CN112322841A - 一种工业助熔剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业助熔剂及其制备方法，属于助熔剂生产技术领域，工业助熔剂包括包括如下质量百分数的成分：F 45‑55％，Al 12‑15％，CaO＜5％，MgO＜5％，SiO2＜0.5％；其制备方法以电解铝厂产生的含氟固体溶剂为主要原料，以铁合剂稀土为添加剂，经混配、送炉焙烧、冷却提纯、成品制备即可制得成品。本发明变废为宝，具有较高的性价比，而且有效解决了上述废物处置不得当造成的环境污染问题；且该产品的应用对改善炼钢精炼化渣效果、降低冶炼成本均有良好的效果。

Description

一种工业助熔剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及助熔剂生产技术领域，具体的涉及一种工业助熔剂及其制备方法。
背景技术
目前，市场上普遍以萤石为炼钢造渣助熔剂，萤石的主要成分为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，且CaF2中起作用的是F元素，元素Ca是没有作用的，虽然其能取得良好的化渣效果，但随着萤石资源的日渐枯竭，其价格也随之上涨，导致其应用生产成本偏高。
产电解铝是冰晶石的最大用户，在生产过程中会产生含氟废渣，其内约含30％的冰晶石，1％的氧化铝，1％的氧化钙，因含氟废渣中杂质含量过髙，以往都是采用堆弃的方法，炭渣中含有30％冰晶石，冰晶石含有55％的氟，因此采用堆弃的方法即对环境造成了污染，又使大量的氟被浪费掉。
铁合剂稀土，即稀土铁合金，就是稀土元素和铁为主要成分的铁合金。炼钢用的添加剂。铸铁工业用做球化剂、蠕化剂和孕育剂。稀土硅铁是稀土铁合金的主要品种。中国生产的稀土硅铁(Fe-SiRE)含RE 20％～47％，Si35％～46％，Mn<4.0％，Ca<5.0％，Ti<3.5％。
目前还没有利用电解铝厂产生的含氟废渣生产金属冶炼的助熔剂的技术出现。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题在于提供一种工业助熔剂及其制备方法，其变废为宝，具有较高的性价比，而且有效解决了上述废物处置不得当造成的环境污染问题；且该产品的应用对改善炼钢精炼化渣效果、降低冶炼成本均有良好的效果。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：
一种工业助熔剂，包括如下质量百分数的成分：
F 45-55％，Al 12-15％，CaO＜5％，MgO＜5％，SiO2＜0.5％。
本发明还公开了上述工业助熔剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、原料准备：准备好主原料和添加剂，所述主原料为电解铝厂产生的含氟固体溶剂，添加剂为铁合剂稀土，所述主原料和添加剂的比例为50～60:1；
S2、混配：将步骤S1中准备好的主原料与添加剂混合搅拌至均匀，制得干混料；
S3、送炉焙烧：将步骤S2中得到的干混料送入熔炼炉中，熔炼成液体，过滤，达到去硫磷的效果，制得液体混料；
S4、冷却提纯：待步骤S3中得到的液体混料冷却后，对其进行过滤，提纯得到液体半成品；
S5、成品制备：将步骤S4中得到的液体半成品进行干燥，并制成粉末状、颗粒状或块状物料，即制得成品；
S6、成品包装：将步骤S5中得到的成品进行分装包装。
进一步地，在步骤S2中，搅拌的时间为3-10min。
进一步地，在步骤S3中，焙烧的温度为1500-1800℃，焙烧时间为2-4h。
3.有益效果
(1)在本发明所提供的工业助熔剂中，氟(F)的含量为45-55％，与品位70萤石(即萤石中氟化钙的纯度为70％)相比，在相等的取用量的条件下，萤石与工业除渣剂中含氟量的比为0.62-0.76：1，那么，在相同工艺条件下，与品位70萤石比较，工业助熔剂的加入量可减少24-38％，且炉渣流动性和使用萤石效果一样，则使用工业助熔剂可以降低生产成本。另外，工业助熔剂价格比萤石的价格便宜很多，可进一步降低成本。
(2)本发明所提供的工业助熔剂的制备所需要的主要原材料为电解铝厂产生的含氟固体溶剂，实现了废物利用，变废为宝；不仅使该产品具有较高的性价比，而且有效解决了上述废物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。既经济又环保，符合国家当前“绿色工业”的政策形势。
(3)工业助熔剂有粉末状、颗粒状和块状，供用户选择，适应性较强。
(4)本发明所提供的工业助熔剂作为金属冶炼的助熔剂，主要可用于铝电解的助熔剂，铁合金及沸腾钢的熔剂，有色金属的熔剂，铸造的脱氧剂等等，该工业助熔剂熔点低，造渣速度快，可加速石灰溶解；且造渣效果稳定，不污染钢水，不增碳，从而能够减少纯氧的吹入量，进而能够提高脱氧效果。
综上，本发明变废为宝，具有较高的性价比，而且有效解决了上述废物处置不得当造成的环境污染问题；且该产品的应用对改善炼钢精炼化渣效果、降低冶炼成本均有良好的效果。
具体实施方式
钢厂使用案例：
本工业助熔剂产品已由山西太钢不锈钢股份有限公司进行原材料试验并生产应用：
实施例1
S1、原料准备：准备好主原料和添加剂，所述主原料为电解铝厂产生的含氟固体溶剂，添加剂为铁合剂稀土，所述主原料和添加剂的比例为50:1；
S2、混配：将步骤S1中准备好的主原料与添加剂混合搅拌3min，至搅拌均匀，制得干混料；
S3、送炉焙烧：将步骤S2中得到的干混料送入熔炼炉中，在1500℃的高温条件下焙烧2h，熔炼成液体，过滤，达到去硫磷的效果，制得液体混料；
S4、冷却提纯：待步骤S3中得到的液体混料冷却后，对其进行过滤，提纯得到液体半成品；
S5、成品制备：将步骤S4中得到的液体半成品进行干燥，并制成粉末状物料，即制得成品；
S6、成品包装：将步骤S5中得到的成品进行分装包装。
制得的工业助熔剂的化学成分及含量，如下表所示：
表1工业助熔剂的化学成分表
成分 F Al CaO MgO SiO<sub>2</sub> S P
含量(％) 45 15 4 4.5 0.3 0.10 0.03
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于：
在步骤S1中，所述主原料和添加剂的比例为55:1。
在步骤S2中，搅拌的时间为6min。
在步骤S3中，焙烧的温度为1700℃，焙烧时间为3h。
在步骤S5中，制成颗粒状成品。
制得的工业助熔剂的化学成分及含量，如下表所示：
表2工业助熔剂的化学成分表
成分 F Al CaO MgO SiO2 S P
含量(％) 48 14 4.5 3 0.4 0.14 0.01
其它同实施例1。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于：
在步骤S1中，所述主原料和添加剂的比例为60:1。
在步骤S2中，搅拌的时间为10min。
在步骤S3中，焙烧的温度为1800℃，焙烧时间为4h。
在步骤S5中，制成块状成品。
制得的工业助熔剂的化学成分及含量，如下表所示：
表3工业助熔剂的化学成分表
成分 F Al CaO MgO SiO2 S P
含量(％) 55 12 3 4 0.35 0.12 0.04
其它同实施例1。
将本工业助熔剂与萤石进行分析对比：
对于萤石，在中国金属冶炼中的助熔剂(即助熔剂)主要为萤石球或萤石粉，而萤石球或萤石粉的主要化学物质是氟化钙(CaF2)，其中起作用的是F元素，元素Ca是没有作用的。CaF2中含钙的质量分数为：40÷(40+19×2)×100％＝51.28％；CaF2中含氟的质量分数：19×2÷(40+19×2)×100％＝48.72％；萤石中氟化钙(CaF2)的纯度一般为65-70％，即一吨萤石中(按70％纯度计算)含氟量约为70％×48.72％＝34％；而上述工业除渣剂含氟45-55％；
则在相等的取用量的条件下，萤石中的含氟量与上述各实施例中所得工业除渣剂中含氟量的比值依次为34％÷45％＝0.76，34％÷48％＝0.71，34％÷48％＝0.62，由此可知：在相同工艺条件下，与品位70萤石比较，工业助熔剂的加入量可减少24-38％，且炉渣流动性和使用萤石效果一样，则使用工业助熔剂可以降低生产成本。另外，工业助熔剂价格比萤石的价格便宜很多，可进一步降低成本。
本工业助熔剂应用于炼钢时，其熔点低，造渣速度快，可加速石灰溶解；且造渣效果稳定，不污染钢水，不增碳，能够提高脱氧效果。
由上述内容可知，本发明提供的工业助熔剂变废为宝，具有较高的性价比，而且有效解决了上述废物处置不得当造成的环境污染问题；且该产品的应用对改善炼钢精炼化渣效果、降低冶炼成本均有良好的效果。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种工业助熔剂，其特征在于，包括如下质量百分数的成分：
F 45-55％，Al 12-15％，CaO＜5％，MgO＜5％，SiO2＜0.5％。
2.根据权利要求1所述的工业助熔剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、原料准备：准备好主原料和添加剂，所述主原料为电解铝厂产生的含氟固体溶剂，添加剂为铁合剂稀土，所述主原料和添加剂的比例为50～60:1；
S2、混配：将步骤S1中准备好的主原料与添加剂混合搅拌至均匀，制得干混料；
S3、送炉焙烧：将步骤S2中得到的干混料送入熔炼炉中，熔炼成液体，过滤，达到去硫磷的效果，制得液体混料；
S4、冷却提纯：待步骤S3中得到的液体混料冷却后，对其进行过滤，提纯得到液体半成品；
S5、成品制备：将步骤S4中得到的液体半成品进行干燥，并制成粉末状、颗粒状或块状物料，即制得成品；
S6、成品包装：将步骤S5中得到的成品进行分装包装。
3.根据权利要求2所述的一种工业助熔剂的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，搅拌的时间为3-10min。
4.根据权利要求2所述的一种工业助熔剂的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，焙烧的温度为1500-1800℃，焙烧时间为2-4h。
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