專利名稱：一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，特別涉及到一種電弧爐煉鋼用無氟造渣劑其制備方法。
背景技術：
在電弧爐煉鋼領域，為節約電能、實現高效冶煉，要求快速造渣并保證渣的泡沫化，這樣既可以實現冶煉早期脫磷，又能夠實現泡沫渣埋弧操作，提高冶煉效率和電弧的利用率，降低煉鋼成本；目前，電弧爐煉鋼多采用石灰作造渣熔劑，輔之以螢石、鋁酸鈣、氧化鐵等作助熔化渣劑；這種造渣方法主要存在以下幾方面的不足
I)、石灰的熔解速度慢·
石灰熔解是快速造渣，實現冶煉早期脫磷和提高冶煉效率并縮短冶煉時間的前提，但目前的造渣方法，將石灰和螢石、氧化鐵等助熔劑分別加入爐中，很難混合均勻，因此相互熔解都需要消耗一定時間，導致石灰的熔解速度慢，影響冶煉效率，特別是冶煉前期的脫磷效果差。2)、助熔劑方面的不足
目前的電弧爐煉鋼多采用螢石和氧化鐵作助熔劑，這些助熔化渣劑都存在一些不足之處。螢石的主要成分是CaF2，具有熔點低且與CaO、硅酸鈣生成低熔點共晶物質的特性，例如CaF2與CaO在1362°C共晶，CaF2與CaO、SiO2形成三元共晶體槍晶石3Ca0 · 2SiO2 · CaF2的熔點為1130°C，因此螢石具有很強的助熔化渣作用，另外，螢石還可以破壞硅酸鹽渣系中硅氧絡合離子的網狀結構，從而有效降低渣的粘度，因此，目前廣泛采用螢石作助熔化渣劑；但是，螢石可與渣中的多種氧化物反應，生成含氟氣體，嚴重污染環境、侵蝕設備和損害操作人員的健康，而且，隨著含氟氣體的揮發，螢石的化渣作用逐漸失效，所以螢石化渣作用時間短，不利于泡沫渣的穩定，影響冶煉順行。氧化鐵皮、鐵礦石等鐵氧化物作助熔化渣劑，具有較顯著的促進石灰熔解、防止爐渣返干的作用，但是氧化鐵化渣具有明顯的滯后性，即起效慢，需要提前入爐，另外，單獨加入的鐵氧化物化渣對爐襯的侵蝕嚴重。3)、加料繁瑣，現場粉塵量大
電弧爐煉鋼采用的造渣料都需經過烘烤干燥和預熱，石灰、螢石和其它造渣材料分別分批次加入，不僅存在加料過于繁瑣的問題，而且導致現場的粉塵量巨大，嚴重影響工人健康，并且導致煙塵處理難度大。因此，對于目前的電弧爐煉鋼，需要開發一種將石灰、助熔劑、氧化劑以及其他功能性造渣料復合在一起的新體系造渣熔劑，該造渣熔劑需同時具備成渣速度快、脫磷脫硫能力強、冶煉效率高等技術優勢特征
發明內容
本發明的目的是提供一種適用于電弧爐煉鋼的無氟造渣熔劑，解決目前采用石灰、螢石、鋁酸鈣及鐵氧化物作造渣料所存在的造渣速度慢、化渣效果差、氟污染、成本高、爐襯侵蝕嚴重、粉塵量大等諸多問題。本發明的目的是通過下列技術方案來實現的
一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑，其特征在于所述無氟造渣熔劑由以下原料按重量百分比配制鋰輝石20-40%，鐵礬土 15-20%，活性石灰30-50%，氧化鐵5_10%，鎂砂5-10%ο本發明的電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑的制備方法特征是可以采用壓球法制備，即先將原料充分干燥后按重量百分比稱量配料，磨細到3_以下，混合均勻，然后依次采用壓球、干燥、燒結和篩分制成成品，成品的粒度范圍1-30_。本發明的無氟造渣熔劑也可采用預熔的方法制備，即先將原料充分干燥后按重量百分數稱量配料，磨細到3_以下，混合均勻，然后依次采用預熔、冷卻、破碎和篩分制成成品，成品的粒度范圍l_30mm。本發明的無氟造渣熔劑在電爐煉鋼過程中隨其它造渣材料按比例加入爐內，加入量占煉鋼造渣材料加入總量的10-20%。為保證本發明在電弧爐煉鋼快速造渣、冶煉前期脫磷等方面的使用效果，對制備本發明所采用的原料特征限定如下
本發明采用的鋰輝石的特征在于鋰輝石的成分以質量百分含量計算為100%，要求
7.0%>Li20>3. 0%，25%>六1203>15%，5102〈77%，余量為包括似20、1(20、]\1110、1102、5和 P2O5 在內的雜質，其中S、P2O5為純有害雜質，P205<0. 5%，S〈0. 5%，S、P的含量越低越好。本發明采用的鐵礬土的特征在于鐵礬土的成份以質量百分含量計算為100%，要求Al2O3彡40%，Fe2O3 10_25%，SiO2彡10%，其余為包括S和P在內的雜質，其中S(O. 10%, P 彡 O. 08%O本發明采用的活性石灰的特征在于所述活性石灰的成份以質量百分含量計算為100%,要求100% > CaO 彡 90. 0%, 5% ^ MgO > 0,2. 5% 彡 SiO2 > 0，其余為包括 S 和 P 在內的雜質，其中雜質S和P的含量越低越好。本發明采用的氧化鐵的特征在于所述氧化鐵的成份以質量百分含量計算應滿足Fe2O3彡90%，其余為包括S、P和SiO2在內的雜質，雜質中S、P和SiO2的含量越低越好。本發明采用的鎂砂的特征在于所述鎂砂的成份以質量百分含量計算應滿足MgO彡80%，其余為包括S、P和SiO2在內的雜質，雜質中S、P和SiO2雜質的含量越低越好。以上對原料特征的這種限定是一種比較理想的原料條件，當然，如果僅是原料條件超出本限定，但使用目的和思路相同，也屬本發明要保護的范圍。本發明中各主要原料的主要作用和配加比例確定根據如下
O鋰輝石本發明中鋰輝石具有多重作用，首先是助熔和快速化渣的作用，鋰輝石中的Li2O對CaO基熔劑具有非常好的助熔作用，鋰輝石中的Al2O3與活性石灰可以結合成低熔點的鋁酸鈣12Ca0 · 7A1203 ;其次，鋰輝石中的Li2O與渣中的磷氧化物結合成比磷酸鈣更穩定的磷酸鋰，提高了熔劑的脫磷能力，有利于實現快速化渣和冶煉前期脫磷，鋰輝石的加入量在20%-40%范圍內，熔劑中Li2O的含量在1-3%的范圍內。2)鐵礬土 鐵礬土中的大于40%A1203和10_25%Fe203都對CaO渣有很好的助熔作用，本發明中添加20-40%的鐵礬土，將熔劑中的CaO與Al2O3控制在低熔點的鋁酸鈣12Ca0 · 7A1203為主體相范圍，Fe2O3與CaO結合成低熔點的鐵酸鈣，起到化渣和冶煉前期的氧化劑作用，實現冶煉初期脫磷的目的。3)活性石灰活性石灰的主要作用是保證冶煉渣的堿度，實現冶煉前期的脫磷需要，本發明中添加30-50%的活性石灰，使熔劑的堿度在2. O以上，且使中的Al2O3和Fe2O3都分別生成低熔點的12Ca0 · 7A1203和鐵酸鈣，即可保證爐渣的快速化渣，良好的熔渣性能和強的冶煉特別是脫磷能力。4)氧化鐵本發明中添加5-10%的氧化鐵，將初渣中氧化鐵的含量控制在10-20%的范圍，使渣具有強的脫磷能力和好的熔化性能。5)鎂砂本發明中添加5-10%的鎂砂，將初渣中MgO的含量控制在5_10%左右，可以保證該熔劑對爐襯的侵蝕量降低到最低值，并且具有很好的流動性。本發明的電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑的主要技術指標見表I
表I本發明的電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑的主要技術指標(成分重量百分數)
權利要求
1.一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑，其特征在于所述無氟造渣熔劑由以下原料按重量百分比配制鋰輝石20-40%，鐵礬土 15-20%，活性石灰30-50%，氧化鐵5_10%，鎂砂5-10%。
2.如權利要求I所述的一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑，其特征在于所述鋰輝石的成分以質量百分含量計算為100%，要求7. 0%>Li20>3. 0%，25%>A1203>15%，Si02〈77%，余量為包括Na20、K2O, Mn。、TiO2' S和P2O5在內的雜質，其中S、P2O5為純有害雜質，P205〈0. 5%，S〈0. 5%，S、P的含量越低越好。
3.如權利要求I所述的一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑，其特征在于所述鐵礬土的成份以質量百分含量計算為100%，要求A1203彡40%, Fe2O3 10-25%, SiO2 ( 10%，其余為包括S和P在內的雜質，其中SS0. 10%, P^O. 08%。
4.如權利要求I所述的一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑，其特征在于所述活性石灰的成份以質量百分含量計算為100%，要求100% > CaO彡90. 0%, 5% ^ MgO >0,2. 5%彡SiO2>0，其余為包括S和P在內的雜質，其中雜質S和P的含量越低越好。
5.如權利要求I所述的一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑，其特征在于所述氧化鐵的成份以質量百分含量計算應滿足Fe203 ^ 90%，其余為包括S、P和SiO2在內的雜質，雜質中S、P和SiO2的含量越低越好。
6.如權利要求I所述的一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑，其特征在于所述鎂砂的成份以質量百分含量計算應滿足MgO ^ 80%，其余為包括S、P和SiO2在內的雜質，雜質中S、P和SiO2雜質的含量越低越好。
7.如權利要求I所述的一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑的制備方法，其特征是采用壓球法制備，即先將原料充分干燥后按重量百分比稱量配料，磨細到3mm以下，混合均勻，然后依次采用壓球、干燥、燒結和篩分制成成品，成品的粒度范圍1_30_。
8.如權利要求I所述的一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑的制備方法，其特征是采用預熔的方法制備，即先將原料充分干燥后按重量百分數稱量配料，磨細到3_以下，混合均勻，然后依次采用預熔、冷卻、破碎和篩分制成成品，成品的粒度范圍1-30_。
9.如權利要求I所述的一種電弧爐煉鋼用無氟造渣熔劑的使用方法，其特征是所述無氟造渣熔劑在電爐煉鋼過程中隨其它造渣材料按比例加入爐內，加入量占煉鋼造渣材料加入總量的10-20%。
全文摘要
本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，特別涉及到一種電弧爐煉鋼用無氟造渣劑其制備方法。本發明的目的是提供一種適用于電弧爐煉鋼的無氟造渣熔劑，解決目前采用石灰、螢石、鋁酸鈣及鐵氧化物作造渣料所存在的造渣速度慢、化渣效果差、氟污染、成本高、爐襯侵蝕嚴重、粉塵量大等諸多問題。其特征在于所述無氟造渣熔劑由以下原料按重量百分比配制鋰輝石20-40%，鐵礬土15-20%，活性石灰30-50%，氧化鐵5-10%，鎂砂5-10%。
文檔編號C21C5/54GK102787207SQ20121027912
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月8日 優先權日2012年8月8日
發明者李桂榮, 王宏明, 趙玉濤 申請人:江蘇大學