CN110982989B - 一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法及使用方法。在凝渣剂制备时，以拜耳法赤泥和铝灰为主要原料，经过烘烤、混料和熔炼等步骤制得。在使用凝渣剂时，喷吹颗粒镁的过程中及以后，添加所制备的凝渣剂，使得凝渣剂在铁水表面快速形成SiO2‑A12O3‑Fe2O3渣系，调整炉渣碱度和流动性，增加渣子凝聚性，促使渣‑铁分离，更容易将渣扒除干净，减少温降和避免转炉回硫。

Description

一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法及使用方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法及使用方法。
背景技术
铁水预脱硫工艺是铁水进入炼钢炉前的一种脱硫处理技术，它是铁水预处理技术中最先发展成熟的炉外脱硫工艺。现在已经发展成为钢铁生产过程中不可缺少的重要环节。应用铁水预处理技术可以有效的减轻高炉脱硫负担，去掉炼钢过程中的脱硫环节，达到节能减排实现优质高产的目标。但在铁水预脱硫工艺中，脱硫后铁水渣中硫量占转炉中总硫量30 %以上，扒渣越不彻底，渣中含硫量越高。脱硫扒渣工序中，单喷颗粒镁脱硫后，渣量少而且稀薄，扒渣不干净，也很难扒除干净， 造成MgS高富集的渣子兑入转炉，使硫又回到钢中，给下一道工序转炉炼钢加重了负担。
铝灰和赤泥主要用于堆存，这既占用了土地，严重危害了生态环境，同时还造成了二次资源的浪费。目前铝灰和赤泥安全处置与资源化利用研究较多，但都是针对铝灰或赤泥的独立技术，并未将两种危/固废协同处置利用，且涉及的研究均处于实验室研发阶段，缺乏系统性应用工程。
本发明利用铝灰和赤泥中SiO2、A12O3和Fe2O3协同生产凝渣剂，合理利用氢氧化铝资源。对于增加国内铝资源供给、保障铝产业安全，发展循环经济、实现资源价值最大化，保护生态环境、节约宝贵土地资源，发挥特色资源优势、促进区域经济发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法及使用方法，以赤泥和铝灰为主要原料，通过高温熔炼制备用于铁水预处理的凝渣剂，该方法经过烘烤、混料和熔炼等步骤，凝渣剂具有有成渣速度快、铺展性好、吸附脱硫产物能力强的特性，有利于干净扒渣、缩短扒渣时间、降低铁损、减少温降和转炉回硫及成本低等优势。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法，包括如下步骤：
步骤一，分别将铝灰、拜耳法赤泥进行干燥处理；
步骤二，分别取步骤一干燥处理后的铝灰和拜耳法赤泥备用，铝灰和拜耳法赤泥的用量按照重量百分比分别是50~55%的铝灰和45~50%的拜耳法赤泥；
步骤三，将步骤二所取原料进行混合均匀，备用；
步骤四，将混合后的混合料粉碎并转入温度为1400~1600℃的环境下熔化，然后冷却至室温后破碎，出炉即可得用于铁水预处理的凝渣剂。
步骤一中对原料的干燥温度是150℃，干燥时间是24h。
步骤三中，所述原料在三维立体混料机中进行12h的混合。
所述铝灰主要组成为：Al2O3 65～70%、AlN 18~22%、SiO2 2～5%、NaCl 2～5% Fe2O31～2%和MgO 3~5%。
所述拜耳法赤泥主要组成为：SiO2 20～25%、Fe2O3 10～15%、Al2O3 25～30%、MgO 1～2%、CaO 20～25%、Na2O 8～13%和K2O 0.1～0.3%。
一种凝渣剂在铁水预处理过程中的使用方法，所述凝渣剂经所述凝渣剂制备方法制备得到，在铁水预处理脱硫中，先扒出高炉渣，然后每吨铁水喷吹0 .25~ 0 .85 kg 颗粒镁进行脱硫，在喷吹过程中，每吨铁水加入 0.2kg凝渣剂；喷吹结束后，分3～4 批继续加入凝渣剂，使得凝渣剂散开在铁水表面，每批加入量为30～40 kg， 凝渣剂的添加总量控制在每吨铁水加入1~1.5 kg。
本发明的原理是：在高温熔炼反应中，铝灰中的单质铝氧化为三氧化二铝，凝渣剂散开在铁水表面后，铝灰中AlN和渣中FeO、MnO发生以下反应：
3FeO+2AlN=Al2O3+3[Fe]+N2
3MnO+2AlN=Al2O3+3[Mn]+N2
因此，加入凝渣剂后，可以在铁水表面快速形成SiO2-A12O3-Fe2O3渣系，该渣系具有调整炉渣碱度和流动性的作用，有助于钢液内部夹杂物的吸附。另外该渣系还可吸附硫化镁溶入渣中，并且增加渣子凝聚性，促使渣-铁分离，更容易将渣扒除干净。该渣系无污染，无毒性气体排出，使用安全。
本发明具有以下优点：（1）在脱硫后的铁水表面加入本发明制备的凝渣剂后，凝渣剂能很快熔化铺开，并且渣子很快变稠和结块，扒渣器很容易将渣子与铁水分开，扒到渣罐里，减少温降和避免转炉回硫。
（2）利用本发明，使得铝灰和拜耳法赤泥的固废利用率最大达到70%，既提高了工业废弃物的利用率，又能在生产中节约能源，降低了生产成本。
使用本发明制备的凝渣剂，转炉终点ω( S) 下降0.005 %左右，回硫率减少了30%左右， 冶炼低硫钢(ω( S) ﹤0.008 %) 出钢合格率达到到95%以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法，包括如下步骤：
步骤一，分别将铝灰、拜耳法赤泥在150℃下干燥24h，待用；
步骤二，分别取步骤一干燥处理后的铝灰和拜耳法赤泥备用，铝灰和拜耳法赤泥的用量按照重量百分比分别是50~55%的铝灰和45~50%的拜耳法赤泥；
步骤三，将步骤二所取原料放入三维立体混料机中混合12h，混合均匀，备用；
步骤四，将混合后的混合料粉碎并转入温度为1400~1600℃的环境下熔化，然后冷却至室温后破碎，出炉即可得用于铁水预处理的凝渣剂。
所述铝灰主要组成为：Al2O3 65～70%、AlN 18~22%、SiO2 2～5%、NaCl 2～5% Fe2O31～2%和MgO 3~5%。
所述拜耳法赤泥主要组成为：SiO2 20～25%、Fe2O3 10～15%、Al2O3 25～30%、MgO 1～2%、CaO 20～25%、Na2O 8～13%和K2O 0.1～0.3%。
一种凝渣剂在铁水预处理过程中的使用方法，在用于铁水预处理脱硫过程时，先扒出高炉渣，然后每吨铁水喷吹0 .25~ 0 .85 kg 颗粒镁进行脱硫，在喷吹过程中，每吨铁水加入 0.2kg凝渣剂；喷吹结束后，分3～4 批继续加入凝渣剂，使得凝渣剂散开在铁水表面，每批加入量为30～40 kg， 凝渣剂的添加总量控制在每吨铁水加入1~1.5 kg。
实施例：当使用本发明制备的凝渣剂用于铁水预处理脱硫时，在每吨铁水喷吹0.5kg颗粒镁进行脱硫的过程中，每吨铁水加入 0.2kg凝渣剂；喷吹结束后，分4 批继续加入凝渣剂，使得凝渣剂散开在铁水表面，每批加入量为35 kg， 凝渣剂的添加总量控制在每吨铁水加入1.2kg。
加入凝渣剂后，可以在铁水表面快速形成SiO2-A12O3-Fe2O3渣系，该渣系具有调整炉渣碱度和流动性的作用，有助于钢液内部夹杂物的吸附。另外该渣系还可吸附硫化镁溶入渣中，并且增加渣子凝聚性，促使渣-铁分离，更容易将渣扒除干净。
经验证，铁水预处理脱硫时，先加入凝渣剂后扒渣，可以显著提高脱硫最终效果，减少转炉回硫，确保转炉出钢ω( S) ﹤0.008%，在冶炼低硫或超低硫钢时， 转炉终点硫命中率提高到95 %，减轻了转炉脱硫需多加石灰等散状料及高温侵蚀炉衬的现象，转炉可做到少渣冶炼。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，分别将铝灰、拜耳法赤泥进行干燥处理，所用铝灰的主要组成为：Al2O3 65～70%、AlN 18~22%、SiO2 2～5%、NaCl 2～5% Fe2O3 1～2%和MgO 3~5%，所用拜耳法赤泥主要组成为：SiO2 20～25%、Fe2O3 10～15%、Al2O3 25～30%、MgO 1～2%、CaO 20～25%、Na2O 8～13%和K2O 0.1～0.3%；
步骤二，分别取步骤一干燥处理后的铝灰和拜耳法赤泥备用，铝灰和拜耳法赤泥的用量按照重量百分比分别是50~55%的铝灰和45~50%的拜耳法赤泥；
步骤三，将步骤二所取原料进行混合均匀，备用；
步骤四，将混合后的混合料粉碎并转入温度为1400~1600℃的环境下熔化，然后冷却至室温后破碎，出炉即可得用于铁水预处理的、能够在铁水表面形成SiO2-A12O3-Fe2O3渣系的凝渣剂。
2.根据权利要求1所述一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法，其特征在于，步骤一中对原料的干燥温度是150℃，干燥时间是24h。
3.根据权利要求1所述一种铁水预处理用的凝渣剂制备方法，其特征在于，步骤三中，所述原料在三维立体混料机中进行12h的混合。
4.一种凝渣剂在铁水预处理过程中的使用方法，所述凝渣剂经权利要求1~3任一项所述方法制备得到，其特征在于，在铁水预处理脱硫中，先扒出高炉渣，然后每吨铁水喷吹0.25~ 0 .85 kg 颗粒镁进行脱硫，在喷吹过程中，每吨铁水加入 0.2kg凝渣剂；喷吹结束后，分3～4 批继续加入凝渣剂，使得凝渣剂散开在铁水表面，每批加入量为30～40 kg， 凝渣剂的添加总量控制在每吨铁水加入1~1.5 kg。
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