CN109825666A - 一种无氟化渣剂的配方及其制备方法 - Google Patents

一种无氟化渣剂的配方及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，其特征在于：所述无氟化渣剂的配方的组成成分及其质量百分含量为：主原料包括连铸铸余渣尾渣15％‑30％、钒铁冶炼刚玉渣50％‑65％、工业碳酸钠5％‑15％、金属铝粒3％‑8％；辅料成型结合剂为所述主原料总质量的1％‑5％；所述无氟化渣剂的制备方法还包括以下步骤：步骤一干混拌料、步骤二湿混拌料、步骤三冷压成型、步骤四初次筛分、步骤五自然干燥、步骤六烘烤干燥、步骤七最终筛选。本发明是炼钢工艺中天然萤石化渣剂的理想替代品。实现熔点低、融化速度快、辅助化渣效果好，不仅有效解决了萤石侵蚀耐材、污染环境的问题，而且对改善炼钢精炼化渣效果、降低冶炼成本均有良好的效果。克服了现有技术的不足。

Description

一种无氟化渣剂的配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种钢水精炼辅助材料及钢铁冶炼二次资源综合利用技术领域，尤其涉及一种无氟化渣剂的配方及其制备方法。
背景技术
目前，国内外多数钢厂均采用萤石作为转炉或者精炼工序的化渣材料。萤石主要成分为CaF2，其具有加速炉渣熔化、不影响炉渣碱度、热平衡影响小等特点，但是使用萤石辅助化渣对炉衬或钢包耐火材料的侵蚀非常严重，大大的增加了耐材成本的消耗以及安全生产风险，另外在炼钢的高温下CaF2会发生部分分解，进入精炼炉循环水系统和大气，造成环境污染，并且会对人体造成危害。同时，随着萤石资源的日益枯竭，价格也随之上涨，萤石品位也很难保证，从而导致炼钢成本增加。在当今环境保护的大趋势和大环境下，清洁生产是21世纪钢铁工业可持续发展的方向，因此研究使用无氟精炼化渣剂代替萤石，提高冶炼控制稳定性，对改善炼钢精炼化渣效果、降低冶炼成本以及保护环境均具有非常重要的意义。
为了进一步解决利用萤石化渣带来的一系列问题，本发明经过一系列的研究与试验，成功研制了一种以连铸铸余渣尾渣、钒制品冶炼产生的刚玉渣、工业碳酸钠以及金属铝粒为主要原材料的无氟化渣剂。
上述连铸铸余渣尾渣指的是连铸浇钢完毕后，钢包中剩余的余钢余渣经过打水、热闷、冷却、磁选后产生的FeO含量较低的钢渣，以国内某钢厂为例，其连铸产生的铸余渣主要成分见表1：
表1国内某钢厂连铸铸余渣尾渣化学成分表
化学成分 CaO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> FeO MnO P S
含量范围/％ 38.5～45.2 18.2～25.7 ≤1.2 ≤0.5 ≤0.05 ≤0.10
从表1中化学成分可以看出，该钢厂产生的连铸铸余渣尾渣主要成分为CaO和Al2O3，且FeO、MnO、P、S等有害元素较低，经过进一步分析其主要化合相为C12A7，且有少量的CA和CA2，均为同分熔化化合物，稳定性较高，且熔点较低。用于钢水精炼具有熔点低、化渣速度快，熔渣流动性良好等优点，且能优化除杂环境，提高精炼效率。
上述钒钒制品冶炼产生的刚玉渣指的是采用金属铝还原工艺冶炼钒铁产生的尾渣，其具有较高的Al2O3含量，以国内某钒制品厂为例，其产生的刚玉渣主要化学成分见表2：
表2国内某钒制品厂刚玉渣化学成分表
化学成分 CaO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> P S
含量范围/％ 5.2～10.3 65.7～72.3 ≤0.05 ≤0.05
从表2中化学成分可以看出，国内某钒制品厂产生的刚玉渣Al2O3含量达到了65％以上，最高达到了72％，具有较高的Al2O3含量，且含有少量的CaO成分，P、S等有害杂质含量极低，该种刚玉渣在钢水精炼化渣剂中应用可以有效改善炉渣钙铝比，降低炉渣熔点，改善炉渣流动性，提高钢水精炼工艺稳定性。
本发明所提供的无氟化渣剂不仅具有良好的冶金效果和环境友好性，而且其制备所需要的主要原材料均为钢铁冶炼产生的二次资源，不仅使该产品具有较高的性价比，而且有效解决了上述两种二次资源处置不得当造成的环境污染问题。在实现低成本炼钢的大形势下，给炼钢行业带来了一种新的选择，是目前天然萤石矿产的理想替代品。本发明在炼钢工艺中成功应用不仅为钢铁企业降低了生产成本，也为炼钢行业解决了萤石及二次资源的环境污染问题，即经济又环保，符合国家当前“绿色工业”的政策形势。实现熔点低、融化速度快、辅助化渣效果好等优点，不仅有效解决了萤石侵蚀耐材、污染环境的问题，而且对改善炼钢精炼化渣效果、降低冶炼成本均有良好的效果。克服了现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，合理地解决了现有钢水精炼工艺中采用萤石化渣带来的的炉衬耐材侵蚀严重、环境污染、成本高、工艺稳定差、资源短缺的问题。
本发明采用如下技术方案：
一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，其特征在于：
所述无氟化渣剂的配方的组成成分及其质量百分含量为：
主原料包括连铸铸余渣尾渣15％-30％、钒铁冶炼刚玉渣50％-65％、工业碳酸钠5％-15％、金属铝粒3％-8％；辅料成型结合剂为所述主原料总质量的1％-5％；
所述无氟化渣剂的制备方法还包括以下步骤：
步骤一、干混拌料，将所述主原料干料混合搅拌3-5min混匀后，再加入所述辅料成型结合剂干料混合搅拌2-3min至均匀，制备干混料；
步骤二、湿混拌料，采用喷淋的方式将所述干混料中加入所述干混料总质量8％-10％的水，搅拌3-5min，制备湿混料；
步骤三、冷压成型，将所述湿混料采用冷压成型机压合制备无氟化渣剂球团坯；
步骤四、初次筛分，采用10mm筛孔的筛子对所述无氟化渣剂球团坯进行筛分，选取粒径大于10mm的所述无氟化渣剂球团坯制备无氟化渣剂球团初选坯；
步骤五、自然干燥，将所述无氟化渣剂球团初选坯采用平铺的方式进行自然干燥，球团平铺厚度不能超过30cm，自然干燥时间不少于24h，制备无氟化渣剂球团预干坯；
步骤六、烘烤干燥，将所述无氟化渣剂球团预干坯放入烘干机烘烤干燥，烘烤干燥温度为120-250℃，烘烤时间为8-12h，制备无氟化渣剂球团干坯；
步骤七、最终筛选，采用5mm的筛子对所述无氟化渣剂球团干坯进行筛分，筛除粒径≤5mm的部分制备无氟化渣剂，构成所述一种无氟化渣剂的配方及其制备方法。
进一步地，所述无氟化渣剂的配方的组成成分的参数为：所述连铸铸余渣尾渣中CaO含量≥38.0％、Al2O3含量≥18.0％、P≤0.05％、S≤0.10％，其粒径小于1mm；所述钒铁冶炼刚玉渣中CaO含量≥5.0％、Al2O3含量≥65.0％、P≤0.05％、S≤0.05％，其粒径小于5mm；所述工业碳酸钠中Na2CO3含量≥98.0％，所述金属铝粒中金属铝含量≥99.0％，其粒径为3-5mm。
进一步地，所述辅料成型结合剂为有机纤维素类粘结剂或无机类粘结剂。
进一步地，所述无氟化渣剂的质量和技术参数：按质量百分比计，含水量≤2.0％，粒径为20-60mm的部分≥95.0％，粒径≤5mm的部分≤5.0％；碎率≤5.0％，主要化学成分含量为：CaO：5％-15％、Al2O3：40％-50％、Na2CO3≥4％-15％、金属铝含量：3％-8％、P≤0.05％、S≤0.10％，以及杂质≤0.05％。
进一步地，所述无氟化渣剂应用于钢水精炼工艺中作为化渣剂。
本发明的有益技术效果是:
本发明公开了一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，合理地解决了现有钢水精炼工艺中采用萤石化渣带来的的炉衬耐材侵蚀严重、环境污染、成本高、工艺稳定差、资源短缺的问题。
本发明在实现低成本炼钢的大形势下，给炼钢行业带来了一种新的选择，是目前天然萤石矿产的理想替代品。本发明在炼钢工艺中成功应用不仅为钢铁企业降低了生产成本，也为炼钢行业解决了萤石及二次资源的环境污染问题，即经济又环保，符合国家当前“绿色工业”的政策形势。实现熔点低、融化速度快、辅助化渣效果好等优点，不仅有效解决了萤石侵蚀耐材、污染环境的问题，而且对改善炼钢精炼化渣效果、降低冶炼成本均有良好的效果。克服了现有技术的不足。
具体实施方式
通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。
实施例:
一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，其特征在于：
所述无氟化渣剂的配方的组成成分及其质量百分含量为：
主原料包括连铸铸余渣尾渣15％-30％、钒铁冶炼刚玉渣50％-65％、工业碳酸钠5％-15％、金属铝粒3％-8％；辅料成型结合剂为所述主原料总质量的1％-5％；
所述无氟化渣剂的制备方法还包括以下步骤：
步骤一、干混拌料，将所述主原料干料混合搅拌3-5min混匀后，再加入所述辅料成型结合剂干料混合搅拌2-3min至均匀，制备干混料；
步骤二、湿混拌料，采用喷淋的方式将所述干混料中加入所述干混料总质量8％-10％的水，搅拌3-5min，制备湿混料；
步骤三、冷压成型，将所述湿混料采用冷压成型机压合制备无氟化渣剂球团坯；
步骤四、初次筛分，采用10mm筛孔的筛子对所述无氟化渣剂球团坯进行筛分，选取粒径大于10mm的所述无氟化渣剂球团坯制备无氟化渣剂球团初选坯；
步骤五、自然干燥，将所述无氟化渣剂球团初选坯采用平铺的方式进行自然干燥，球团平铺厚度不能超过30cm，自然干燥时间不少于24h，制备无氟化渣剂球团预干坯；
步骤六、烘烤干燥，将所述无氟化渣剂球团预干坯放入烘干机烘烤干燥，烘烤干燥温度为120-250℃，烘烤时间为8-12h，制备无氟化渣剂球团干坯；
步骤七、最终筛选，采用5mm的筛子对所述无氟化渣剂球团干坯进行筛分，筛除粒径≤5mm的部分制备无氟化渣剂，构成所述一种无氟化渣剂的配方及其制备方法。
进一步地，所述无氟化渣剂的配方的组成成分的参数为：所述连铸铸余渣尾渣中CaO含量≥38.0％、Al2O3含量≥18.0％、P≤0.05％、S≤0.10％，其粒径小于1mm；所述钒铁冶炼刚玉渣中CaO含量≥5.0％、Al2O3含量≥65.0％、P≤0.05％、S≤0.05％，其粒径小于5mm；所述工业碳酸钠中Na2CO3含量≥98.0％，所述金属铝粒中金属铝含量≥99.0％，其粒径为3-5mm。
进一步地，所述辅料成型结合剂为有机纤维素类粘结剂或无机类粘结剂。
进一步地，所述无氟化渣剂的质量和技术参数：按质量百分比计，含水量≤2.0％，粒径为20-60mm的部分≥95.0％，粒径≤5mm的部分≤5.0％；碎率≤5.0％，主要化学成分含量为：CaO：5％-15％、Al2O3：40％-50％、Na2CO3≥4％-15％、金属铝含量：3％-8％、P≤0.05％、S≤0.10％，以及杂质≤0.05％。
进一步地，所述无氟化渣剂应用于钢水精炼工艺中作为化渣剂。完成所述一种无氟化渣剂的配方及其制备方法的实施。
当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，其特征在于：
所述无氟化渣剂的配方的组成成分及其质量百分含量为：
主原料包括连铸铸余渣尾渣15％-30％、钒铁冶炼刚玉渣50％-65％、工业碳酸钠5％-15％、金属铝粒3％-8％；辅料成型结合剂为所述主原料总质量的1％-5％；
所述无氟化渣剂的制备方法还包括以下步骤：
步骤一、干混拌料，将所述主原料干料混合搅拌3-5min混匀后，再加入所述辅料成型结合剂干料混合搅拌2-3min至均匀，制备干混料；
步骤二、湿混拌料，采用喷淋的方式将所述干混料中加入所述干混料总质量8％-10％的水，搅拌3-5min，制备湿混料；
步骤三、冷压成型，将所述湿混料采用冷压成型机压合制备无氟化渣剂球团坯；
步骤四、初次筛分，采用10mm筛孔的筛子对所述无氟化渣剂球团坯进行筛分，选取粒径大于10mm的所述无氟化渣剂球团坯制备无氟化渣剂球团初选坯；
步骤五、自然干燥，将所述无氟化渣剂球团初选坯采用平铺的方式进行自然干燥，球团平铺厚度不能超过30cm，自然干燥时间不少于24h，制备无氟化渣剂球团预干坯；
步骤六、烘烤干燥，将所述无氟化渣剂球团预干坯放入烘干机烘烤干燥，烘烤干燥温度为120-250℃，烘烤时间为8-12h，制备无氟化渣剂球团干坯；
步骤七、最终筛选，采用5mm的筛子对所述无氟化渣剂球团干坯进行筛分，筛除粒径≤5mm的部分制备无氟化渣剂，构成所述一种无氟化渣剂的配方及其制备方法。
2.根据权利要求1所述一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，其特征在于，所述无氟化渣剂的配方的组成成分的参数为：所述连铸铸余渣尾渣中CaO含量≥38.0％、Al2O3含量≥18.0％、P≤0.05％、S≤0.10％，其粒径小于1mm；所述钒铁冶炼刚玉渣中CaO含量≥5.0％、Al2O3含量≥65.0％、P≤0.05％、S≤0.05％，其粒径小于5mm；所述工业碳酸钠中Na2CO3含量≥98.0％，所述金属铝粒中金属铝含量≥99.0％，其粒径为3-5mm。
3.根据权利要求1所述一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，其特征在于，所述辅料成型结合剂为有机纤维素类粘结剂或无机类粘结剂。
4.根据权利要求1所述一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，其特征在于，所述无氟化渣剂的质量和技术参数：按质量百分比计，含水量≤2.0％，粒径为20-60mm的部分≥95.0％，粒径≤5mm的部分≤5.0％；碎率≤5.0％，主要化学成分含量为：CaO：5％-15％、Al2O3：40％-50％、Na2CO3≥4％-15％、金属铝含量：3％-8％、P≤0.05％、S≤0.10％，以及杂质≤0.05％。
5.根据权利要求1所述一种无氟化渣剂的配方及其制备方法，其特征在于，所述无氟化渣剂应用于钢水精炼工艺中作为化渣剂。
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