專利名稱：改良型濺渣護爐料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改良型濺渣護爐料及制備方法，尤其是涉及一種加入復
合脫氧劑和含Ti02原料配制的可持續(xù)多次使用的濺渣護爐料及制備方法， 屬于煉鋼濺渣護爐技術和耐火材料領域。
背景技術：
濺渣護爐是一項行之有效的轉爐護爐技術，濺渣護爐是在轉爐出鋼后留 下部分終渣，通過加入護爐料將爐渣的粘度和氧化鎂含量調整到適當范圍后 通入高速氮氣將熔渣噴濺到爐襯上冷卻。固化生成一個固體渣層，作為一個 可消耗的耐火層，該渣層減輕了煉鋼過程中熔液對爐襯的機械沖刷和物理化 學的侵蝕，降低了侵蝕速度而達到護爐的目的。自1991年由美國LTV公司 首先開發(fā)成功，十幾年來已被世界各國鋼廠普遍采用并迅速推廣，使轉爐的 壽命從原來幾百爐大幅度提高至幾千爐甚至上萬爐。
為提高護爐效果,國內外科技工作者對濺渣護爐料不斷改進提高。如陳建 新等人通過調整轉爐終渣成分進行了 MgO-C磚的模擬粘渣實驗，結果表明 在終渣堿度變化不大的情況下，適當降低終渣SFe(X的含量，將MgO含 量和熔點控制在一定的范圍內，可得到較厚且結合牢固的粘渣層，同時在 MgO-C磚工作面上形成一定的脫碳層，對形成粘渣層是有利的。另蔣宏、 李春雷等針對轉爐終渣(FeO) %高，采用高碳鎂球進行改質處理，可明顯 改進濺渣護爐工藝效果，使爐齡進一步提高，另日本專利TP199600012937 和國外文獻Liangnng (steel making) 2000， 16: 38-41均涉及濺渣護爐料的 研究。
目前濺渣護爐料普遍采用鎂砂、石墨、脫氧劑等組成，使用后盡管對護 爐起到顯著的作用，但通常只能維持使用一爐，待出鋼后又需重新濺渣。由 于每次濺渣約需6-8分種，又會引起爐溫下降等不利影響，這顯然是與當代 煉鋼工業(yè)的節(jié)能、降耗、高效的發(fā)展趨勢不相適應。因此，通過一次濺渣能 維持多爐使用的改良型的濺渣護爐料的研發(fā)成為鋼廠的迫切需求，并成為進 一步提高轉爐利用率，減少停爐時間，降低煉鋼成本的關鍵技術之一。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種能多爐使用的改良型濺渣護爐料及其制備方法，使濺渣層的壽命從原一爐提高至3-5爐，從而明顯地提高轉爐生產效率，降低煉鋼消耗。
本發(fā)明提供的改良濺渣護爐料，其特征在于加入復合脫氧劑和含Ti02 的原料，所述的復合脫氧劑為金屬鎂粉、金屬鋁和硅鐵合金，護爐料組成的 質量百分含量為MgO30~75%，總C 3~20%， AI2O3 2 10%， TiO2 1 10%， Mg 0.3-5%， Al 1~12%，余量為Si02。
本發(fā)明提供的上述改良濺渣護爐料的優(yōu)先推薦組成(質量百分數(shù))是 MgO50 70%、 C 8~16%、 AI2O3 2~5%、 TiO2 2 6%、 Mg 0.3~2.0%、 Al 1~5%，余量為Si02。
本發(fā)明提供的改良型濺渣護爐料的組分是(1)利用廢棄鎂碳磚替代常規(guī)使用的鎂砂和石墨。(2)引入適量的含Ti02的原料，在吹氮氣濺渣過程 中TiCb與N2、 C生成高熔點化合物， 一方面提高了渣的粘度，濺渣到爐襯 上易于懸掛，并有很好的護爐作用，另一方面Ti02對MgO的燒結有明顯的 促進作用，提高了濺渣層與爐襯MgO—C磚的結合強度而更耐鋼水沖刷。 具體而言，本發(fā)明的特點是
(1) 本發(fā)明大量采用廢棄鎂碳磚替代鎂砂，石墨，不僅可大大地節(jié)約 資源，保護環(huán)境，而且又可降低生產成本。
(2) 本發(fā)明制備過程中引入Ti02作為含鈦原料，當濺渣中含飽和碳時，Ti02會在高溫下還原生成TiC。(熔點3140° )特別是濺渣使用氮氣時，很 容易形成高熔點TiC和Ti (CN)固熔體。這些高熔點物質以彌散狀分布在 渣中，使爐渣粘度變大，流動性變差，鋪濺到爐襯上易于懸掛，并有很好的 護爐效果，。另Ti02對MgO有明顯的燒結作用，其在晶界上形成MgTi03 流動溶質，可以促進MgO在燒結過程中的遷移，使濺渣層與爐襯MgO-C磚 牢固結合。本發(fā)明Ti02可以鈦精礦、高鈦渣，鈦剛玉，鈦白粉中的任何一 種加入，也可復合加入。
(3)金屬鋁粉、鎂粉和硅鐵的復合強脫氧作用，在還原渣中FeO提高 轉爐煉鋼收得率的同時，降低了爐渣對爐襯磚的侵蝕。進一步提高護爐效果， 并因氧化時產生的一定壓力，可阻止熔渣的滲透，并減少MgO-C磚的氧化。 另金屬鋁、鎂與渣中FeO的反應均是放熱反應，可以提升鋼水溫度，降低能 耗。
本發(fā)明提供的改良型濺渣護爐料的制作工藝是先將上述配料組份破碎 至規(guī)定粒度，按提供的配比稱量，顆粒料先混合加入以料重計外加質量百分 含量為10-20%的結合劑，混合出料，經壓出機壓出后再壓制成球團塊狀； 尺寸為40X40X50mm,潛入余渣深度大，反應充分、效果明顯。
其中①所述的結合劑為片堿和水玻璃溶液；
② 結合劑的加入分二次，先加入三分之一到己混合的顆粒料中混合后， 加入細粉料再混合；加入余下的2/3結合劑后再混合。
③ 先加入三分之一結合劑混合時間為1-3分鐘，然后加入細粉后的混 合時間為3-5分鐘，最后加入余下2/3結合劑，繼續(xù)混合3-5分鐘；
④使用的顆粒粒徑為3-50mm，其中大于50mm含量小于lwt%， <3mm 含量〈10wt%(質量百分含量)；
⑤配比的原料為廢棄鎂碳磚、含鈦的高鈦渣、鈦精礦、鈦剛玉、鈦白 粉、硅鐵合金、金屬鎂粉、金屬鋁粉或電熔鎂砂細粉；
當使用的鎂碳磚替代組成配比中大部分鎂砂和石墨的粒徑為8-5mm， 5-3mm和3-0mm，其使用的量分別為20-25%、 10-20%和25-30%;使用的硅
鐵合金的粒徑范圍為0-lmm，電熔鎂砂細粉的粒徑為〈0.088mm;使用鈦剛 玉粒徑O-lmm。
目前，國內外鋼廠均在極力推廣濺渣護爐工藝，但即使在每爐濺渣的情 況下，各廠濺渣護爐效果和最終爐齡有很大的差別，顯然這是因為被濺渣的 組份、物理性能和爐襯磚之間的粘結效果不同而致。本發(fā)明獨特地采用含鈦 原料，有效地調整了渣的粘度，特別是改善了渣與爐襯Mg-C磚粘附力和燒 結作用，并因為高熔點TiC、 TiN和Ti (CN)固熔體的形成進一步改善了濺 渣層的抗沖刷和抗侵蝕作用，從而大幅度提高濺渣層的使用壽命，收到可維 持3-5爐的良好的使用效果。
本發(fā)明提供的改良型濺渣護爐料體現(xiàn)在(1)大量使用工業(yè)廢棄物—— 廢鎂碳磚、高鈦渣，符合環(huán)保，節(jié)能要求。(2)復合脫氧劑、含鈦原料的使 用，大幅度提高了濺渣層的護爐效果。
具體實施例方式
下面通過具體實施例進一步闡明本發(fā)明實質性特點和顯著的進步 實施例1
濺渣護爐料MgO質量百分含量為66.3%， C的總質量百分含量為9.6%， Ti02的質量百分含量為2.5%。
具體配比是8畫5mm廢棄鎂碳磚20%， 5-3mm廢棄鎂碳磚10%， 3-0mm 廢棄鎂碳磚26%， O-lmm高鈦渣8%， O-lmm鈦鋼玉4%，金屬鎂粉0.9°/。， 金屬A1粉1.4Q/。，硅鐵8%， <0.088mm電熔鎂砂17.5%。
先按上述配比稱量，然后將顆粒料先混合一分鐘后加入結合劑(片堿和 水玻璃溶液)1/3，混1分鐘后，加入細粉料再混3分鐘后，加入其余的2/3 結合劑，繼續(xù)混3分鐘后出料，經壓密機壓密后再壓制成40X40X50mm的 團塊，待用。
提供濺渣護爐料MgO質量百分含量為60.2。/。，C質量百分含量為15."/。，
Ti02質量百分含量為5.5%。
具體配比是8-5mm廢棄鎂碳磚25%， 5-3mm廢棄鎂碳磚20%， 3-0mm 廢棄鎂碳磚30%， O-lmm高鈦渣12%， 〈88um鈦精礦4。/。，金屬鎂粉0.5%， 金屬Al粉2%, O-lmm硅鐵合金6.5°/。。
先按上述配比稱量，然后將顆粒料先混合2分鐘后，加入結合劑(片堿 和水玻璃溶液)1/3，混3分鐘后加入細粉料，再混3分鐘加入其余2/3的結 合劑，繼續(xù)混3分鐘后出料，經壓密機壓密后再壓制成40X40X50mm的團 塊，待用。
經檢測和使用與原有產品的性能對比如下表
項目比較例實施例1實施例2MgO(%)63.466.360.2
總C(%)9.89.615.1
Ti02(%)0.342.55.5
Al(%)0.51.42.0
Mg(%)00.90.5
Al203(%)1.33.15.0
Si02(%)余量余量余量
濺渣時間(分)4.5~54.54.5
使用壽命(爐)14權利要求
1、一種經改良濺渣護爐料，其特征在于加入復合脫氧劑和含TiO2的原料，所述的復合脫氧劑為金屬鎂粉、金屬鋁和硅鐵合金，護爐料組成的質量百分含量為MgO 30～75％，總C 3～20％，Al2O3 2～10％，TiO2 1～10％，Mg 0.3-5％，Al 1～12％，余量為SiO2。
2、 按權利要求1所述的經改良濺渣護爐料，其特征在于所述的護爐料 組成的質量百分含量為MgO 50~70%、 C 8 16%、 AI2O3 2 5%、 TiCh 2 6%、 Mg 0.3~2.0%、 Al卜50/。，余量為Si02。
3、 按權利要求1或2所述的經改良濺渣護爐料，其特征在于所述的護 爐料組成的質量百分含量為Mg0 66.3%、總C9.6。/。、 Ti022.5°/。、 Mg0.9%、 Al 1.4%、 AI2O3 3.1%，余量為SiO2。
4、 按權利要求1或2所述的經改良濺渣護爐料，其特征在于所述的護 爐料組成的質量百分含量為MgO 60.2%、總C 15.1%、 TiO2 5.5%、 Mg 0.5%、 AI2O3 5.0%、 Al 2.0%、余量為SiO2。
5、 制備如權利要求1或2所述的經改良濺渣護爐料的方法，其特征在 于制備的步驟是(1) 按權利1或2的組成百分含量破碎至規(guī)定粒度，再配比稱重；(2) 顆粒料先混合加入以料重計外加質量百分含量為10-20%的結合劑， 混合出料，經壓出機壓出后再壓制成球團塊狀；其中①所述的結合劑為片堿和水玻璃溶液；②結合劑的加入分二次，先加入三分之一到已混合的顆粒料中混合后， 加入細粉料再混合；加入余下的2/3結合劑后再混合。
6、 按權利要求5所述的經改良濺渣護爐料的制備方法，其特征在于先 加入三分之一結合劑混合時間為1-3分鐘，然后加入細粉后的混合時間為3-5 分鐘，最后加入余下2/3結合劑，繼續(xù)混合3-5分鐘。
7、 按權利要求5所述的經改良濺渣護爐料的制備方法，其特征在于破 碎的粒徑為3-50mm，其中大于50mm含量小于lwt%， <3mm含量< 10wt%。
8、 按權利要求5所述的經改良濺渣護爐料的制備方法，其特征在于組 成配比時使用的原料為廢棄鎂碳磚、含鈦的高鈦渣、鈦精礦、鈦剛玉、鈦白 粉、硅鐵合金、金屬鎂粉或金屬鋁粉。
9、 按權利要求5或8所述的經改良濺渣護爐料的制備方法，其特征在 于所述的組成配比中用鎂砂和石墨是用粒徑為8-5mm、 5-3mm和3-0mm的 廢棄鎂碳磚，使用量分別為20-25%、 10-20%和25-30%;使用電熔鎂砂細粉 的粒徑為〈0.088mm。
10、 按權利要求5所述的經改良濺渣護爐料的制備方法，其特征在于壓 制成球團塊狀呈橄欖狀，尺寸為40X40X50mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種改良型能多爐使用的濺渣護爐料及其制備方法，其特征在于護爐料由廢棄鎂碳磚、復合脫氧劑(金屬鎂粉、金屬鋁粉、硅鐵合金)、含TiO<sub>2</sub>的原料等組成。質量百分組成為MgO 30～75％，總C 3～20％，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 2～10％，TiO<sub>2</sub> 1～10％，Mg 0.3-5％，Al 1～12％，余量為SiO<sub>2</sub>，復合脫氧劑量顯著提高了爐溫和對FeO的還原作用，提高了轉爐煉鋼的收得率；特別是引入TiO<sub>2</sub>與濺渣時吹入的氮氣形成高熔點氮鈦化合物提高了渣的粘度，增強了濺渣料與轉爐襯磚MgO-C磚的附著力，提高了護爐效果，并因TiO<sub>2</sub>的加入提高了濺渣層與爐襯磚的結合強度。使濺渣護爐技術從需每爐濺渣提高至每濺渣一次可持續(xù)使用3～5爐的顯著效果。
文檔編號C21C5/28GK101200772SQ200710047568
公開日2008年6月18日 申請日期2007年10月30日 優(yōu)先權日2007年10月30日
發(fā)明者于琪芳, 徐宏武 申請人:攀枝花順騰集團冶金材料有限公司