轉爐終渣改質劑及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及轉爐終渣改質劑及其應用，屬于冶金【技術領域】。本發明解決的技術問題是提供轉爐終渣改質劑及其應用。本發明轉爐終渣改質劑，其活性成分由以下重量份的組分組成：CaO：13.5～37.5份,SiO2：2.4～7.5份，MgO：15～35份，C：4～14份。本發明轉爐終渣改質劑能有效降低半鋼轉爐冶煉爐渣中的全鐵含量，經改質后的爐渣中全鐵含量可降低到16％，并且可采用除塵灰、煉鋼污泥、廢鎂磚、無煙煤及粘接劑按一定比例混合壓制成球后制成，能實現二次資源綜合利用，成本低、改質效果好、能有效降低鐵損。
【專利說明】轉爐終渣改質劑及其應用

【技術領域】
[0001]本發明涉及轉爐終渣改質劑及其應用，屬于冶金【技術領域】。

【背景技術】
[0002]隨著煉鋼技術的不斷進步，對轉爐終渣進行改質的技術已在各大鋼鐵企業中得到了應用。在現有的終渣改質技術中，主要是通過加入改質劑來實現對爐渣的改質。改質劑的加入方式分為吹煉結束后出鋼前加入轉爐和出鋼后加入轉爐兩種方式；改質后的終點爐渣粘度增大，流動性變差，出鋼時能有效的防止轉爐下渣進入鋼包，污染鋼水；高粘度及較高MgO含量的爐渣通過濺渣護爐能有效的附著在爐襯上對轉爐爐襯起到了保護的作用，減緩冶煉時爐渣對爐襯的侵蝕，從而延長轉爐壽命。隨著終渣改質技術的不斷發展，在轉爐終渣改質劑中除了含有較高的MgO含量外，還配加了部分還原劑以還原渣中鐵的氧化物以降低鐵損。
[0003]半鋼冶煉由于其特殊性，提釩后的半鋼中碳質量百分含量低(3.4%~4.0% )，半鋼中硅、錳發熱成渣元素含量均為痕跡，渣系組元單一、成渣速度慢。因此，與普通鐵水煉鋼相比，半鋼煉鋼終點爐渣中全鐵含量更高(22%~25% )，鐵損更大。雖然轉爐終點也使用碳質改質劑進行爐渣改質并達到了控制下渣和濺渣護爐的目的，但終渣全鐵含量仍然較高，波動在19%~21%之間，倒渣后鐵損較大。同時隨著鋼鐵產品利潤的不斷下降，降低成本成為各大鋼鐵企業關注的焦點。采用煉鋼原料配加還原劑加工而成的終渣改質劑價格是普通輔料(高鎂石灰，焦炭粉等)的3~5倍。
[0004]因此，亟需尋求一種低成本的轉爐終渣改質劑，降低半鋼冶煉終渣全鐵含量。
[0005]專利CN102296141公開了一種轉爐煉鋼終渣改質劑及其使用方法，其轉爐煉鋼終渣改質劑由下述幾種原料按重量百分比組成:金屬Mg:30~50%，金屬Al: 10~30%，生石灰:15~35%，焦炭粉:5~15%。其加入方式為轉爐停吹后至出鋼前加入，加入量為20~40kg/t渣；且根據轉爐下渣量在鋼包渣面繼續補加改質劑對鋼包渣進行改性提高鋼水純凈度。從該發明中的改質劑組分來看，該改質劑成本較高，并且在使用過程中，有可能需要補加，操作復雜，且用量較多。


【發明內容】

[0006]本發明解決的技術問題是提供轉爐終渣改質劑。
[0007]本發明轉爐終渣改質劑，其活性成分由以下重量份的組分組成:CaO:13.5~37.5份，S12:2.4 ~7.5 份，MgO: 15 ~35 份，C:4 ~14 份。
[0008]進一步的，優選其活性成分由以下重量份的組分組成:CaO:16.5~23份，S12:
3.2 ~5.5 份，MgO:20.1 ~26.3 份，C:4.7 ~12.7 份。
[0009]本發明轉爐終渣改質劑的粒度優選為10~20mm。
[0010]本發明轉爐終渣改質劑，優選由以下重量份的原料制備而成:除塵灰:25~45份，煉鋼污泥:10~25份，廢鎂磚:15~25份，含碳材料:5~15份，粘結劑:3~5份，其中含碳材料中的單質碳含量不低于85%。
[0011]其中，除塵灰優選為轉爐地下料倉中收集的在卸料過程中產生的粉塵，除塵灰的主要成分為Ca0、Fe203、Si02和MgO。除塵灰優選由以下重量百分比的組分組成:CaO:50~70% , Fe2O3:10~15%, MgO:10~20%，S12:5~10%，其余為不可避免的雜質。
[0012]煉鋼污泥優選為轉爐冶煉過程中產生的煙塵，經濕法除塵、重選或磁選而獲得的含鐵二次資源。煉鋼污泥優選由以下重量百分比的組分組成:CaO:10~20%，鐵的氧化物:55~65% ,MgO:5~10% ,S12:5~10%，其余為不可避免的雜質。其中，鐵的氧化物為 Fe2O3 和 FeO。
[0013]廢鎂磚優選為鋼包、中包、爐襯使用后拆卸下的廢磚，廢鎂磚優選由以下重量百分比的組分組成:MgO:85 ~95%，S12:1 ~3%, CaO:1 ~5%, Al2O3:1 ~3% , Fe2O3:1 ~3%，其余為不可避免的雜質。
[0014]含碳材料優選為無煙煤、焦粉或石墨。
[0015]粘接劑為工業常用的粘接劑，優選為硅膠，合成樹脂或橡膠。
[0016]本發明的轉爐終渣改質劑的制備方法包括如下步驟:將原料混合，冷壓成型后干燥、焙燒得到成品轉爐終渣改質劑，優選采用如下方法進行制備:將原料經破碎后，添加適量的水，采用攪拌機混均后，通過壓球機壓球后，自然晾干72小時以上，再進烘烤爐進行烘烤、篩分最終得到成品。
[0017]本發明還提供轉爐終渣改質劑在半鋼煉鋼中的應用。
[0018]本發明轉爐終渣改質劑，優選在轉爐冶煉出鋼之前加入，加入轉爐終渣改質劑10~30s后即可直接出鋼。轉爐終渣改質劑的加入量可根據終點鋼水氧活度來確定，其鋼水氧活度可在吹煉結束后用副槍測定:當轉爐終點鋼水氧活度小于300ppm時,轉爐終洛改質劑的加入量為3kg/t渣，其中，3kg/t渣是指每噸渣加入3千克的轉爐終渣改質劑；當轉爐終點鋼水氧活度為300~800ppm時，其加入量為4.0~6.0kg/t渣；當轉爐終點鋼水氧活度大于800ppm時，其加入量為6.0~8.0kg/t渣。
[0019]與現有技術相比，本發明轉爐終渣改質劑能有效降低半鋼轉爐冶煉爐渣中的全鐵含量，經改質后的爐渣中全鐵含量可降低到16%，并且可采用除塵灰、煉鋼污泥、廢鎂磚、無煙煤及粘接劑按一定比例混合壓制成球后制成，能實現二次資源綜合利用，成本低、改質效果好、能有效降低鐵損。

【具體實施方式】
[0020]本發明解決的技術問題是提供轉爐終渣改質劑。
[0021]本發明轉爐終渣改質劑，其活性成分由以下重量份的組分組成:CaO:13.5~37.5份，S12:2.4 ~7.5 份，MgO: 15 ~35 份，C:4 ~14 份。
[0022]進一步的，優選其活性成分由以下重量份的組分組成:CaO:16.5~23份，S12:
3.2 ~5.5 份，MgO:20.1 ~26.3 份，C:4.7 ~12.7 份。
[0023]本發明轉爐終渣改質劑的粒度優選為10~20mm。
[0024]本發明轉爐終渣改質劑，優選由以下重量份的原料制備而成:除塵灰:25~45份，煉鋼污泥:10~25份，廢鎂磚:15~25份，含碳材料:5~15份，粘結劑:3~5份，其中含碳材料中的單質碳含量不低于85%。
[0025]其中，除塵灰優選為轉爐地下料倉中收集的在卸料過程中產生的粉塵，除塵灰的主要成分為Ca0、Fe203、Si02和MgO。除塵灰優選由以下重量百分比的組分組成:CaO:50~70% , Fe2O3:10~15%, MgO:10~20%，S12: 5~10%，其余為不可避免的雜質。
[0026]煉鋼污泥優選為轉爐冶煉過程中產生的煙塵，經濕法除塵、重選或磁選而獲得的含鐵二次資源。煉鋼污泥優選由以下重量百分比的組分組成:CaO:10~20%，鐵的氧化物:55~65% ,MgO:5~10% ,S12:5~10%，其余為不可避免的雜質。其中，鐵的氧化物為 Fe2O3 和 FeO。
[0027]廢鎂磚優選為鋼包、中包、爐襯使用后拆卸下的廢磚，廢鎂磚優選由以下重量百分比的組分組成:MgO:85 ~95%，S12:1 ~3%, CaO:1 ~5%, Al2O3:1 ~3% , Fe2O3:1 ~3%，其余為不可避免的雜質。
[0028]含碳材料優選為無煙煤、焦粉或石墨。
[0029]粘接劑為工業常用的粘接劑，優選為硅膠，合成樹脂或橡膠。
[0030]本發明的轉爐終渣改質劑的制備方法包括如下步驟:將原料混合，冷壓成型后干燥、焙燒得到成品轉爐終渣改質劑，優選采用如下方法進行制備:將原料經破碎后，添加適量的水，采用攪拌機混均后，通過壓球機壓球后，自然晾干72小時以上，再進烘烤爐進行烘烤、篩分最終得到成品。
[0031]本發明轉爐終渣改質劑，優選在轉爐冶煉出鋼之前加入，加入轉爐終渣改質劑10~30s后即可直接出鋼。轉爐終渣改質劑的加入量可根據終點鋼水氧活度來確定，其鋼水氧活度可在吹煉結束后用副槍測定:當轉爐終點鋼水氧活度小于300ppm時,轉爐終洛改質劑的加入量為3kg/t渣，其中，3kg/t渣是指每噸渣加入3千克的轉爐終渣改質劑；當轉爐終點鋼水氧活度為300~800ppm時，其加入量為4.0~6.0kg/t渣；當轉爐終點鋼水氧活度大于800ppm時，其加入量為6.0~8.0kg/t渣。
[0032]下面結合實施例對本發明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。如無特別說明，本發明中的百分比均為質量百分比。
[0033]實施例1
[0034]以轉爐除塵灰、煉鋼污泥、廢鎂磚、無煙煤及粘接劑為原料生產轉爐終渣改質劑。將煉鋼污泥、廢鎂磚、無煙煤、粘結劑、除塵灰按重量比10:25:15:5:45的配比破碎、攪拌混勻后通過壓球機壓球，自然晾干72小時以上，再進烘烤爐進行烘烤、篩分，最終得到改質劑成分為:CaO:23%，S12:3.5%, MgO:26.3%, C:12.7%，其余為不可避免的雜質。
[0035]在半鋼冶煉中，轉爐吹煉結束后用副槍測定鋼水氧活度為290ppm，并根據鋼水氧活度加入3kg/t渣的改質劑，并于1s后直接出鋼，取樣檢驗爐渣中全鐵含量為16.1 %。
[0036]實施例2
[0037]以轉爐除塵灰、煉鋼污泥、廢鎂磚、無煙煤及粘接劑為原料生產轉爐終渣改質劑。將煉鋼污泥、廢鎂磚、無煙煤、粘結劑、除塵灰按重量比25:15:5:3:25的配比破碎、攪拌混勻后通過壓球機壓球，自然晾干72小時以上，再進烘烤爐進行烘烤、篩分，最終得到改質劑成分為=CaO:23%，S12:5.5%, MgO:21.7%, C:4.7%，其余為不可避免的雜質。
[0038]在半鋼冶煉中，轉爐吹煉結束后用副槍測定鋼水氧活度為500ppm，并根據鋼水氧活度加入5kg/t渣的改質劑，并于15s后直接出鋼，取樣檢驗爐渣中全鐵含量為17.1 %。
[0039]實施例3
[0040]以轉爐除塵灰、煉鋼污泥、廢鎂磚、無煙煤及粘接劑為原料生產轉爐終渣改質劑。將煉鋼污泥、廢鎂磚、無煙煤、粘結劑、除塵灰按重量比15:20:10:4:30的配比破碎、攪拌混勻后通過壓球機壓球，自然晾干72小時以上，再進烘烤爐進行烘烤、篩分，最終得到改質劑成分為:CaO:16.5%，S12:3.2%, MgO:20.1%, C:8.5%，其余為不可避免的雜質。
[0041]在半鋼冶煉中，轉爐吹煉結束后用副槍測定鋼水氧活度為900ppm，并根據鋼水氧活度加入7kg/t渣的改質劑，并于20s后直接出鋼，取樣檢驗爐渣中全鐵含量為17.7%。
【權利要求】
1.轉爐終渣改質劑，其特征在于其活性成分由以下重量份的組分組成:CaO:13.5~37.5 份，S12:2.4 ~7.5 份，MgO: 15 ~35 份，C:4 ~14 份。
2.根據權利要求1所述的轉爐終渣改質劑，其特征在于其活性成分由以下重量份的組分組成:CaO:16.5 ~23 份，S12:3.2 ~5.5 份，MgO:20.1 ~26.3 份，C:4.7 ~12.7 份。
3.根據權利要求1所述的轉爐終渣改質劑，其特征在于:轉爐終渣改質劑的粒度為10 ~20mm。
4.根據權利要求1所述的轉爐終渣改質劑，其特征在于由以下重量份的原料制備而成:除塵灰:25~45份，煉鋼污泥:10~25份，廢鎂磚:15~25份，含碳材料:5~15份，粘結劑:3~5份，其中，所述含碳材料中的單質碳含量不低于85%。
5.根據權利要求4所述的轉爐終渣改質劑，其特征在于:所述除塵灰為轉爐地下料倉中收集的卸料過程中產生的粉塵，所述煉鋼污泥為轉爐冶煉過程中產生的煙塵，經濕法除塵、重選或磁選而獲得的含鐵物質，所述廢鎂磚為鋼包、中包、爐襯使用后拆卸下的廢磚。
6.根據權利要求4所述的轉爐終渣改質劑，其特征在于:所述含碳材料為無煙煤、焦粉或石墨。
7.根據權利要求4所述的轉爐終渣改質劑，其特征在于:所述粘接劑為硅膠，合成樹脂或橡膠。
8.權利要求1~7任一項所述的轉爐終渣改質劑在半鋼煉鋼中的應用。
9.根據權利要求8所述的轉爐終渣改質劑在半鋼煉鋼中的應用，其特征在于:在轉爐冶煉出鋼之前，加入轉爐終渣改質劑，10~30s后直接出鋼。
10.根據權利要求8所述的轉爐終渣改質劑在半鋼煉鋼中的應用，其特征在于:當轉爐終點鋼水氧活度小 于300ppm時，轉爐終渣改質劑的加入量為3kg/t渣；當轉爐終點鋼水氧活度為300~800ppm時，其加入量為4.0~6.0kg/t渣；當轉爐終點鋼水氧活度大于800ppm時，其加入量為6.0~8.0kg/t渣。
【文檔編號】C21C5/36GK104131130SQ201410340147
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】陳均, 龔洪君, 李安林, 曾建華, 喻林, 梁新騰, 卿家勝, 陳路, 楊曉東, 朱鵬 申請人:攀鋼集團西昌鋼釩有限公司