CN1095762A

CN1095762A - 使用铝渣进行的钢铁冶炼方法

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Publication number: CN1095762A
Application number: CN 94100065
Authority: CN
Inventors: 金哲夫
Original assignee: Kang Jin Trading Co Ltd; MEISEI KAKO CO Ltd; CHINA METALLURGICAL TECHN Co
Current assignee: Kang Jin Trading Co Ltd; MEISEI KAKO CO Ltd; CHINA METALLURGICAL TECHN Co
Priority date: 1994-01-08
Filing date: 1994-01-08
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2014-01-08
Also published as: CN1030532C

Abstract

一种用铝渣进行的钢铁冶炼方法。该方法主要是用铝渣和铝粉配制成符合各种冶炼要求的，组成各异的铝渣—铝粉混合物，然后将这类混合物作为脱氧剂、脱硫助剂喷入铁水或钢水中以进行钢水或铁水的脱氧、脱硫或使之升温。也可将所述的铝渣—铝粉混合物与Fe₂O₃、干锯末配成发热保温剂用于钢锭保温帽的保温并提高其收得率。

Description

本发明涉及钢铁冶炼方法，特别是用铝渣进行的方法。

在铝的熔炼及精炼过程中常生成约3%的铝渣（以下简称AD）。AD中除Al的氧化物外还含有金属AL。常规利用AD的方法是将其粉碎，粒度选剔，将金属铝含量高的部分分离进行重熔而回收铝。由于从金属Al含量低或金属Al含量高但粒度细的AD中回收Al很困难，通常只好把它们用作制备硫酸的原料以便进一步被用作污水净化的沉淀剂。在这种方法，AD中所含的金属Al示得到充分的利用。

日本专利公开JP56-58912（A）（1981.5.22公开）公开了一种铁水脱硫剂，它以CaC₂、石灰和得自各种过程的，作为工业废弃物的铝灰作为主要组分，所述铝灰中的金属起了脱氧剂的及脱硫助剂的作用。该专利公开未涉及铝灰在炼钢和铸程中的应用。

日本专利公开JP63-170215（A（1988.7.14）公开）公开了一种使AD粒化的方法。在该文献中虽然提到可将经该专利公开的方法造粒后的AD用作钢液脱氧剂，提温材料及铸锭的发热材料，但未公开AD作为上述材料在炼钢和铸锭过程中的技术细节，因而本领域中普通技术人员尚不能仅以上述的指导而形成一种采用AD进行的钢锭冶炼方法。

因此，本发明的目的在于提供一种用AD进行的铁水脱硫方法;

本发明的另一目的在于提供一种用AD进行的钢水脱氧及提温方法;

本发明的再一目的在于提供一种用AD进行的钢水脱硫及迅速成渣的方法;

本发明的又一目的在于提供一种用AD进行的使钢锭保温帽部分得以发热保温的方法。

上述目的是这样实现的：

将AD与铝粉配制成混合物AD-30，其组成为：Me-Al 30-35%、Al₂O₃45-55%，其余为不可避免的杂质;然后以氮为载气以0.3-0.4kg/吨铁水的量喷入铁水，接着再以约0.5kg/吨铁水的量喷入石灰使铁水脱硫。

其中所述的石灰含95%以上的CaO，其粒度为0.104mm以下。

用AD和铝粉配制混合物AD-50，其组成为：Me-Al 50-55%，Al₂O₃25-35%，余为不可避免的杂质;以N₂为载气向氧化末期的、扒除氧化渣的熔池以化学计算的用量喷入所述AD-50使钢水脱氧。

用AD和铝粉配制组成为Me-Al 30-35%，Al₂O₃45-55%，余为不可避免的杂质的混合物AD-30，或组成为Me-Al 40-45%，Al₂O₃35-45%，余为不可避免的杂质的混合物AD-40，在氧化末期停止吹氧后以空气为载气以1.6-2.0kg/吨钢水的用量将AD-40或以2.0-2.5kg/吨钢水的用量将AD-30，随同6.3-6.8kg/吨钢水的用量将碳粉喷入熔池以使之升温。

用AD和铝粉配制混合物AD-15，其组成为Me-Al13-17%，Al₂O₃70-75%，余为不可避免的杂质;当用上述的AD-50脱氧后的钢水温度＞1650℃时排除氧化渣后，往熔池中喷入5.5kg/吨钢水量的AD-15混合物，与此同时将常规用量的Fe-Si和Fe-Mn，石灰和莹石加在钢水包中，通电使溶池升温然后大口出钢使钢渣混合以脱硫。

用AD和铝粉配制成组成为Me-Al 13-17%，Al₂O₃70-75%，余为不可避免的杂质的混合物AD-15及组成为Me-Al 20-25%，Al₂O₃60-65%，余为不可避免杂质的混合物AD-25;然后将90%的AD-15，8%的Fe₂O₃及2%的干锯末配制成发热保温剂以50-100mm的厚度洒在大型钢锭的保温帽内的钢水面上;或以85%的AD-25，12%的Fe₂O₃，3%的干锯末以50-100mm的厚度洒在中小型钢锭保温帽内的钢水面上。其中所述的Fe₂O₃比如是轧钢铁鳞。

尽管Al是常规的钢脱氧剂，Al₂O₃是常规的钢铁冶炼过程的造渣剂或脱硫助剂，但采用AD进行钢铁冶炼有其特殊的优点，作为脱氧剂它充分利用了作为工业废弃物AD中的金属铝，而作为脱硫助剂，它比常规的废耐火砖块或铁矾土则具有不降低渣碱度及成渣速度快的优点。

将AD的粒度限于1mm以下是因为1mm以下的AD没有回收金属Al的价值。并且这样的粒度适于喷吹加入，并由于其较大的比表面积可迅速参加反应而成渣。

可用很简便的方法测定各种AD中的金属Al含量，如可使要测定的AD与酸作用，通过测定该反应中释放出的氢而确定其中金属Al的含量。

上述AD-15-AD-60的典型配制工艺是将原料AD磨碎，选剔粒度，测定其中的金属Al含量，加入需要量的铝粉然后混合。为便于操作和管理可预先按AD-15，-25，-30，-40，-50，-60的组成要求制备AD和铝粉的混合物。

上面所述的中小型钢锭是指6T的钢锭，而大钢锭是指6T以上的钢锭。其中AD-15或AD-25中的金属Al与Fe₂O₃反应而发热，所述的Fe₂O₃是含有铁氧化物的混合物，比如可以是轧钢氧化铁皮。干锯末的作用是防止上述反应产物形成微密的导热好的Al₂O₃层。

用AD进行的钢铁冶炼过程有如下有益效果：

它充分利用了工业废弃物AD;

作为铁水的脱硫助剂与常规的石灰为基的脱硫剂使铁水脱硫相比，加入了AD混合物使脱硫率提高30%，脱硫时间缩短50%，脱硫费用下降了62%。

作为脱氧剂，AD-铝粉混合物取代了常规的铝锭，由于避免了铝锭在渣面上的无效燃烧而降低了脱氧步骤中的Al的用量，同时可以更精确地控制Al的利用率;

作为提温剂，AD-铝粉混合物可达到约25-30℃/分的升温速度，而单靠电弧提温该速度一般低于5℃/分。因而可使电耗明显下降。

作为钢液的脱硫助剂，AD-铝粉混合物通过迅速使钢液脱氧及促使CaO迅速成渣，取消了常规的一般长达20分钟以上的还原期;

作为钢锭发热保温剂，使用AD-Fe₂O₃-锯末混合物通过其发热保温效果可使钢锭收得率提高约3%。

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1.

向起始[S]＝0.04%的220吨铁中以氮气为载气喷入80kg经配制的组成为Me-Al35%，Al₂O₃50%，余为不可避免的杂质的AD-30混合物，然后以氮气为载气喷入1100kg，CaO含量为95%，粒度为0.104mm的石灰。20分钟后[S]降至0.005%。

用氮气为载气向同样重量的两批铁水分别喷石灰和CaC₂∶CaCO₃＝77∶23的混合物各为5500kg和750kg使之脱硫，结果是表1。

表1 脱硫效果比较

	CaO单独	AD-30+CaO	CaC₂(77%)-CaCO₃(23%)
				脱硫率，％	100	130	140
脱硫时间，分	40	20	19
				用量kg/T钢	25	5	3.4
成本	263	100	224

用AD-30和CaO混合喷吹有较好的综合效果。

实施例2.

用AD和铝粉配制成组成为Me-Al 55%，Al₂O₃为30%的AD-50混合物，以氮为载气按钢水中氧含量为基的化学计算量将所述AD-50喷入熔池。AD-50中的Me-Al的脱氧利用率为93%，而以抽Al方式加入的铝锭的脱氧利用率仅为76%。

实施例3.

用AD和铝粉配制成组成为Me-Al 43%，Al₂O₃为40%，余为不可避免杂质的混合物AD-40。以空气为载气在熔毕后以1.8kg/吨钢水、6.5kg/吨钢水的用量分别将AD-40和焦碳粉喷入15000KVA的公称容量40吨的电弧炉的熔池中。同样地以所述AD-40，焦炭粉单独地分别进行喷吹及不喷吹任何材料进行对比，溶池的升温情况见表2：

表2 熔池升温情况

喷入材料	试验炉数	平均升温速度℃／分
			AD-40	11	29.1
AD-40+焦炭粉	11	28.7
			焦炭粉	9	13.1
仅用电	8	＜5.0

上述试验的冶炼效果见表3

表3 冶炼效果

项目	未喷AD-40	喷AD-40
			电能消耗	100	95
冶炼时间	100	93
			电极消耗	100	92

可见喷吹AD-40除有明显的熔池提温效果外还有较好的综合冶炼效果。

实施例4.

用AD和铝粉配制组成为Me-Al 15%，Al₂O₃为70%，余为不可避免杂质的混合物AD-15。在15000KVA，公称容量40吨的电弧炉中，当钢水温度为1650℃时扒除氧化渣，以载气向熔池喷吹48kg所述的AD-15。与此同时向炉中加48kg所述AD-15、150kgFe-Si、300kgFe-Mn、700kg粒度50mm的石灰、100kg粒度50mm的莹石。再给电一分钟，取样、快速倾炉出钢，由于添加物与钢水在钢包中的搅拌，促进了化学反应使氧化末期的[S]＝0.15%降至[S]＝0.03%。这样原来耗时约20-30分钟的还原期被基本上取消。

实施例5

浇注40吨钢水12支钢锭。浇注结束后立即保温帽中的钢水面上加组成为AD-15 90%，Fe₂O₃8%、干锯末2%的保温剂其在保温帽内的厚度为60mm。上述钢锭的收得率平均为85%，而用常规保温剂保温的同样钢锭的收得率平均为82%。所述AD-15的组成为Me-Al 1%、Al₂O₃70%，其余为杂质。

浇注40吨钢水12支钢锭。浇注结束后立即保温帽中的钢水面上加组成为AD-25 85%、Fe₂O₃12%、干锯末为3%的保温剂，其在保温帽内的厚度为100mm。上数钢锭的收得率平均约为86%，而用常规保温剂保温的同样的钢锭的平均收得率仅为81.3%。

所述AD-25的组成为Me-Al 24%，Al₂O₃63%，余为杂质。

本说明书及后面的权利要求书中的百分比若无特别说明均为重量百分比。

Claims

1、一种用铝渣(以下简称为AD)进行的铁水脱硫方法，其步骤为：用AD和铝粉配成一种组成为Me-Al30-35%、Al₂O₃45-55%，其余为不可避免的杂质的混合物AD-30；然后以氮气为载气，以0.3-0.4kg/吨铁水的量喷入铁水中，接着再以约0.5kg/吨铁水的量喷入石灰。

2、如权利要求1的方法，其中所述石灰含95%以上的CaO，其粒度为0.104mm以下。

3、一种用AD进行的钢水脱氧方法，其步骤为：用AD和铝粉配成一种组成为Me-Al 50-55%、Al₂O₃25-35%、余为不可避免的杂质的AD-50混合物，在氧化期末扒除氧化渣后以氮气作载气向熔池喷入化学计算量的所述混合物AD-50。

4、一种用AD进行的钢水提温方法，其步骤为：用AD和铝粉配成一种组成为Me-Al 40-45%，Al₂O₃35-45%，余为不可避免的杂质的AD-40混合物，在氧化末期停止吹氧后以空气载气，以1.6-2.0kg/吨钢水的AD-40的用量随同6.3-6.8kg/吨钢水的用量的炭粉喷入所述熔池。

5、一种用AD进行的钢水提温方法，其步骤为：用AD和铝粉配成一种组成为Me-Al 30-35%，Al₂O₃45-55%，余为不可避免的杂质的AD-30混合物，在氧化期停止吹氧后以2.0-2.5kg/吨钢水的用量将AD-30随同6.3-6.8kg/吨钢水用量的炭粉喷入所述熔池。

6、一种用AD进行的钢水脱硫方法，其步骤为：用AD和铝粉配成一种组成为Me-Al 13-17%、Al₂O₃70-75%，余为不可避免杂质的AD-15;在氧化末期同权利要求3的方法使熔池脱氧后且钢水温度达到1650℃时，以1.2kg/吨钢水的用量向炉内加入所述AD-15，与此同时往钢水包中加常规量的Fe-Si和Fe-Mn，炉内钢水经短暂通电加热后快速出钢使钢液、渣和加入的AD-15充分混合反应。

7、一种用AD进行的钢锭保温帽发热保温方法，其步骤为：用AD和铝粉配成Me-Al 13-17%、Al₂O₃70-75%，余为不避免杂质的AD-15混合物，然后再与Fe₂O₃、干锯末配成组成为AD-15 90%、Fe₂O₃8%、干锯末2%的保温剂，浇注完毕后随即将所述发热保温剂撤在6吨以上的钢锭的保温帽内钢水面上，其厚度为50-100mm。

8、一种用AD进行的钢锭保温帽发热保温方法，其步骤为：用AD和铝粉配成Me-Al 20-25%、Al₂O₃60-65%，余为不可避免杂质的AD-25混合物，然后再与Fe₂O₃、干锯末配成组成为AD-25 85%、Fe₂O₃12%，干锯末3%的保温剂，浇注完毕后随即将所述的发热保温剂撤在6吨以下的钢锭的保温帽内的钢水面上，其厚度为50-100mm。

9、权利要求1、3、4、5、6、7、和8中任一项的方法，其中所述的AD的粒度小于1mm。