氧化物煉鋼的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氧化物煉鋼的方法，其包括：在向鋼包中出半鋼的過程中，將1.5～6.0kg/(t半鋼)的硅鐵加入到鋼包；向電弧爐中加入用于煉鋼的混料和金屬料，所述混料為氧化鎵與石灰以一定比例混合所得的混合物，所述金屬料由熔融狀態(tài)的鐵水與固體鋼鐵料構(gòu)成，其中，基于金屬料的總重量，鐵水的含量介于50wt％～60wt％之間，石灰的含量占混料的總重量的比重≥25wt％。煉鋼工藝流程更簡便，產(chǎn)品質(zhì)量和鎵回收率顯著提高，成本較低。
【專利說明】氧化物煉鋼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金鋼鐵冶煉領(lǐng)域，尤其涉及一種氧化鎵電弧爐煉鋼的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國鎵礦資源儲量豐富，冶煉含鎵合金鋼的傳統(tǒng)方法是先將鎵礦冶煉成鐵合金，再將鐵合金加入鋼液中合金化，然而，傳統(tǒng)的工藝流程存在諸如能耗高、鎵回收率低、環(huán)境污染嚴重、勞動強度大等缺點，近些年直接合金化煉鋼正逐步引起研究關(guān)注。但是，目前采用氧化鎵直接合金化技術(shù)進行冶煉的廠家，普遍以廢鋼作為原料，氧化鎵的還原反應(yīng)速度較慢，廢鋼熔清時仍有少量鎵沒有還原，使冶煉周期增長；倘若氧化鎵的加入量較大，在冶煉時反應(yīng)激烈，容易引起爐渣的沸騰；并且在熔煉過程中較難控制鎵的揮發(fā)，導致鎵回收率降低，因此現(xiàn)有的直接合金化技術(shù)多見于冶煉低鎵合金鋼，而對于高鎵合金鋼的報道較為少見。我國廢鋼資源緊張，電能成本又很昂貴，開發(fā)經(jīng)濟的冶煉工藝，擴大鎵氧化物的加入量，提高鎵合金元素的回收率，同時提高煉鋼的各項技術(shù)、質(zhì)量及經(jīng)濟指標具有重要的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，通過優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)來精簡工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和鎵回收率，并且該方法適用于冶煉各種鎵含量的合金鋼。
[0004]本發(fā)明提供一種氧化物煉鋼的方法，其包括如下步驟:在向鋼包中出半鋼的過程中，將1.5~6.0kg/ (t半鋼)的硅鐵加入到鋼包；向電弧爐中加入用于煉鋼的混料和金屬料，所述混料為氧化鎵與石灰以一定比例混合所得的混合物，所述金屬料由熔融狀態(tài)的鐵水與固體鋼鐵料構(gòu)成，其中，基于金屬料的總重量，鐵水的含量介于50wt%~ 60wt%之間，石灰的含量占混料的總重量的比重> 25wt%。
[0005]進一步地，所述固體鋼鐵料為廢鋼、生鐵、罐幫、罐鐵、渣鋼和壓塊中的一種或多種。
[0006]進一步地，所述氧化鎵為氧化鎵粉、氧化鎵顆粒和氧化鎵塊中的一種或多種。
[0007]進一步地，混料與金屬料的重量比為1: 40~1: 80。
[0008]進一步地，電弧爐中氧化鎵還原反應(yīng)的溫度控制為700°C~2000°C。
[0009]進一步地，在布料時，先加入混料再加入固體鋼鐵料最后兌入鐵水。
[0010]進一步地,所述混料的粒徑< 70mm。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，煉鋼工藝流程更簡便，產(chǎn)品質(zhì)量和鎵回收率顯著提高，成本較低。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例進一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。
[0013]本發(fā)明提供一種氧化鎵合金煉鋼的方法，所述方法包括:在向鋼包中出半鋼的過程中，將1.5~6.0kg/ (t半鋼)的硅鐵加入到鋼包；向電弧爐中加入混料和金屬料，所述混料為氧化鎵與石灰的混合物，所述金屬料由鐵水與固體鋼鐵料構(gòu)成，其中，基于金屬料的總重量，鐵水的含量介于50wt%~60wt%之間。根據(jù)本發(fā)明對于原料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，金屬料采用鐵水熱裝以部分替代廢鋼等固體鋼鐵料。
[0014]煉鋼領(lǐng)域常用的鐵水通常都含有3%左右的碳、0.42%左右的硅和0.50%左右的錳，這些化學成分能夠為反應(yīng)提供足夠的還原劑，因此，本發(fā)明不需要再加入碳粉或碳化硅等還原劑就可以保持爐內(nèi)的還原氣氛。鐵水作為一種較純凈的金屬爐料，不含有廢鋼中那么多的雜質(zhì)元素，鐵水帶來的物理熱還會加速固體鋼鐵料中的水份蒸發(fā)，促使熔池提前形成，C-O反應(yīng)產(chǎn)生的CO氣體有更充分的時間去除氮、氫等有害氣體和夾雜物，使鋼水中的化學成分更穩(wěn)定，提高鋼水的質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的實施例，氧化鎵可以通過與石灰相混合的方式與固體鋼鐵料一同加入電弧爐內(nèi)，石灰的作用是通過與氧化鎵結(jié)合生成鎵酸鈣，從而抑制氧化鎵的揮發(fā)，提高鎵的回收率。本發(fā)明在混料時，石灰的加入量不低于氧化鎵與石灰的混合物總重量的25wt%。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，氧化鎵與石灰可以先破碎成塊狀，然后按照比例采取機械混合，優(yōu)選地，混料的粒徑< 50_。然而，本發(fā)明不限于此，所述混料可以為粉狀、顆粒或塊狀，并且由于氧化鎵中含有部分氧化鈣，而氧化鈣為石灰的主要成分，因此石灰的實際加入量還可略為降低。根據(jù)本發(fā)明的實施例，混料與金屬料按重量比1: 40~1: 80投料，氧化鎵的加入量由冶煉合金鋼的鎵含量決定，石灰的加入量根據(jù)鐵水及固體鋼鐵料的磷含量進行調(diào)整，根據(jù)入爐金屬料磷含量的高或者低，適當增大或者減小混料中石灰的加入量。其中，冶煉鋼種的鎵含量不會對石灰的加入量造成影響，因為脫磷和冶煉造渣所需要的石灰量遠大于混料所要求的石灰量，即便是冶煉高鎵鋼，石灰加入量也遠大于混料的25wt%的目標要求。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，氧化鎵的熔點只有795°C，而鐵水溫度一般超過1200°C，兌入鐵水之后，加上電弧爐內(nèi)留鋼留渣操作積蓄的熱量，爐內(nèi)溫度能快速升至氧化鎵熔點以上，爐溫超過700°C反應(yīng)即可進行，因此電弧爐加熱的意義僅在于使固體鋼鐵料加快熔化。本發(fā)明的電弧爐氧化鎵還原反應(yīng)溫度優(yōu)選在700°C~2000°C。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以先加入氧化鎵與石灰的混料，再加入固體鋼鐵料最后兌入鐵水，這種由輕及重、先涼后熱的加料順序易于石灰的熔化和造渣，同時鐵水對爐內(nèi)混合物料的沖刷、攪拌亦可加速反應(yīng)進程。如果先兌入鐵水后加入混料和固體鋼鐵料，由于混料的密度較低不易成渣，氧化鎵在投入高溫鐵水的瞬間易急劇燒損揮發(fā)，使鎵回收率降低。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述氧化鎵可以為氧化鎵粉、氧化鎵顆粒和氧化鎵塊中的至少一種。優(yōu)選為氧化鎵顆粒或氧化鎵塊，采用氧化鎵粉可增大接觸面積、加快反應(yīng)速度，但需注意控制氧化鎵的揮發(fā)。
[0017]本發(fā)明還提供一種煉鋼廢水處理劑，包括以下重量份的原料:聚丙烯酰胺25份、氫氧化鈉15份、碳酸鈉2份、氧化鎂粉15份、聚硅硫酸鐵10份、季銨鹽木質(zhì)素絮凝劑20份、鈉基膨潤土 20份、氨基三甲叉膦酸2份、二乙烯三胺五乙酸五鈉5份、聚天冬氨酸20份、聚合氯化鋁12份。一種煉鋼廢水處理劑的制備方法，包括以下制備步驟:A、將除季銨鹽木質(zhì)素絮凝劑、二乙烯三胺五乙酸五鈉外的其余原料依次加入容器中，攪拌均勻、在投入使用前，加入季銨鹽木質(zhì)素絮凝劑、二乙烯三胺五乙酸五鈉，攪拌10分鐘；制得煉鋼廢水處理劑。綜上所述，本發(fā)明的方法省去了冶煉鐵合金的工序，降低冶煉鎵合金鋼工藝流程的整體能耗，提高資源利用率，從而能夠降低環(huán)境負荷，經(jīng)濟效益顯著。本發(fā)明可應(yīng)用于低鎵合金鋼到高鎵合金鋼的冶煉，特別對于冶煉高鎵合金鋼，采用本發(fā)明所述的方法可使鎵回收率達90%以上。
[0018]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上 的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化物煉鋼的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 在向鋼包中出半鋼的過程中，將1.5~6.0kg/(t半鋼)的硅鐵加入到鋼包； 向電弧爐中加入用于煉鋼的混料和金屬料，所述混料為氧化鎵與石灰以一定比例混合所得的混合物，所述金屬料由熔融狀態(tài)的鐵水與固體鋼鐵料構(gòu)成，其中，基于金屬料的總重量，鐵水的含量介于50wt%~60wt%之間，石灰的含量占混料的總重量的比重> 25wt%。
2.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，所述固體鋼鐵料為廢鋼、生鐵、罐鐵、渣鋼和壓塊中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，所述氧化鎵為氧化鎵粉、氧化鎵顆粒和氧化鎵塊中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，混料與金屬料的重量比為1: 40 ~1: 80。
5.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，電弧爐中氧化鎵還原反應(yīng)的溫度控制為700°C~2000°C。
6.如權(quán)利要求 1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，在布料時，先加入混料再加入固體鋼鐵料最后兌入鐵水。
7.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，所述混料的粒徑<70mm。
【文檔編號】C21C5/52GK104017936SQ201410256427
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】沈玉忠 申請人:張家港市錦豐潤爾發(fā)五金塑料廠