CN1821425A - 锰系低氟精炼剂 - Google Patents

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丁陈来
鲁溪顺
张明
许震
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张明
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Abstract

本发明是一种锰系低氟精炼剂，属钢铁冶炼，按重量百分比主要由以下组分及含量组成：氧化锰MnO：12－22％；铁TFe：10－27％；氟化钙CaF2：30－46％；氧化镁MgO：0.7－5.0％；二氧化硅SiO2：1.2－8.0％；水H2O：0.5－2.3％；三氧化二铝Al2O3：0.8－5.0％；氧化钙CaO：2.0－7.0％；其制造工艺流程为：1选料、2破碎、3选矿、4精矿、5加粘结剂、6加压成型、7焙烧、8配料、9产品，不仅有利于环保，延长炉龄，而且操作简便，缩短冶炼时间，提高钢的质量。

Description

锰系低氟精炼剂
技术领域
本发明属钢铁冶炼，尤其是涉及一种炼钢用的化渣剂。
背景技术
炼钢过程中炉渣起极为重要的作用，冶金工业出版社出版的“电炉炼钢原理及工艺”(邱绍岐、祝桂华编)P89第二节中指出，在电炉炼钢过程中，碱性造渣材料主要有石灰石、石灰、萤石和火砖块，氟化钙具有良好的降低炉渣熔点与熔渣的性能，但氟化钙主要来源于萤石矿，我国蕴有的自然资源量少，价格高，使用后的钢渣中含氟量高，不利于钢渣的进一步利用，且在钢渣的堆放与填埋过程中，氟化物缓慢分解扩散，污染土壤与地下水及地表水；尽管现在炼钢工艺中有使用氧化铁皮、冶金尘泥类的含铁原料来替代氟化钙进行炼钢的，但替代品的整体性能与操作控制仍比不上萤石。
氧化锰也是良好的化渣原料，但氧化锰的直接来源是各种锰矿。我国的软锰矿、水锰矿、黑锰矿的储量占锰资源的70％以上，且大多为锰含量低于30％的贫锰矿，软锰矿、水锰矿、黑锰矿的天然含水量大，化合态的水分大多在10％以上，这种水分在堆放与晾晒过程中是不会减少的，如果直接入炉作业为辅料炼钢，与高温钢液接触，将会引起强烈反应，产生爆炸状喷溅，且分解反应是强烈的吸热反应，导致钢液温度急骤下降，所以国内目前很少使用其作为化渣原料，并且不规则的外形也制约锰矿的使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种锰系低氟精炼剂，作为化渣剂，一方面降低氟化物的排放，有利于环保，在冶炼中降低了对炉衬的侵蚀，延长了转炉的使用寿命，另一方面能降低冶金石灰与锰合金的使用量，降低成本，操作简便，缩短冶炼时间，提高钢的质量。
本发明的目的是这样来实现的：一种锰系低氟精炼剂，按重量百分比主要由以下组分及含量组成：氧化锰MnO：12-22％；铁TFe：10-27％；氟化钙CaF2：30-46％；氧化镁MgO：0.7-5.0％；二氧化硅SiO2：1.2-8.0％；水H2O：0.5-2.3％；三氧化二铝Al2O3：0.8-5.0％；氧化钙CaO：2.0-7.0％。
上述的组分中：
氧化锰MnO：降低炉渣熔点，有利于冶炼初期迅速成渣，在炉渣中可以缩小CaSiO2、CaSiO4的相区，使熔渣在很宽的温度范围内保持均匀液态，MnO含量的提高有利于脱硫；
铁TFe：在冶炼中，形成氧化亚铁，具有促进化渣、降低炉渣粘度，稀释炉渣的作用，炉渣的流动性好且均匀，能缓和“返干”的发生，TFe可增加初期渣中的FeO，有利于脱磷；
氟化钙CaF2：高温分解，形成F离子，与二氧化硅反应生成气态回氟化硅逸出；生成氧化钙，与Al2O3、MnO组成低熔点的三元渣系。
二氧化硅：SiO2与氧化钙、三氧化二铝、氧化锰组成四元混合渣系；
三氧化二铝Al2O3：与二氧化硅、氧化钙、氧化锰组成四元混合渣系；
氧化镁MgO：保护炉衬，且与CaO一起与酸性P2O5结合，降低了渣中的γP2O5系数；
氧化钙CaO：用来脱磷和脱硫。
本发明将天然锰矿进行选矿后，用粘结剂粘结，压力机造球，送入还原炉中进行高温焙烧，在升温过程中，水分逐渐损失，二氧化锰逐渐转化为氧化锰，以利于入炉使用。
氟化钙具有良好的降低炉渣熔点与熔渣的性能，在高温液态炉渣中，氟离子可破坏炉料中的二氧化硅晶体，提高反应活性，加快固相反应速度；熔于熔体中的氟离子半径和氧离子半径相近，具有简化熔渣中硅、铝、氧复合离子团的作用，使熔渣的粘度与熔点降低，以利于冶炼工序的进行，本发明将氧化锰与氟化钙进行组合后，形成锰系低氟精炼剂。
本发明所提出锰系低氟精炼剂的制造方法，其制造工艺流程为：
1、选料2、破碎3、选矿4、精矿5、加粘结剂6、加压成型7、焙烧8、配料9、产品
其中：
1、选料：软锰矿、水锰矿、黑锰矿的原矿开采出时，均呈现潮湿的泥状；
2、破碎：选用普通的锤式破碎机进行破碎；
3、选矿：用湿式强磁机进行磁选，要求筒表面磁场强度不小于3000高斯，再使用旋溜槽进行水洗，尾渣弃去；
4、精矿：精矿中含TMn大于20％的为合格的原料；
5、加粘结剂；粘结剂的组成为水泥∶膨润土∶水玻璃＝1∶1∶1，粘结剂与原料的组成比例为8∶92；
6、加压成型：加压成型使用压球机，最大压力10T，球体直径为20-40mm的扁平球；
7、焙烧：使用普通焙烧炉进行还原气氛焙烧，焙烧温度850-950摄氏度，焙烧时间为30-75分钟；
8、配料：加氟化钙按重量百分比组合；
9、产品：锰系低氟精炼剂。
本发明使用简便，不仅有利于环保，延长炉龄，缩短冶炼时间，还能降低冶金石灰与锰合金的使用量，提高钢的质量。
现结合附图、实施例和对比例对本发明所提出的锰系低氟精炼剂作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明所提出的锰系低氟精炼剂的制造工艺流程图。
图1中：1、选料2、破碎3、选矿4、精矿5、加粘结剂6、加压成型7、焙烧8、配料9、产品
具体实施方法
实施例：
本锰系低氟精炼剂在某钢厂使用，表1为厂方进货化验数据：
                                  表1：厂方进货化验数据
  序号   元素   MnO   TFe   F   Ca(总)   MgO   SiO2   H2O(总)
  1   含量，％   19.3   12.1   17.5   21   4.8   5.3   1.3
  2   含量，％   14.7   22.5   20.3   23.6   2.8   3.1   0.8
  3   含量，％   21.2   15.3   8.9   23.6   4.7   2.3   1.1
                                   注：其它成分厂方未检测
对比例
                           表2：对比表  转炉容量50T，每10炉的统计平均值
加入熔剂Kg   加入表1中序号1的锰系低氟精炼剂kg P％ S％ Mn％   锰合金使用量kg 冶炼时间min 现象
  常规   5100   0   0.0313   0.0291   0.813   630   51.2   粘枪7次喷溅8次
  实验1   5100   300   0.0272   0.0234   0.827   610   49.7   粘枪2次喷溅4次
  实验2   4700   500   0.0264   0.0228   0.811   580   46.9   未见明显粘枪、喷溅3次
  实验3   4300   700   0.0254   0.0217   0.843   560   43.8   不粘枪喷溅3次
从表2中可以看出，使用锰系低氟精炼剂后，可以节约炼钢熔剂与锰系合金使用量，缩短冶炼时间，改善产品冶炼状态。
表3对比表  某钢厂30T转炉实验数据，每10炉的统计平均值。
  加入熔剂，Kg   加入锰系低氟精炼剂，Kg P％ S％ Mn％   锰合金使用量，Kg   冶炼时间，min  现象
  常规   3000   0   0.0298   0.0281   0.542   310   67.8  粘枪10次喷溅10次
  表1中序号2锰系低氟精炼剂 3000 300 0.0263 0.0217 0.587 310 55.6  粘枪6次喷溅5次
  同上   2700   500   0.0251   0.0192   0.624   280   53.2  未见明显粘枪、喷溅4次
  表1中序号3锰系低氟精炼剂 3000 700 0.0235 0.0175 0.584 270 49.5  不粘枪、喷溅2次
  同上   3500   700   0.0212   0.0153   0.612   270   47.8  不粘枪、喷溅3次
从表3中可以看出，使用锰系低氟精炼剂后，可以节约炼钢熔剂与锰系合金使用量，同是还可以降低钢水中的硫、磷含量，得到优质钢水，缩短冶炼时间，改善产品冶炼状态。

Claims (1)

1、一种锰系低氟精炼剂，按重量百分比主要由以下组分及含量组成：氧化锰MnO：12-22％；铁TFe：10-27％；氟化钙CaF2：30-46％；氧化镁MgO：0.7-5.0％；二氧化硅SiO2：1.2-8.0％；水H2O：0.5-2.3％；三氧化二铝Al2O3：0.8-5.0％；氧化钙CaO：2.0-7.0％。
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