚渣剂用于钢包炉造渣精炼后扒渣，比不加聚渣剂时扒渣效率显著提高，采用本发明，扒渣次数减少，扒渣时间缩短；不采用本发明时，现有技术扒渣次数一般为10次，钢包渣的扒出率达到80%；而采用本发明，扒渣次数5-8次，钢包渣的拔出率达到95%；另外，扒渣时间缩短20-50%。

（2）、相对于目前采用其他聚渣剂，如酸性聚渣剂或中性聚渣剂而言，本发明克服了调渣、聚渣、扒渣过程中导致的钢液回硫回磷问题，扒渣前后，钢水中硫磷含量无变化，可以将钢液中的硫、磷都降低到0.001%以下，即表明钢包渣导致的回硫回磷问题得到完全控制。

（3）、扒渣过程的铁损减少，现有技术采用一般聚渣剂产品扒渣时的渣中裹铁导致的铁损在3-5kg/t铁，国外先进的扒渣技术渣中裹铁导致的铁损也在1kg/t铁以上，而采用本发明，由于渣铁界面张力增加，渣密度减小，渣金分离更彻底，渣中裹铁导致的铁损可以降低到0.5-0.8kg/t铁的范围。

综上所述，本发明的优点可以归纳为：高效率、无污染以及节能降耗，具有显著的社会经济效益。

具体实施方式

实施例所用硼泥的平均成分如表1所示。

表1 硼泥的平均成份（质量百分数）

实施例所用锂辉石的平均成分如表2所示。

表2 实施例所用锂辉石的平均成份（质量百分数）

成分

SiO₂

Li₂O

Al₂O₃

K₂O+ Na₂O

CaO+MnO

P₂O₅

其余杂质

硼泥

65

4

20

5

3

0.4

余量

实施例所用石灰石的成分（重量百分数）要求为：CaCO₃ 95%，余量为杂质组分。

实施例1-5所用聚渣剂组成及钢包造渣情况如表3所示。

表3 实施例所配制的聚渣剂组成

上述实施例的聚渣剂的制备过程为：硼泥、锂辉石、石灰石经干燥后破碎，然后磨粉，过40目筛，然后按上述重量百分数称量配料，通过机械搅拌混料后在滚筒内喷雾造粒，成品粒度1-3mm，然后干燥防潮包装即可使用。

在100t钢包造渣精炼炉内实施本发明，根据钢种需要，钢包炉精炼造渣特征如表3所示，相应的所采用的聚渣剂的配制组成如表3所示；在钢包炉内造渣精炼结束后、扒渣前加入钢包顶渣层，加入量为0.2-0.5 kg/t钢，聚渣剂铺散性好，成渣快，聚渣成团迅速，约1分钟后实施机械扒渣。实施例1-5的扒渣效果见表4.

表4 实施例所配制的聚渣剂组成

实践证明，采用本发明与同等条件下采用其他聚渣剂产品的使用效果比较，使用本发明的优点是：扒渣效率高，对钢液无污染，且用量少，金属损失少，另外，本发明的聚渣剂成本低，制备方法简单，具有显著的社会经济效益。

Claims

1.一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂，其特征在于制备钢包炉造渣精炼用聚渣剂的原料组成按照重量百分数计算为：硼泥40-50％、锂辉石30-40％、石灰石15-25％；所述硼泥的成分按照重量百分数要求为：MgO 30-40％、SiO₂ 25～40％、B₂O₃ 1-3％、CaO 2-8％、Al₂O₃ 2-6％，余量为杂质组分，杂质的含量越低越好；所述锂辉石的成分按照重量百分数要求为：5％>Li₂O>3.0％、25％>Al₂O₃>15％、70％>SiO₂>60％，余量为包括Na₂O、K₂O、MnO、TiO₂、P₂O₅和CaO在内的杂质，P₂O₅为纯有害杂质，P₂O₅<0.5％，杂质含量越低越好；所用石灰石的成分(重量百分数)要求为：100％>CaCO₃>95％，余量为杂质组分，杂质的含量越低越好。

2.如权利要求1所述的一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂，其特征在于：对于钢包造渣精炼的炉渣为精炼白渣，聚渣剂中硼泥的配入量取下限；而对于钢包造渣精炼的炉渣为具有一定氧化性的黄渣或黑渣，聚渣剂中硼泥的配入量取上限；当钢包造渣精炼的炉渣为灰渣时，聚渣剂中硼泥的配入量取40％-50％范围内的中间值。

3.如权利要求1所述的一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂，其特征在于：当钢包精炼渣的碱度大于6时，渣子结块聚团性能太差，容易散落，导致扒渣难度高，因此，聚渣剂中锂辉石的配入量取上限，即40％；当钢包精炼渣的碱度低于4时，聚渣剂中锂辉石的配入量取下限，即30％；当钢包精炼渣的碱度在4-6时，聚渣剂中锂辉石的配入量取30％-40％范围内的区间值。

4.如权利要求1所述的一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂的制备方法，其特征在于：所有原料经干燥后破碎再磨粉，过40目筛，然后按重量百分数称量配料，通过机械搅拌混料后在滚筒内喷雾造粒，成品粒度1-3mm，然后干燥防潮包装即得到成品。

5.如权利要求1所述的一种钢包炉造渣精炼用聚渣剂的使用方法，其特征在于：在钢包炉内造渣精炼结束后、扒渣前加入钢包顶渣层，加入量为0.2-0.5kg/t钢。