CN110157860A - 一种硅铁提纯脱铝用精炼渣及配制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种硅铁提纯脱铝用精炼渣及配制方法，通过本方法配制的硅铁脱铝精炼渣不仅能够降低配制成本还能够大幅降低精炼渣的熔点及密度，易于实现渣‑金分离，可将价格相对低廉的高铝含量普通硅铁处理成价格相对较高的低铝硅铁，进而来降低冶炼过程中合金的使用成本。同时将连铸生产过程中产生的废弃物用来配制精炼渣，使其得到高效合理利用，实现资源的可持续化。
Description
技术领域
本发明属于合金提纯精炼领域，特别是涉及一种硅铁提纯脱铝用精炼渣及配制方法。
背景技术
硅铁合金作为炼钢用脱氧剂和合金添加剂，一般对含铝量不作要求。但在冶炼某些特殊钢种时，如冶炼硅钢、帘线钢、重轨钢等，对硅铁中的铝含量都有严格要求。因此，在硅铁生产工业中，通常需要采用炉外精炼的方式对普通硅铁合金进行脱铝处理。主要的精炼方法包括氯化精炼法和氧化精炼法。氯化精炼法对环境污染大，投资成本高，逐渐被淘汰；氧化精炼法操作简便，投资成本低，环境污染小，被许多生产企业所采用。在氧化精炼法当中，脱铝的效果与精炼渣密切相关。目前在硅铁精炼过程中普遍采用的渣系为CaO-Fe2O3-SiO2-CaF2,但由于该渣与硅铁密度相当，导致渣铁分离困难。为了形成低熔点、低密度的精炼渣，人们对精炼渣进行了大量研究，2010年第九届冶金工程科学论坛上发表了一篇题为《“三七渣”精炼硅铁脱铝、脱钙能力的实验研究》的论文，对电渣重熔用的“三七渣”应用到硅铁合金脱铝、脱钙上进行了分析，结果表明该渣只能起到脱钙的效果，不但不能起到脱铝作用，反而还会增加铁合金的铝含量，不能用来进行硅铁合金脱铝。文献《硅铁炉外加合成渣底吹氧脱铝试验》(2000年《铁合金》期刊第5期)以硅石、铁屑和萤石的混合料为精炼渣料进行了对硅铁合金脱铝试验研究，该精炼渣虽然也能起到脱铝作用，但由于渣中SiO2含量高，渣子粘度高，精炼渣吸收铝氧化物困难，导致合金脱铝提纯效果不佳。
发明内容
针对一些高附加值钢种在开发过程中需要低铝硅铁进行脱氧合金化，而目前使用的低铝硅铁其价格比较高，增加了生产成本的现状，本发明提供了一种硅铁提纯脱铝用精炼渣及配制方法，目的在于提供一种能够提高硅铁脱铝效果的精炼渣，将价格相对低廉的高铝含量普通硅铁处理成价格相对较高的低铝硅铁，进而来降低冶炼过程中合金的使用成本。同时将连铸生产过程中产生的废弃物用来配制精炼渣，使其得到高效合理利用。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
在对硅铁进行脱铝提纯的生产中常用的精炼渣是通过硅质氧化剂(主要为硅石)、碱性熔剂(主要为石灰)和助熔剂(主要为萤石)配制而成。但由于配制而成的精炼渣其粘度较大，其脱铝效果并不理想，为了提高精炼渣的脱铝效果以及使废弃资源得到合理利用，本发明开发了一种以连铸旋流井沉积污泥、转炉除尘灰、石英砂及硼砂为主要原料的精炼渣。
连铸旋流井沉积污泥是由铸坯在二冷冷却过程中生成的氧化铁皮和保护渣凝固后形成的渣皮组成的混合物，含有大量的氧化铁及降低熔渣熔点的化合物，但是氧化铁含量没有轧钢铁皮的多，再加上含有钠、氟等离子，因此连铸铁皮的利用难度要比转炉尘泥和轧钢铁皮大，没有被有效的利用，大部分被作为工业废物丢弃。转炉除尘灰主要成分为铁氧化物，目前收集的除尘灰主要是以加工转炉化渣剂或者用来配制球团的形式进行回收利用，其利用价值不高。硼砂主要成分为氧化硼，由于其熔点低，在冶金行业常用来作为助熔剂被使用。本发明为了能够使这些废弃资源得到高效利用，将其作为主要原料用来配制硅铁合计脱铝用精炼渣，具体的技术方案描述如下：
一种硅铁合金脱铝用精炼渣，其特征在于：其原料按质量百分含量分别为：旋流井沉泥40～60％，转炉除尘灰10～20％，石英砂15～30％，硼砂8～15％。
一种硅铁合金脱铝用精炼渣的配制方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1)将从旋流井中捞出的沉泥进行烘干处理，为了降低烘干能源成本，以高温连铸坯的余热为热源，烘干后的沉泥其水分质量百分含量要低于0.5％；
步骤2)将达到烘干要求的物料收集并进行破碎处理，沉泥粒径控制在0.5～3mm，对硼砂同样进行破碎处理，其破碎后的粒径控制在5～15mm；
步骤3)将旋流井沉泥、转炉除尘灰、石英砂、硼砂按上述比例进行配制，将配好后的物料放入到搅拌机内进行混匀处理，在此过程中为了使物料能够更好的处于混匀状态及后道工序的成型性，在混拌过程中向物料中按物料体积2～5％的比例加入粘结剂；
步骤4)将混匀的物料通过压球机压制成直径为30～60mm的物料球；
步骤5)对压制好的物料球进行烘烤强化处理，为了防止物料球在烘烤过程中发生破裂粉化，影响使用质量，烘烤分为三个阶段进行，第一阶段将物料球在80～150℃的温度下烘烤3～5h缓慢将混料中带入的水分去除；第二阶段将温度升高到160～200℃进行烘烤0.5～1h作为第三阶段的过渡阶段；第三阶段将温度升高到200～400℃进行烘烤2～4h作为物料球强化阶段；
步骤6)在物料球烘烤达到要求后，进行自然冷却，待温度降至室温时，对其进行收集，完成精炼渣的配制。
所述精炼渣各成分原料按照质量百分比要求，旋流井沉泥中CaO为5～10％，SiO2为15～30％，碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O)总含量小于5％，Fe2O3为20～40％；转炉除尘灰中Fe2O3为60～80％；石英砂中SiO2为85～95％，硼砂中B2O3为60～75％。
所述的粘结剂为水玻璃。
通过本方法配制的硅铁脱铝精炼渣不仅能够降低配制成本还能够大幅降低精炼渣的熔点及密度，易于实现渣-金分离，可将价格相对低廉的高铝含量普通硅铁处理成价格相对较高的低铝硅铁，进而来降低冶炼过程中合金的使用成本。同时将连铸生产过程中产生的废弃物用来配制精炼渣，使其得到高效合理利用，实现资源的可持续化。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明：
实施例1
一种硅铁合金脱铝用精炼渣由旋流井沉泥、转炉除尘灰、石英砂、硼砂配制而成，其质量百分含量分别为：旋流井沉泥55％，转炉除尘灰15％，石英砂18％，硼砂12％。
配制方法：
(1)将从旋流井中捞出的沉泥进行烘干处理，为了降低烘干能源成本，以高温连铸坯的余热为热源，烘干后的沉泥其水分含量要低于0.5％；
(2)将达到烘干要求的物料收集并进行破碎处理，沉泥粒径控制在1mm，对硼砂同样进行破碎处理，其破碎后的粒径控制在6mm。
(3)按旋流井沉泥55％，转炉除尘灰15％，石英砂18％，硼砂12％的比例进行配制，将配好后的物料放入到搅拌机内进行混匀处理，在此过程中为了使物料能够更好的处于混匀状态及后道工序的成型性，在混拌过程中向物料中按物料体积2.5％的比例加入水玻璃溶液；
(4)将混匀的物料通过压球机压制成直径为35mm的物料球；
(5)对压制好的物料球进行烘烤强化处理，为了防止物料球在烘烤过程中发生破裂粉化，影响使用质量，烘烤分为三个阶段进行，第一阶段将物料球在90℃的温度下烘烤3.5h缓慢将混料中带入的水分去除；第二阶段将温度升高到170℃进行烘烤0.5h作为第三阶段的过度阶段；第三阶段将温度升高到250℃进行烘烤2.5h作为物料球强化阶段；
(6)在物料球烘烤达到要求后，进行自然冷却，待温度降至室温时，对其进行收集，完成精炼渣的配制。
该渣使用效果，使用过程中粉化率低于2％，硅铁铝含量可从2.8％降到0.5％，脱铝率达到82％。
实施例2
一种硅铁合金脱铝用精炼渣由旋流井沉泥、转炉除尘灰、石英砂、硼砂配制而成，其质量百分含量分别为：旋流井沉泥50％，转炉除尘灰18％，石英砂22％，硼砂10％。
配制方法：
(1)将从旋流井中捞出的沉泥进行烘干处理，为了降低烘干能源成本，以高温连铸坯的余热为热源，烘干后的沉泥其水分含量要低于0.5％；
(2)将达到烘干要求的物料收集并进行破碎处理，沉泥粒径控制在1.5mm，对硼砂同样进行破碎处理，其破碎后的粒径控制在10mm。
(3)按旋流井沉泥58％，转炉除尘灰32％，硼砂10％的比例进行配制，将配好后的物料放入到搅拌机内进行混匀处理，在此过程中为了使物料能够更好的处于混匀状态及后道工序的成型性，在混拌过程中向物料中按物料体积3％的比例加入水玻璃溶液；
(4)将混匀的物料通过压球机压制成直径为40mm的物料球；
(5)对压制好的物料球进行烘烤强化处理，为了防止物料球在烘烤过程中发生破裂粉化，影响使用质量，烘烤分为三个阶段进行，第一阶段将物料球在85℃的温度下烘烤4h缓慢将混料中带入的水分去除；第二阶段将温度升高到180℃进行烘烤0.6h作为第三阶段的过度阶段；第三阶段将温度升高到300℃进行烘烤3h作为物料球强化阶段；
(6)在物料球烘烤达到要求后，进行自然冷却，待温度降至室温时，对其进行收集，完成精炼渣的配制。
该渣使用效果，使用过程中粉化率低于0.5％，硅铁铝含量可从2.8％降到0.6％，脱铝率达到78.5％。
Claims (5)
1.一种硅铁合金脱铝用精炼渣，其特征在于：其组份按质量百分含量分别为：旋流井沉泥40～60％，转炉除尘灰10～20％，石英砂15～30％，硼砂8～15％。
2.根据权利要求1所述硅铁合金脱铝用精炼渣，其特征在于：所述旋流井沉泥中按质量百分比CaO为5～10％，SiO2为15～30％，碱金属氧化物总含量小于5％，Fe2O3为20～40％。
3.根据权利要求1所述硅铁合金脱铝用精炼渣，其特征在于：所述转炉除尘灰中按质量百分比Fe2O3为60～80％；石英砂中SiO2为85～95％，硼砂中B2O3为60～75％。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述硅铁合金脱铝用精炼渣的配制方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1)将从旋流井中捞出的沉泥进行烘干处理，为了降低烘干能源成本，以高温连铸坯的余热为热源，烘干后的沉泥其水分质量百分含量要低于0.5％；
步骤2)将达到烘干要求的物料收集并进行破碎处理，沉泥粒径控制在0.5～3mm，对硼酐同样进行破碎处理，其破碎后的粒径控制在5～15mm；
步骤3)将旋流井沉泥、转炉除尘灰、石英砂、硼砂按上述比例进行配制，将配好后的物料放入到搅拌机内进行混匀处理，在此过程中为了使物料能够更好的处于混匀状态及后道工序的成型性，在混拌过程中向物料中按物料体积2～5％的比例加入粘结剂；
步骤4)将混匀的物料通过压球机压制成直径为30～60mm的物料球；
步骤5)对压制好的物料球进行烘烤强化处理，为了防止物料球在烘烤过程中发生破裂粉化，影响使用质量，烘烤分为三个阶段进行，第一阶段将物料球在80～150℃的温度下烘烤3～5h缓慢将混料中带入的水分去除；第二阶段将温度升高到160～200℃进行烘烤0.5～1h作为第三阶段的过渡阶段；第三阶段将温度升高到200～400℃进行烘烤2～4h作为物料球强化阶段；
步骤6)在物料球烘烤达到要求后，进行自然冷却，待温度降至室温时，对其进行收集，完成精炼渣的配制。
5.根据权利要求4所述的硅铁合金脱铝用精炼渣的配制方法，其特征在于：所述的粘结剂为水玻璃。
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2019
- 2019-05-14 CN CN201910398525.8A patent/CN110157860B/zh active Active
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