CN117286308A - 一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂 - Google Patents

一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂 Download PDF

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    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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Abstract

一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其组份和重量配比为:化渣剂35%~55%,电石35%~55%,活性石灰5%~15%,金属铝粉0%~10%。本发明可以有效控制炉渣成分,提高炉渣光学碱度,降低炉渣和钢水的氧化性,净化钢水,利于提高钢水洁净度。改质处理后,钢包顶渣具有高碱度和还原性,可以实现脱氧、脱硫,去除钢中夹杂物,还能降低钢包顶渣的熔点,使顶渣具有更好的流动性,从而提升钢水质量和可浇性,节省成本,提高经济效益。而添加适当比例的CaC2,可以保护高活性金属不被氧化,同时溶解熔融金属与渣界面的非金属夹杂物,以便使钢水得到提纯净化,防止重熔钢中氧、氢、氮、硫、磷、铅、锌等元素和非金属夹杂物超标,避免铸锭产生裂纹等质量缺陷。

Description

一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂
技术领域
本发明属于直上钢水冶炼的技术领域,具体是涉及一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂。
背景技术
消除和控制高氧化性炉渣是纯净钢冶炼的关键环节之一,尤其是低硫钢冶炼过程中,对炉渣改质处理更是必不可少的工艺环节。如果钢包中带入过多FeO含量高的炉渣,不仅会恶化操作条件,而且会造成许多纯净度和成本问题。现有技术中,各钢厂的实际操作,无论是转炉还是电炉出钢,均不能完全消除下渣,因此必须使用钢包顶渣改质剂对其进行控制。
目前常用的钢包顶渣改质剂,主要有三种:含有石灰的萤石基稀释剂、Al基钢包顶渣改质剂和电石基钢包顶渣改质剂。含有石灰的萤石基稀释剂是各钢厂普遍采用,操作简单,成本较低,缺点是渣量大且成渣速度慢,没有根本解决FeO含量高的问题。Al基钢包顶渣改质剂脱氧效果较好,但成本较高,而且由于其反应产物Al2O3过多,会降低顶渣碱度,使得碱性渣呈弱酸性,其残留会污染钢液,甚至会造成吸氮和浇注过程中的水口结瘤问题。电石基钢包顶渣改质剂是较好的扩散脱氧剂,由于其反应产物主要是气体,不污染钢液,有利于减少钢中夹杂物含量,而且对脱硫有利,但会使钢水有一定程度的增碳,降低钢的强度。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题,提供一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其组份和重量配比为:化渣剂35%~55%,电石35%~55%,活性石灰5%~15%,金属铝粉0%~10%。
上述用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其制备方法为:
步骤⑴,选用低品位萤石及萤石矿渣浮选颗粒,放进天然气回转窑中在1000℃下进行1-2小时的烧结处理制得化渣剂,化渣剂中CaF2含量控制在65%~80%;
步骤⑵,先将化渣剂、电石和活性石灰分别干式破碎成粒度5mm以下的颗粒,再与粒度5mm以下的金属铝粉按配比混合均匀;
步骤⑶,将混合物料加入压球机并深入搅拌,然后采用干压工艺压制成粒度45~55mm的物料球,使其密度达到8.0~10g/cm3
步骤(4),使用振动筛或滚筒筛对物料球进行过网筛分,筛网孔径为30mm,剔除粒度不达标的物料球;
步骤⑸,在环境湿度小于5%的环境下,密封包装过网筛分后的物料球,先用有塑料内衬的小袋分包装,每8~10kg一小袋,再用吨袋进行总包装。
上述用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其使用方法为:钢包灌装完钢水,按物料球与钢水为2.6~3.4:100的重量比例,往钢包中投放物料球,待改质反应完毕后钢包卸料。
萤石是一种传统的化渣剂、助熔剂,可降低石灰熔点,加速石灰溶解,改善炉渣流动性,但天然萤石也有诸多不利作用,如会使不利于钢铁冶炼的硫、磷含量超标,会侵蚀炉衬,会增加喷溅等。而本发明中,经高温烧结的萤石为一种新型化渣剂,不但剔除了对冶炼不利的各种元素,而且采用炉外造渣工艺,可以有效降低其侵蚀性,降低喷溅,使顶渣具有良好的流动性。电石和金属铝粉都是强效脱氧剂,尤其电石在钢铁冶炼中还能有效脱硫,并使顶渣发泡,减少对钢液的污染,提升改质剂吸附和夹带钢水中杂物的能力,同时还保护高活性金属元素不被氧化。活性石灰可以提高改质剂的碱度,营造有利于冶炼的动力学条件及提升炉渣的理化性能,优化脱氧、脱硫效率。
与现有技术相比,使用本发明的钢包顶渣碱性改质剂,可以有效控制炉渣成分,提高炉渣光学碱度,降低炉渣和钢水的氧化性,净化钢水,利于提高钢水洁净度。在实际使用过程中烟尘不大,完全可以满足冶炼环保要求。改质处理后,钢包顶渣具有高碱度和还原性,可以实现脱氧、脱硫,去除钢中夹杂物,还能降低钢包顶渣的熔点,使顶渣具有更好的流动性,从而提升钢水质量和可浇性,节省成本,提高经济效益。而添加适当比例的CaC2,可以保护高活性金属不被氧化,同时溶解熔融金属与渣界面的非金属夹杂物,以便去除重熔钢中硫、磷、铅、锌、氧、氢、氮等,使钢水得到提纯净化,防止重熔钢中氧、氢、氮、硫、磷、铅、锌等元素和非金属夹杂物超标,避免铸锭产生裂纹等质量缺陷。
具体实施方式
下面通过实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1:一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其组份和重量配比为:化渣剂35%,电石50%,活性石灰10%,金属铝粉5%。
实施例2:一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其组份和重量配比为:化渣剂55%,电石35%,活性石灰7%,金属铝粉3%。
实施例3:一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其组份和重量配比为:化渣剂45%,电石45%,活性石灰6%,金属铝粉4%。
实施例4:一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其组份和重量配比为:化渣剂40%,电石50%,活性石灰8%,金属铝粉2%。
实施例5:一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其组份和重量配比为:化渣剂50%,电石40%,活性石灰7%,金属铝粉3%。
上述用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其制备方法为:步骤⑴,选用低品位萤石及萤石矿渣浮选颗粒,放进天然气回转窑中在1000℃下进行1-2小时的烧结处理制得化渣剂,化渣剂中CaF2含量控制在65%~80%;步骤⑵,先将化渣剂、电石和活性石灰分别干式破碎成粒度5mm以下的颗粒,再与粒度5mm以下的金属铝粉按配比混合均匀;步骤⑶,将混合物料加入压球机并深入搅拌,然后采用干压工艺压制成粒度45~55mm的物料球,使其密度达到8.0~10g/cm3;步骤(4),使用振动筛或滚筒筛对物料球进行过网筛分,筛网孔径为30mm,剔除粒度不达标的物料球;步骤⑸,在环境湿度小于5%的环境下,密封包装过网筛分后的物料球,先用有塑料内衬的小袋分包装,每8~10kg一小袋,再用吨袋进行总包装。
上述用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其使用方法为:钢包灌装完钢水,按物料球与钢水为2.6~3.4:100的重量比例,往钢包中投放物料球,待改质反应完毕后钢包卸料。
本申请以“转炉生产低碳钢”为例,对本发明进行对比试验生产,其中对比例1-4添加了现有的钢包顶渣改质剂,试验例1-6添加了本发明的钢包顶渣碱性改质剂。试验过程中发现,本发明的钢包顶渣碱性改质剂熔化速度更快,无结壳,有少许发泡,熔化后能均匀平铺在钢水表面,钢包顶渣具有更好的流动性,无结坨、无冒烟现象,浇铸正常。
取钢包顶渣渣样送技术中心进行化验分析,结果如下:
成分 FeO SiO2 CaO MgO Al2O3 TFe S P2O5 MnO
对比例1 8.51 6.38 37.18 5.38 45.34 8.41 0.061 0.14 1.81
对比例2 8.23 6.91 36.27 4.76 44.78 7.87 0.057 0.15 1.77
对比例3 7.99 7.12 35.72 4.39 45.52 7.76 0.063 0.16 1.74
对比例4 8.21 8.03 36.21 5.36 44.39 8.23 0.056 0.14 1.79
试验例1 5.48 4.63 44.07 5.52 36.68 6.22 0.022 0.24 1.50
试验例2 6.34 6.50 38.79 5.38 37.09 5.39 0.029 0.30 1.58
试验例3 4.53 5.37 37.38 5.77 42.04 4.94 0.042 0.14 1.42
试验例4 3.25 5.90 42.20 4.67 44.70 2.87 0.056 0.14 1.47
试验例5 4.41 6.02 37.69 4.62 43.25 3.57 0.054 0.14 1.54
试验例6 5.26 6.11 38.26 5.07 43.58 4.26 0.036 0.17 1.49
冶炼试验数据表明,相同工艺条件下,加入本发明的钢包顶渣碱性改质剂后,优化了钢包顶渣组成,钢包顶渣中的TFe、FeO含量明显降低,氧化性明显下降。
最后,应当指出,以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然,本发明的技术方案并不限于上述实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其特征在于所述钢包顶渣碱性改质剂的组份和重量配比为:
化渣剂35%~55%,电石35%~55%,活性石灰5%~15%,金属铝粉0%~10%。
2.一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其特征在于所述钢包顶渣碱性改质剂的制备方法为:
步骤⑴,选用低品位萤石及萤石矿渣浮选颗粒,放进天然气回转窑中在1000℃下进行1-2小时的烧结处理制得化渣剂,化渣剂中CaF2含量控制在65%~80%;
步骤⑵,先将化渣剂、电石和活性石灰分别干式破碎成粒度5mm以下的颗粒,再与粒度5mm以下的金属铝粉按配比混合均匀;
步骤⑶,将混合物料加入压球机并深入搅拌,然后采用干压工艺压制成粒度45~55mm的物料球,使其密度达到8.0~10g/cm3
步骤(4),使用振动筛或滚筒筛对物料球进行过网筛分,筛网孔径为30mm,剔除粒度不达标的物料球;
步骤⑸,在环境湿度小于5%的环境下,密封包装过网筛分后的物料球,先用有塑料内衬的小袋分包装,每8~10kg一小袋,再用吨袋进行总包装。
3.一种用于直上钢水冶炼的钢包顶渣碱性改质剂,其特征在于所述钢包顶渣碱性改质剂的使用方法为:钢包灌装完钢水,按物料球与钢水为2.6~3.4:100的重量比例,往钢包中投放物料球,待改质反应完毕后钢包卸料。
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