專利名稱：一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術領域，特別涉及到一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑 其制備方法。
背景技術：
在電爐煉鋼領域，為節(jié)約電能、實現(xiàn)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(xiàn)冶煉早期脫磷、又能夠?qū)崿F(xiàn)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，電爐煉鋼多采用螢石、鋁酸鈣、氧化鐵等作助熔化渣劑。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(zhì) 的特性，例如CaF2與CaO在1362 V共晶，CaF2與CaO、SiO2形成三元共晶體槍晶石 3Ca0 USiO^CaF2W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(wǎng)狀結(jié)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(huán)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(fā)，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(wěn)定，影響冶煉順行。鋁酸鈣作助熔化渣劑不像螢石那樣污染環(huán)境，但鋁酸鈣精煉渣的成本高，而且，鋁 酸鈣系具有低熔點區(qū)域的成分范圍窄，需生成以12Ca0 · 7A1203為主體相的熔渣，對生產(chǎn)控 制要求高，特別是石灰含量范圍的限制，使該渣的脫硫、脫磷能力有限。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，鐵氧化 物化渣對爐襯的侵蝕嚴重。因此，從現(xiàn)有技術可知，目前電爐煉鋼采用的傳統(tǒng)助熔劑存在不足，需要開發(fā)新的 助熔化渣劑。另一方面我國硼礦資源豐富，是世界上為數(shù)不多的硼資源大國。但是，我國多 數(shù)硼礦石的品位低，且多為混合型礦石，以碳堿法提取硼砂后，產(chǎn)生大量廢棄硼泥(注按 目前的生產(chǎn)工藝，每生產(chǎn)1噸硼砂，就要產(chǎn)生3-4噸硼泥)。硼泥中含有2-4. 5%的B2O3， 20-45%的MgO以及氧化鐵、Ca0、Al203、SiA等，由于硼泥中的硼、鐵、鎂等提取成本過高，處 理工藝復雜。因此，我國目前尚缺少針對廢棄硼泥實現(xiàn)高附加值綜合利用的工業(yè)化方法，一 直作為棄渣堆積處理，不僅占用大量土地資源，而且由于碳堿法提硼后的硼泥具有較強堿 性，大量的硼泥露天堆積對土壤和水資源形成嚴重的污染。我國以碳堿法生產(chǎn)硼砂四十余 年來，定點堆積的硼泥近億噸，帶來的污染及占地問題日益嚴重，硼泥綜合利用問題急待解 決?？紤]到硼泥是一種偏堿性、含有的化03具有較強助熔作用，硼泥中MgO具有保護爐 襯、減少爐襯侵蝕的作用，硼泥中的氧化鐵、Al2O3也都具有化渣作用，因此，利用廢棄硼泥開 發(fā)一種煉鋼用助熔化渣劑，對解決目前采用螢石、鋁酸鈣、鐵氧化物等作助熔劑存在的問題以及實現(xiàn)廢棄硼泥的再利用具有重要意義。經(jīng)對現(xiàn)有技術檢索發(fā)現(xiàn)中國專利ZL200610134355. 5公開了一種煉鋼用硼復 合熔劑，提出用硼尾礦和生礬土粉作復合熔劑，該發(fā)明中要求氏03的含量在5-8%，因此， 只能用硼鎂礦與生礬土作復合熔劑，而不能利用硼泥，這是因為硼泥中的氏03含量一般在 2-4. 5%范圍。另外，中國專利申請?zhí)?00810230158. 2公開了一種鋼水精煉助熔渣，由硼 泥、石灰石粉或石灰粉、礬土粉以及硅酸鈉組成，該發(fā)明的實質(zhì)是石灰粉與礬土粉構成鋁酸 鈣系渣，加入硼泥一起構成助熔渣，該發(fā)明適合鋼水在LF鋼包內(nèi)的爐外精煉過程，由于渣 中不含有氧化劑，不能實現(xiàn)氧化熔煉，所以不適合于電爐煉鋼熔煉過程。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于電爐煉鋼過程的助熔化渣劑，解決目前采用螢 石、鋁酸鈣及鐵氧化物作助熔劑存在的氟污染、成本高、爐襯侵蝕嚴重等諸多問題，同時，該 發(fā)明利用廢棄硼泥為主要原料，配加廉價的鐵礬土、生石灰和氧化鐵作助熔化渣劑，在降低 煉鋼造渣成本的同時，實現(xiàn)廢棄硼泥資源的高附加值再利用，并消除硼泥對土壤及水資源 的污染。本發(fā)明的目的是通過下列技術方案來實現(xiàn)的一種電爐煉鋼用新型含硼無氟助熔化渣劑，其特征在于該助熔化渣劑由以下原料 按重量份配制硼泥30-50份，鐵礬土 20-40份，生石灰20_40份，氧化鐵5_15份。硼泥的技術指標優(yōu)選化03含量為2-4. 5%，其中化03、MgO, CaO含量越高越好，S、 P、SiO2的含量越低越好；鐵礬土的技術指標優(yōu)選Al2O3 ^ 45%, Fe2O3 10-25%, SiO2 ^ 10%, S^O. 10%, P 彡 0. 08% ；生石灰的技術指標優(yōu)選CaO ^ 90%, SiO2 ^ 3. 0%, S ^ 0. 035%, P ^ 0. 015% ；氧化鐵的技術指標優(yōu)選!^e2O3 ^ 90%，其余雜質(zhì)S、P、SiO2等的含量越低越好。本發(fā)明的新型含硼無氟助熔化渣劑的制備方法如下將原料充分干燥脫水后按重 量份數(shù)比例稱量配料，混合均勻，磨細到200目以下，然后依次采用壓球、干燥、燒結(jié)、篩分 后制成成品，成品的粒度范圍l_30mm。本發(fā)明的新型含硼無氟助熔化渣劑也可采用下述制備方法將原料充分干燥脫 水后按重量份數(shù)比例稱量配料，混合均勻，磨細到200目以下，然后依次采用預熔、冷卻、破 碎、篩分制成成品，成品的粒度范圍l_30mm。所有原料特別是硼泥在生產(chǎn)前要進行烘干，有效去除水分，以避免與其他物料混 合時發(fā)生化學反應和粘結(jié)現(xiàn)象。對硼泥而言，通常采用150-250°C烘干3小時，以排除水分。本發(fā)明中各主要原料的主要作用和配加比例確定根據(jù)如下1)硼泥脫水后硼泥的主要組成為=MgO 24-40%, SiO2 20-35%, B2O3 2-4. 5%, B2O3作為降低渣系熔點的重要組元起到助熔作用，硼泥的添加比例為30-50份，將渣中B2O3 的含量在1-2. 25%，起到調(diào)整渣熔化溫度的作用，同時，渣中的MgO在10-20%，起到保護爐 襯不受侵蝕的作用；2)鐵礬土 鐵礬土中的大于45% Al2O3和10-25% Fe2O3都對CaO渣有很好的助熔化渣作用，本發(fā)明中添加20-40份的鐵礬土，將渣中的CaO與Al2O3控制在低熔點的鋁酸鈣 12Ca0 · 7A1203為主體相范圍，F(xiàn)e2O3起到化渣和冶煉前期的氧化劑作用，實現(xiàn)冶煉初期脫磷 的目的；3)生石灰石灰的主要作用是保證冶煉初期渣的堿度，實現(xiàn)冶煉前期的脫磷需 要，本發(fā)明中添加20-40份的生石灰，使渣中CaO在30%左右，保證渣的早期脫磷脫硫能力。4)氧化鐵本發(fā)明中添加5-15份的氧化鐵，將初渣中氧化鐵的含量控制在20%左 右，使渣具有強的脫磷能力和好的熔化性能。本發(fā)明的新型含硼無氟助熔化渣劑的主要技術指標見表1表1本發(fā)明的新型含硼無氟助熔化渣劑的主要技術指標(成分重量百分數(shù))
權利要求
1.一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑，其特征在于所述助熔化渣劑由以下原料按 重量份配制硼泥:30-50份；鐵礬土 20-40份；生石灰2040份氧化鐵5-15份。
2.如權利要求1所述的一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑，其特征在于硼泥中的 化03質(zhì)量百分含量為2-4. 5%，其中&03、Mg0、CaO含量越高越好，S、P、SiO2的含量越低越 好。
3.如權利要求1所述的一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑，其特征在于所述鐵礬 土的成份以質(zhì)量百分含量計算，Al2O3彡45%, Fe20310-25%, SiO2彡10%, S彡0. 10%, P 彡 0. 08%。
4.如權利要求1所述的一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑，其特征在于所述生石 灰的成份以質(zhì)量百分含量計算，CaO彡90%, SiO2 ^ 3.0%, S^O. 035%, P彡0. 015% ；
5.如權利要求1所述的一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑，其特征在于；所述氧化 鐵的成份以質(zhì)量百分含量計算，F(xiàn)e2O3 ^ 90%，其余雜質(zhì)的含量越低越好。
6.如權利要求5所述的一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑，其特征在于所述雜質(zhì) 包括 S、P*Si02。
7.一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑的制備方法，其特征在于將原料充分干燥脫 水后按重量份數(shù)稱量配料，磨細到200目以下，混合均勻，然后依次采用壓球、干燥、燒結(jié)和 篩分制成成品。
8.一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑的制備方法，其特征在于將原料充分干燥脫 水后按重量份數(shù)稱量配料，到200目以下，混合均勻，然后依次采用預熔、冷卻、破碎和篩分 制成成品。
9.如權利要求1述的一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑的制備方法，其特征在于 所述硼泥在生產(chǎn)前要進行烘干，有效去除水分，以避免與其他物料混合時發(fā)生化學反應和 粘結(jié)現(xiàn)象，采用150-250°C烘干3小時，以排除水分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑，屬于鋼鐵冶煉技術領域。該化渣劑是由下述成分按重量份比例制成硼泥30-50份，鐵礬土20-40份，生石灰20-40份，氧化鐵5-15份。其制備方法如下將原料充分干燥脫水后按重量份數(shù)稱量配料，磨細混勻，然后采用壓球-干燥-燒結(jié)或預熔-冷卻-破碎-篩分的方法制成塊狀渣。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是該發(fā)明產(chǎn)品代替螢石、鋁酸鈣及鐵氧化物作助熔劑，消除了氟污染以及減輕了化渣劑對爐襯的侵蝕，特別是實現(xiàn)了廢棄硼泥再利用并用儲量豐富、廉價的鐵礬土代替成本高的鋁酸鈣，對礦物資源合理綜合利用及降低煉鋼成本，實現(xiàn)高效、低成本、綠色少污染煉鋼都具有重要意義。
文檔編號C21C5/54GK102071283SQ20101050593
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權日2010年10月12日
發(fā)明者張廷旺, 李桂榮, 王宏明, 趙玉濤, 閆永其 申請人:江蘇大學