CN109504817A - 一种电炉用发泡剂以及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了公开了一种电炉用发泡剂及其制作方法，包括：废轮胎胶粉，兰炭粉，生白云石粉；各组分的重量百分比为：废轮胎胶粉30％‑60％；兰炭粉30％‑60％；生白云石粉1％‑10％；经过包括废旧轮胎破碎、废旧轮胎橡胶粉碎、废旧轮胎橡胶筛选、兰炭制粉、生白云石制成粉、成分混合、成品烘干、成品应用等步骤；可提高电炉能源利用率，也提高了不锈钢中的金属收得率，同时废轮胎胶粉的使用也是资源再利用，具有明显的环保意义。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种电炉用发泡剂以及制作方法。
背景技术
泡沫渣在冶金过程中有着广泛的应用。在冶炼过程中，当有气体进入熔渣内，被分散成微小气泡而不再聚合时熔渣的体积膨胀，形成有分割膜隔开的、密集排列的蜂窝状气孔结构并滞留一定时间，这种结构的渣称为泡沫渣。也就是在不增加渣量的前提下，使得熔渣的厚度增加。在生成泡沫渣的情况下，电弧炉可采用高压长弧操作，提高电弧效率，保护炉衬。
对于一般钢种的冶炼，可采用喷吹氧气和碳粉生成CO的方法形成泡沫渣，其原理为：
O2＝2[O]
[Fe]+[O]＝(FeO)
(FeO)+C＝CO+[Fe]
钢液中的铁和氧反应生成氧化铁并进入炉渣中，炉渣的氧化铁和碳粉发生还原反应生成CO气体，CO气体在上浮的过程中，形成蜂窝装气孔结构，使得渣的体积显著增大，高度增加，从而形成泡沫渣。
但在不锈钢生产中，由于钢液中的铬化学性质较铁活泼，易被氧化成氧化铬从而造成渣中的氧化铁含量较低而氧化铬含量较高，此外，氧化期为了减少Cr的氧化，采取低水平的吹氧量，而且氧化铬的还原动力学条件差，仅靠加碳粉这种方法难以形成稳定的泡沫渣。
中国专利申请号CN200610028552.9公开了“电弧炉冶炼不锈钢母液钢渣发泡剂”，其成分重量百分比为：石灰石：20～60％；白云石：20～50％；Al2O3：10～40％；碳粉5～20％。但采用以上成分进行操作时由于采用熔渣自身的分解，全部由白云石来提供CO来发泡，这必然导致消耗了部分电能，经济效益并不十分明显且反应发生时间长，且释放CO气泡为瞬间释放这造成了泡沫稳定时间短。
与此同时，据不完全统计2016年全国旧轮胎产生量就达3.5亿条左右约合1200万吨，同时正以每年8％～10％的速度递增。预计到2020年，全国旧轮胎产生量或将高达2000万吨成为不容忽视的“城市矿产”。
一方面轮胎橡胶独有的耐磨，耐老化，防水等特性使之在自然环境中很难降解，如不对其另行处理会对自然环境造成巨大的、长远的污染。另一方面如果能做到旧轮胎回收处理既符合我国当前可持续发展的理念实现废物再利用从中获取经济效益，也可以节约资源减少对环境的危害。在我国旧轮胎以令人惊诧的速度增加，但旧轮胎橡胶作为新材料领域中的“宝”循环再利用率仅有50％左右，其开发潜力巨大，如果旧轮胎开发处理得好就是一座取之不尽，用之不竭的“金矿”。
废轮胎胶粉的组成包括碳氢化合物、炭黑、添加剂CaCO3、MgCO3、活性SiO2，组成重量百分比为：60～70％、炭黑20～30％、CaCO3 1～3％、MgCO3 1～3％、活性SiO2 1～3％。从组分来讲，其在高温下碳氢化合物与碳酸盐的分解可产生大量的一氧化碳以及氢气等气体，对泡沫渣的产生十分有利，同时轮胎中的炭黑除了氧化产生一样化碳气体外，还可在冶炼不锈钢时对渣中的三氧化儿铬起到良好的还原作用，降低渣中的二氧化铬含量，提高金属铬的收得率。
发明内容
本发明的目的是开发了一种电炉发泡剂，在电弧炉冶炼过程中使用，可提高电炉能源利用率，也提高了不锈钢中的金属收得率，同时废轮胎胶粉的使用也是资源再利用，具有明显的环保意义。
本发明在一个方面公开了一种电炉用发泡剂，其特征在于，包括：废轮胎胶粉，兰炭粉，生白云石粉；各组分的重量百分比为：
废轮胎胶粉 30％-60％；
兰炭粉 30％-60％；
生白云石粉 1％-10％。
进一步，所述的废轮胎胶粉颗粒为0.1mm-3mm，所述的兰炭粉的颗粒为0.1mm-3mm，所述的生白云石粉的颗粒为0.1mm-3mm。
同时还公开了一种电炉用发泡剂的制作方法，包括以下的步骤：
S10：废旧轮胎破碎：将废旧轮胎利用破碎机进行破碎，去除钢丝，得到废旧轮胎橡胶；
S20：废旧轮胎橡胶粉碎：将步骤S10中所述的废旧轮胎橡胶用粉碎机进行粉碎，得到废轮胎胶粉粒；
S30：废旧轮胎橡胶筛选：将步骤S20中所述的废轮胎胶粉粒通过筛粉机进行筛分；筛选出粒度为0.1～6mm的废轮胎胶粉；粒度大于6mm的废轮胎胶粉返回步骤S20，直至得到0.1～6mm的废轮胎胶粉；
S40：兰炭制粉：将兰炭用破碎机进行破碎后，再放入粉碎机进行粉碎；在粉碎机粉碎的过程中，加入水，防止兰炭粉散发，并进行循环粉碎，直至兰炭粉的颗粒为0.1mm-3mm；
S50：生白云石制成粉：将生白云石用破碎机进行破碎后，再放入粉碎机进行粉碎，并进行循环粉碎，直至生白云石粉的颗粒为0.1mm-3mm，
S60：成分混合：将所述的废轮胎胶粉、兰炭粉和生白云石粉，按照权利要求1所述的重量百分比进行混合，将所述的废轮胎胶粉、兰炭粉和生白云石粉按比例称重，倒入混粉机进行混合；混合转速150转/min-450转/min；混合时间10min-25min；得到电炉用发泡剂；
S70：成品烘干：将步骤S60中所述的电炉用发泡剂，利用窑炉进行烘干处理，烘干温度在60℃-150℃之间，窑炉的传输带的速度控制在10米/min；将经过窑炉时间控制在4.5分钟-5分钟；得到干燥电炉用发泡剂；
S80：成品应用：将步骤S70中所述的干燥电炉用发泡剂进行投入到交流电弧炉中应用或者进行称重装袋。
本发明的优点在于:
1.炉渣发泡高度达到500mm，将电极弧光完全包裹，提高了电弧效率，保护炉衬，缩短冶炼时间8分钟；炉龄从原来的120炉提高到现在的200炉。
2.由于发泡剂的作用明显，电效率提升，初炼钢水电耗由460kWh/t降至420kWh/t。
3.由于废轮胎胶粉中的炭黑还原效果好，不锈钢中Cr收得率由95.35％提高到97.69％。
4.发泡剂的生产过程中消耗了大量的废轮胎，环保效益显著。
附图说明
图1是本发明的制作方法的流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，公开了5个实施例：根据本发明的各组分的重量百分比进行配比，分别如下：
表一
上述的废轮胎胶粉颗粒为0.1mm-3mm，兰炭粉的颗粒为0.1mm-3mm，生白云石粉的颗粒为0.1mm-3mm；实施例1-实施例5的颗粒均在颗粒范围之内；
上述实施例1-实施例5中的电炉用发泡剂的制作方法，包括以下的步骤：
S10：废旧轮胎破碎：将废旧轮胎利用破碎机进行破碎，去除钢丝，得到废旧轮胎橡胶；
S20：废旧轮胎橡胶粉碎：将步骤S10中所述的废旧轮胎橡胶用粉碎机进行粉碎，得到废轮胎胶粉粒；
S30：废旧轮胎橡胶筛选：将步骤S20中所述的废轮胎胶粉粒通过筛粉机进行筛分；筛选出粒度为0.1～6mm的废轮胎胶粉；粒度大于6mm的废轮胎胶粉返回步骤S20，直至得到0.1～6mm的废轮胎胶粉；
S40：兰炭制粉：将兰炭用破碎机进行破碎后，再放入粉碎机进行粉碎；在粉碎机粉碎的过程中，加入水，防止兰炭粉散发，并进行循环粉碎，直至兰炭粉的颗粒为0.1mm-3mm；
S50：生白云石制成粉：将生白云石用破碎机进行破碎后，再放入粉碎机进行粉碎，并进行循环粉碎，直至生白云石粉的颗粒为0.1mm-3mm，
S60：成分混合：将所述的废轮胎胶粉、兰炭粉和生白云石粉，按照所述表一中的重量百分比进行混合，将所述的废轮胎胶粉、兰炭粉和生白云石粉按比例称重，倒入混粉机进行混合；混合转速150转/min-450转/min；混合时间10min-25min；得到电炉用发泡剂；混合转速和混合时间主要是根据成分的不同而定的。
S70：成品烘干：将步骤S60中所述的电炉用发泡剂，利用窑炉进行烘干处理，烘干温度在60℃-150℃之间，窑炉的传输带的速度控制在10米/min；将经过窑炉时间控制在4.5分钟-5分钟；得到干燥电炉用发泡剂；
S80：成品应用：将步骤S70中所述的干燥电炉用发泡剂进行投入到交流电弧炉中应用或者进行称重装袋。在实施例1-实施例3中采用的是袋装的成品，在实施例4和实施例5中使用了投入到交流电弧炉中的方法。
下面给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
在国内某钢厂150吨交流电弧炉上采用EAF+AOD的冶炼工艺，进一次料→通电→进二次料(同时加石灰450kg，硅球600kg→电耗至36000Kwh吹氧助熔→当料基本熔清后喷电炉发泡剂→电耗至49500kwh取样测温→钢水温度到1650度拉渣出钢。对照组采用50％兰炭粉+50％生白云石粉作为发泡剂
冶炼过程中对比结果如下见表二：
表二
注：上述试验情况为相同钢水条件下所得到的数据。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (3)
1.一种电炉用发泡剂，其特征在于，包括：废轮胎胶粉，兰炭粉，生白云石粉；各组分的重量百分比为：
废轮胎胶粉30％-60％；
兰炭粉30％-60％；
生白云石粉1％-10％。
2.如权利要求1所述的电炉用发泡剂，其特征在于，所述的废轮胎胶粉颗粒为0.1mm-3mm，所述的兰炭粉的颗粒为0.1mm-3mm，所述的生白云石粉的颗粒为0.1mm-3mm。
3.根据权利要求1所述的电炉用发泡剂的制作方法，包括以下的步骤：
S10：废旧轮胎破碎：将废旧轮胎利用破碎机进行破碎，去除钢丝，得到废旧轮胎橡胶；
S20：废旧轮胎橡胶粉碎：将步骤S10中所述的废旧轮胎橡胶用粉碎机进行粉碎，得到废轮胎胶粉粒；
S30：废旧轮胎橡胶筛选：将步骤S20中所述的废轮胎胶粉粒通过筛粉机进行筛分；筛选出粒度为0.1～6mm的废轮胎胶粉；粒度大于6mm的废轮胎胶粉返回步骤S20，直至得到0.1～6mm的废轮胎胶粉；
S40：兰炭制粉：将兰炭用破碎机进行破碎后，再放入粉碎机进行粉碎；在粉碎机粉碎的过程中，加入水，防止兰炭粉散发，并进行循环粉碎，直至兰炭粉的颗粒为0.1mm-3mm；
S50：生白云石制成粉：将生白云石用破碎机进行破碎后，再放入粉碎机进行粉碎，并进行循环粉碎，直至生白云石粉的颗粒为0.1mm-3mm，
S60：成分混合：将所述的废轮胎胶粉、兰炭粉和生白云石粉，按照权利要求1所述的重量百分比进行混合，将所述的废轮胎胶粉、兰炭粉和生白云石粉按比例称重，倒入混粉机进行混合；混合转速150转/min-450转/min；混合时间10min-25min；得到电炉用发泡剂；
S70：成品烘干：将步骤S60中所述的电炉用发泡剂，利用窑炉进行烘干处理，烘干温度在60℃-150℃之间，窑炉的传输带的速度控制在10米/min；将经过窑炉时间控制在4.5分钟-5分钟；得到干燥电炉用发泡剂；
S80：成品应用：将步骤S70中所述的干燥电炉用发泡剂进行投入到交流电弧炉中应用或者进行称重装袋。
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