CN107858476A

CN107858476A - 铬渣在制备转炉炼钢用复合调渣剂中的用途

Info

Publication number: CN107858476A
Application number: CN201711434577.3A
Authority: CN
Inventors: 陈昱键; 陈守俊; 郭义祥
Original assignee: Panzhihua City Ren Tongfan Industry Co Ltd
Current assignee: Panzhihua City Ren Tongfan Industry Co Ltd
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2018-03-30
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: CN107858476B

Abstract

本发明涉及铬渣在制备转炉炼钢用复合调渣剂中的用途，属于炼钢技术领域。本发明所要解决的是现有造渣剂存在的生产成本高、吨钢钢铁料消耗高、成渣时间长、除磷率低等问题，提供了铬渣在制备转炉炼钢用复合调渣剂中的用途，所述的铬渣包含如下重量百分比的组分：40％～55％Fe₂O₃、10％～15％MgO、15％～20％Al₂O₃、5％～10％Cr₂O₃、3％～6％SiO₂。本发明实现了铬盐工业与钢铁工业的联动，既解决了铬盐工业的后顾之忧，也为钢铁工业找到了一种基础的廉价原料，铬盐工业的有钙铬渣变废为宝，最大限度地实现了资源化利用。

Description

铬渣在制备转炉炼钢用复合调渣剂中的用途

技术领域

本发明涉及铬渣在制备转炉炼钢用复合调渣剂中的用途，属于炼钢技术领域。

背景技术

造渣是炼钢工艺中必不可少的一环。炼钢要使得钢中的杂质降低，这些杂质被分离出来后必须进入熔渣，因为熔渣比重轻，就比较容易上浮而除去。另外熔渣还可以保护钢水不和大气直接接触。炼钢造渣就是在炼钢过程中加入称为造渣剂的炼钢物质，比如氟化钙或氧化钙等，以便形成炉渣。

由此可见，转炉造渣是转炉冶炼的关键操作，而快速化渣是转炉造渣的核心内容。采用造渣剂是促进转炉快速化渣的重要措施。早年使用的造渣剂中含有CaF₂，其缺陷是CaF₂与炉渣中SiO₂反应生成SiF₄，与MgO生成MgF₂浸蚀炼钢炉衬，SiF₄等氟化物随炉气进入大气中，污染了空气，氟离子溶于水中，污染水源。

公开号为“CN102382926”的发明专利，公开了一种转炉炼钢无氟造渣剂，造渣剂组成为：25～45％A1₂O₃，15～35％Fe₂O₃，3～10％B₂O₃，5～15％MgO，3～15％CaO，其余为杂质和粘结剂。该造渣剂由工业原料：铁矾土粉、铁精矿粉、含硼矿粉、白云石粉按上述规定的组分(重量百分比)配制，加入粘结剂，经混匀-制粒-烘干-冷却-装袋，呈颗粒状球团，粒径直径为30～60mm。该申请案中的造渣剂虽然是无氟，但是其化渣速度有待改善、原料组成复杂、造渣剂成本高、废弃资源利用不足。

公开号为“CN102978329”的发明专利，公开了一种转炉用复合造渣剂，造渣剂组成为：无钙铬渣68～73％、白刚玉12～15％、石灰石20～23％，其余为杂质和粘结剂。该造渣剂解决了氟的污染问题，同时有限地解决了铬盐工业的无钙铬渣的利用问题，成渣时间缩短30％、吨钢钢铁料消耗降低3kg以上，是一种较好的造渣剂。但是该造渣剂需要价格较高的白刚玉，生产成本高；同时，造渣剂中酸碱性氧化物搭配不合理，碱性氧化物含量相对不足，对溅渣护炉、除磷的保障能力不足。

公开号为“CN101413042”的发明专利，公开了一种造渣剂及其制备方法，造渣剂组成为：25～35％炼钢污泥、25％高硅质锰矿、35～45％石英砂、5％氯化镁。虽然该造渣剂能够缩短成渣时间25％、脱磷率提高6.75个百分点，但该造渣剂存在氯的腐蚀与污染问题，同时酸碱性氧化物的搭配不合理，酸性氧化物含量过高，碱性氧化物含量不足，会带来溅渣护炉困难、脱磷动力不足等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供铬渣在制备转炉炼钢用复合调渣剂中的用途。本发明的另一目的在于提供转炉炼钢用复合调渣剂，以克服现有造渣剂存在的生产成本较高、吨钢钢铁料消耗高、成渣时间长、除磷率低等问题。

本发明提供了铬渣在制备转炉炼钢用复合调渣剂中的用途，所述的铬渣包含如下重量百分比的组分：40％～55％Fe₂O₃、10％～15％MgO、15％～20％Al₂O₃、5％～10％Cr₂O₃、3％～6％SiO₂。

进一步地，所述的铬渣是由铬铁矿与碳酸钠焙烧，水浸，加煤解毒后得到的。

进一步地，所述的铬渣是由下述方法制备得到的：铬铁矿与碳酸钠于900℃～1200℃焙烧，水浸，得到的残渣配加2％～5％w/w的煤粉，于500℃～800℃煅烧1～2小时，即得铬渣。

本发明提供了转炉炼钢用复合调渣剂，包含如下重量百分比的组分：铬渣60～80％、轻烧白云石10～20％、石英砂10～20％，外加粘结剂1～10％。

进一步地，所述的复合调渣剂包含如下重量百分比的组分：铬渣70％、轻烧白云石15％、石英砂15％，外加粘结剂1％。

进一步地，所述粘结剂选自膨润土、水泥、纤维素中一种或两种以上的混合物。

进一步优选地，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或其混合物。

进一步地，所述的铬渣包含如下重量百分比的组分：40％～55％Fe₂O₃、10％～15％MgO、15％～20％Al₂O₃、5％～10％Cr₂O₃、3％～6％SiO₂。

优选地，所述的铬渣是由下述方法制备得到的：铬铁矿与碳酸钠于900℃～1200℃焙烧后水浸，得到的残渣配加2％～5％w/w的煤粉，于500℃～800℃煅烧1～2小时，即得铬渣。

本发明提供了所述复合调渣剂的制备方法，包括如下步骤：

a、分别将铬渣、石英砂和轻烧白云石破碎后过5mm筛，取筛下物备用；

b、取筛下物和粘结剂配料；

c、将配好的物料干混，然后加水湿混，得到湿混料；

d、将湿混料压球，得到湿料球；

e、干燥，即得。

进一步地，干混55～65min。

优选地，干混60min。

进一步地，加水量与配好的物料的质量比为：300～500：5000。

进一步地，湿混50～70min。

优选地，湿混60min。

进一步地，将湿混料送入压球机中压球，得到30×50mm湿料球。

其中，湿料球太大不利于后续的干燥作业，而且使用过程中不容易分散均匀，影响使用效果；太小则会生产较多的细粉，降低生产效率，使用过程中粉尘量大，有效量减少。

进一步地，干燥至料球含水量3.0～3.8％w/w。

其中，料球含水量过低增加干燥成本，对使用没有影响；过高则会降低料球的强度，储运、使用过程中会破碎，使用过程中降温偏大。

本发明提供了铬渣在制备转炉炼钢用复合调渣剂中的用途，实现了铬盐工业与炼钢工业的联动，能够将铬渣中铁、钙、镁进行资源化利用，巩固了铬渣的解毒成果。此外，铬渣中残留的少量Cr₂O₃在钢渣中以稳定的三价的铬尖晶石的形式存在，在后续钢渣综合利用或者堆存过程中不会氧化而危害环境。本发明还提供了转炉炼钢用复合调渣剂，与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明提供的转炉用高效复合调渣剂，不含CaF₂，从源头上解决了氟、氯等的腐蚀与污染问题，清洁了炼钢作业环境。

(2)本发明提供的转炉用高效复合调渣剂，成渣时间短，成渣时间减少10～30％左右，生产效率高，吨钢钢铁料消耗降低2～5kg，吨钢渣料消耗降低4～10kg，经济效益显著。

(3)现阶段，炼钢供氧工艺主要为恒压变枪或变压恒枪，即采取恒压高枪位或低压保持氧枪枪位不变，实现铁的强制氧化，得到冶金活性较好的铁酸钙液态体系的炉渣，保证炼钢过程顺行。未来炼钢供氧工艺的主要发展方向为恒压恒枪，即通过配渣手段改变炼钢的炉渣体系，确保炼钢过程中炉渣一直处于冶金活性较高的液态，不再需要强制氧化铁来获得冶金活性高的液态的铁酸钙炉渣，相应地也就不需要不停地调节氧气压力来保持恒枪位操作或恒定氧气压力条件不停地升降氧枪枪位的操作。换句话说，恒压恒枪的条件下，带来的问题是铁酸钙分解后渣系熔点上升，渣态由液态变成了固态，冶金活性大大降低。要实现恒压恒枪炼钢工艺，渣系不能采用不稳定的铁酸钙渣系，只能采用熔点低、更稳定的新型渣系。本发明调渣剂的特点即是低熔点高碱度渣系，因此，本发明调渣剂的开发成功为恒压恒枪炼钢工艺的实施创造条件，使恒枪炼钢工艺的实施变为可能。

具体实施方式

本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。

铬盐生产过程中，铬铁矿与碳酸钠在高温反应后水浸，水浸残渣经过高温解毒便得到了铬渣，其具有产出量大、Fe₂O₃与MgO含量高的特点，同时还含有一定量的Al₂O₃、Cr₂O₃等。发明人分析，从转炉炼钢的特点来看，MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃等都是炼钢必不可少的基础成份，而Cr₂O₃也可以在高温炉渣中以稳定的三价的含铬物相存在，因此考虑利用解毒后的铬渣制备转炉炼钢用高效复合调渣剂。

进一步地，本发明通过合理搭配成分，提供了转炉炼钢用复合调渣剂。本发明调渣剂既具有较低的四元碱度，有利于降低渣系的熔点，缩短成渣时间、降低钢铁料消耗，还具有很高的二元碱度，也为强化脱磷提供了原动力，有利于冶炼高磷铁水。本发明调渣剂的特点就是“低熔点的高碱度渣系”。

本发明提供的复合调渣剂，配加轻烧白云石，可以进一步提高渣系的碱度并有利于溅渣护炉，铬渣原有的Al₂O₃在渣系中可以生成稳定的低熔点渣相，配加石英砂可以进一步强化与稳定低熔点的渣相。综合来看，铬渣固有组分结合添加的轻烧白云石、石英砂等可以实现炼钢过程中的稳定渣态，可有效缓解炼钢过程出现渣态返干等问题，持续保持冶金活性最高的液态渣状态。

以下所述铬渣为：铬铁矿与碳酸钠在900℃～1200℃高温焙烧后水浸，得到的残渣配加2％～5％的煤粉在500℃～800℃高温下煅烧1～2小时，得到的固体物，即为解毒后的铬渣。本发明所述铬渣均为解毒后的铬渣。

实施例1本发明复合调渣剂的制备及造渣效果

将铬渣、石英砂、轻烧白云石破碎后过5mm筛，取筛下物备用。将筛下物分别按照铬渣:轻烧白云石:石英砂:膨润土＝70:10:20:5(质量比)配料，准备物料总量5000kg。先将配好的物料干混60min，然后加水500kg湿混60min得到湿混料。将湿混料送入压球机中压球，得到了30×50mm湿料球。将湿料球晾干两天后测试料球含水3.8％、P0.035％、S0.027％。料球自2m高出自由落下不破碎。

分别使用本发明复合调渣剂和矿石生产HPB300，造渣效果的对比见下表。使用本发明复合调渣剂，炼钢时铁水含0.086％P，加入量为6kg/t，成渣时间为210秒，吨钢钢铁料消耗降低2.3kg，一倒脱磷率78％，终点磷含量降低到了0.027％。

表1造渣效果对比

实施例2本发明复合调渣剂的制备及造渣效果

将铬渣、石英砂、轻烧白云石破碎后过5mm筛，取筛下物备用。将筛下物分别按照铬渣:轻烧白云石:石英砂:铝酸盐水泥＝70:20:10:10(质量比)配料，准备物料总量5000kg。先将配好的物料干混55min，然后加水400kg湿混70min得到湿混料。将湿混料送入压球机中压球，得到了30×50mm湿料球。将湿料球晾干两天后测试料球含水3.3％、P0.037％、S0.029％。料球自2m高出自由落下不破碎。

分别使用本发明复合调渣剂和矿石生产HPB400，造渣效果的对比见下表。使用本发明复合调渣剂，炼钢时铁水含0.085％P，加入量为6kg/t，成渣时间为200秒，吨钢钢铁料消耗降低3.1kg，一倒脱磷率80％，终点磷含量降低到了0.025％。

表2造渣效果对比

实施例3本发明复合调渣剂的制备及造渣效果

将铬渣、石英砂、轻烧白云石破碎后过5mm筛，取筛下物备用。将筛下物分别按照铬渣:轻烧白云石:石英砂:纤维素＝80:10:10:1配料，准备物料总量5000kg。先将配好的物料干混65min，然后加水300kg湿混50min得到湿混料。将湿混料送入压球机中压球，得到了30×50mm湿料球。将湿料球晾干两天后测试料球含水3.3％、P0.037％、S0.029％。料球自2m高出自由落下不破碎。

分别使用本发明复合调渣剂和矿石生产HPB400，造渣效果的对比见下表。使用本发明复合调渣剂，炼钢时铁水含0.087％P，加入量为4kg/t，成渣时间为195秒，吨钢钢铁料消耗降低4kg，一倒脱磷率82％，终点磷含量降低到了0.031％。

表3造渣效果对比

实施例4本发明复合调渣剂的制备及造渣效果

将铬渣、石英砂、轻烧白云石破碎后过5mm筛，取筛下物备用。将筛下物分别按照铬渣:轻烧白云石:石英砂:硅酸盐水泥＝60:20:20:7配料，准备物料总量5000kg。先将配好的物料干混55min，然后加水300kg湿混70min得到湿混料。将湿混料送入压球机中压球，得到了30×50mm湿料球。将湿料球晾干两天后测试料球含水3.3％、P0.037％、S0.029％。料球自2m高出自由落下不破碎。

分别使用本发明复合调渣剂和矿石生产HPB400，造渣效果的对比见下表。使用本发明复合调渣剂，炼钢时铁水含0.087％P，加入量为4kg/t，成渣时间为198秒，吨钢钢铁料消耗降低4.1kg，一倒脱磷率85％，终点磷含量降低到了0.032％。

表4造渣效果对比

实施例5本发明复合调渣剂的制备及造渣效果

将铬渣、石英砂、轻烧白云石破碎后过5mm筛，取筛下物备用。将筛下物分别按照铬渣:轻烧白云石:石英砂:硅酸盐水泥＝70:15:15:9配料，准备物料总量5000kg。先将配好的物料干混55min，然后加水300kg湿混60min得到湿混料。将湿混料送入压球机中压球，得到了30×50mm湿料球。将湿料球晾干两天后测试料球含水3.3％、P0.037％、S0.029％。料球自2m高出自由落下不破碎。

分别使用本发明复合调渣剂和矿石生产HPB400，造渣效果的对比见下表。使用本发明复合调渣剂，炼钢时铁水含0.087％P，加入量为6.1kg/t，成渣时间为211秒，吨钢钢铁料消耗降低4.3kg，一倒脱磷率88％，终点磷含量降低到了0.035％。

表5造渣效果对比

Claims

1.铬渣在制备转炉炼钢用复合调渣剂中的用途，所述的铬渣包含如下重量百分比的组分：40％～55％Fe₂O₃、10％～15％MgO、15％～20％Al₂O₃、5％～10％Cr₂O₃、3％～6％SiO₂。

2.如权利要求1所述的用途，其特征是：所述的铬渣是由铬铁矿与碳酸钠焙烧，水浸，加煤解毒后得到的。

3.如权利要求1或2所述的用途，其特征是：所述的铬渣是由下述方法制备得到的：铬铁矿与碳酸钠于900℃～1200℃焙烧，水浸，得到的残渣配加2％～5％w/w的煤粉，于500℃～800℃煅烧1～2小时，即得铬渣。

4.转炉炼钢用复合调渣剂，其特征是：包含如下重量百分比的组分：铬渣60～80％、轻烧白云石10～20％、石英砂10～20％，外加粘结剂1～10％。

5.如权利要求4所述的复合调渣剂，其特征是：包含如下重量百分比的组分：铬渣70％、轻烧白云石15％、石英砂15％，外加粘结剂1％。

6.如权利要求4或5所述的复合调渣剂，其特征是：所述粘结剂选自膨润土、水泥、纤维素中一种或两种以上的混合物；优选地，所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或其混合物。

7.如权利要求4或5所述的复合调渣剂，其特征是：所述的铬渣包含如下重量百分比的组分：40％～55％Fe₂O₃、10％～15％MgO、15％～20％Al₂O₃、5％～10％Cr₂O₃、3％～6％SiO₂。

8.如权利要求4、5或7任意一项所述的复合调渣剂，其特征是：所述的铬渣是由铬铁矿与碳酸钠焙烧，水浸，加煤解毒后得到的；优选地，所述的铬渣是由下述方法制备得到的：铬铁矿与碳酸钠于900℃～1200℃焙烧后水浸，得到的残渣配加2％～5％w/w的煤粉，于500℃～800℃煅烧1～2小时，即得铬渣。

9.权利要求4～8任意一项所述复合调渣剂的制备方法，其特征是：包括如下步骤：

b、取筛下物和粘结剂配料；

c、将配好的物料干混，然后加水湿混，得到湿混料；

d、将湿混料压球，得到湿料球；

e、干燥，即得。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征是：满足以下至少一项：

干混55～65min；

优选地，干混60min；

加水量与配好的物料的质量比为：300～500：5000；

湿混50～70min；

优选地，湿混60min；

将湿混料送入压球机中压球，得到30×50mm湿料球；

干燥至料球含水量3.0～3.8％w/w。