專利名稱：高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼水精煉前處理合金化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種對(duì)鋼水進(jìn)行合金化處理和改善精煉處理時(shí)鋼渣性狀的高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球及其制備方法。
背景技術(shù)：
提聞鋼材的純凈度，有利于提聞鋼材品質(zhì)、改菩鋼材性能和延長(zhǎng)鋼材使用壽命，是 “十二五”鋼鐵產(chǎn)品重要的發(fā)展方向。而研究開發(fā)高效、低成本、穩(wěn)定生產(chǎn)高潔凈鋼的生產(chǎn)エ 藝將是今后煉鋼技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。精煉是提高鋼水純凈度的重要手段。為使鋼水達(dá)到潔凈， 必須使鋼水深度除雜，而除雜的前提是必須對(duì)鋼水進(jìn)行強(qiáng)吹氧，氧化提純，使鋼中的雜質(zhì)氧化成渣上浮，但這會(huì)造成鋼水中的氧含量升高，故須對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧處理。目前，常見的脫氧物質(zhì)為鋁、鈣、鎂、硅、錳等；若采用鈣脫氧則成本過高，若采用鎂脫氧則易產(chǎn)生事故隱患， 而采用硅、錳等物質(zhì)脫氧則效果不理想，而單純采用純鋁脫氧則不利于鋼水中雜質(zhì)的吸附、 去除。煉鋼エ序中的關(guān)鍵技術(shù)和難關(guān)是鋼水深度除雜產(chǎn)物和爐渣夾雜物的處理。中國(guó)專利 CN1752221A公開了ー種《精煉渣改質(zhì)鋁渣球及其制備方法》一定程度上解決了上述技術(shù)問題，但是產(chǎn)品存在以下問題(1)除鋁外的原料為生料，未經(jīng)預(yù)熔處理，雜質(zhì)含量高、污染鋼水、不利于潔凈鋼生產(chǎn)，同時(shí)渣的流動(dòng)性和保溫效果亦受影響；(2)Ca0含量低(10 13%)， 鋁鈣比高，限制了熔渣吸附鋼水夾雜能力；(3)含有F_，有害于環(huán)境和爐襯。對(duì)以上專利技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，中國(guó)專利ZL200510094824. 0公開了ー種《預(yù)熔型精煉渣改質(zhì)鋁渣球及其制備方法》是將生料預(yù)熔處理后與金屬鋁制球，但也存在CaO含量低(10 15%)和含F(xiàn)_問題； 而中國(guó)專利ZL200610097700. 2公開了ー種《鋼包渣改質(zhì)鋁渣球》不含F(xiàn)—，但存在所用原料為生料及CaO含量偏低的問題。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種用于冶煉潔凈鋼精煉處理時(shí)覆蓋鋼水表面保溫并改善鋼渣性狀的高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球。本發(fā)明的另ー目的是提供該高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是ー種高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化ニ鋁(A1203)、ニ氧化硅(Si02)、 氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質(zhì)，其特征在于它的組份含量按重量百分比是金屬鋁40 47、氧化鈣25 33、三氧化ニ鋁8 15、ニ氧化硅< 6、氧化鎂2. 5 6. 5、水份< 0. 5，其它物質(zhì)余量。上述高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球中，金屬鋁為鋁粒或鋁粉或鋁粒與鋁粉以任意比例混合的混合物；其中，鋁粒粒度為0. I 5mm，鋁粉粒度〈O. I mm。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另ー目的，上述高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的具體制備方法如下
I)預(yù)熔渣的制備將取樣分析合格后的石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅及鎂砂粉按照重量份30 50:10 30:20 40:5 10:1 3的配比稱重、混勻，得混勻料，再加入混勻料的重量I 10%的濃度為30%的紙漿廢液并攪勻，壓制成球狀或塊狀物料，再投入熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級(jí)進(jìn)行處理，即得預(yù)熔渣；
2)高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備將重量百分比為40 47的金屬鋁和重量百分比為 53 60的上述預(yù)熔渣稱重配比、混勻后得混合物，加入上述混合物重量的2 8%的羧甲基纖維素或木鈣作結(jié)合劑，再攪勻后將物料放入對(duì)輥式壓球機(jī)內(nèi)滾壓成球，篩分合格粒級(jí)進(jìn)入隧道窯中于100 500°C烘烤處理30 100分鐘，得半成品，水份控制在O. 5%以下時(shí)冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。進(jìn)一步地，上述各原料的化學(xué)成分的含量按重量百分比分別為
金屬鋁A1 ≥ 95%、Si ≤ 4% ；
石灰石粉CaCO3 ≥ 95%、SiO2 ≤ 5% ；
氧化鈣CaO ≥ 97%、SiO2 ≤ 2% ；
礬土粉=Al2O3 ≥ 80%、SiO2 ≤ 15% ；
鐵紅Fe203 ≥ 95% ；
鎂砂粉MgO ≥97%。本發(fā)明的有益效果是，精煉時(shí)加入高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球，對(duì)鋼水進(jìn)行合金化處理和改善精煉處理時(shí)鋼渣性狀，有利于夾雜物的吸附、去除，減少成品中氧含量，控制有害雜質(zhì)含量極低的精煉前處理添加物；使鋼水表面鋪展保溫效果好，預(yù)熔處理使渣的均勻性、 流動(dòng)性得到改善；金屬鋁除降低渣中全鐵含量外，還會(huì)降低鋼水中成品的氧含量高的氧化鈣含量和改善爐渣去除夾雜物，降低了鋁鈣比，提高了熔渣吸附鋼水中氧化物夾雜(Al2O3) 能力，凈化鋼水；同時(shí)，因不含F(xiàn)—，有益于環(huán)保及爐襯。
具體實(shí)施例方式一種高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化二鋁 (A1203)、二氧化硅(Si02)、氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質(zhì)，它的組份含量按重量百分比是金屬鋁40 47、氧化鈣25 33、三氧化二鋁8 15、二氧化硅< 6、 氧化鎂2. 5 6. 5、水份< O. 5，其它物質(zhì)余量。上述高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球中，金屬鋁為鋁?；蜾X粉或鋁粒與鋁粉以任意比例混合的混合物；其中，鋁粒粒度為O. I 5mm，鋁粉粒度〈O. I mm。上述高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備方法，其制備方法如下
O預(yù)熔渣的制備將取樣分析合格后的石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅及鎂砂粉按照重量份30 50:10 30:20 40:5 10:1 3的配比稱重、混勻，得混勻料，再加入混勻料的重量I 10%的濃度為30%的紙漿廢液并攪勻，壓制成球狀或塊狀物料，再投入熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級(jí)進(jìn)行處理，即得預(yù)熔渣；
2)高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備將重量百分比為40 47的金屬鋁和重量百分比為 53 60的上述預(yù)熔渣稱重配比、混勻后得混合物，加入上述混合物重量的2 8%的羧甲基纖維素或木鈣作結(jié)合劑，再攪勻后將物料放入對(duì)輥式壓球機(jī)內(nèi)滾壓成球，篩分合格粒級(jí)進(jìn)入隧道窯中于100 500°C烘烤處理30 100分鐘，得半成品，水份控制在O. 5%以下時(shí)冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。實(shí)施例I :ー種高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化ニ鋁(A1203)、 ニ氧化硅(Si02)、氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質(zhì)，它的組份含量按重量百分比是金屬招46、氧化I丐30、三氧化ニ招14、ニ氧化娃5、氧化鎂4、水份0. 26,其它物
質(zhì)余量。上述高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備方法具體エ藝流程如下
I)原材料取樣分析及備料
按各原料的化學(xué)成分的含量按重量百分比分別為
金屬鋁A1≥95%、Si≤4% ；
石灰石粉CaCO3 ≥ 95%、SiO2 ≤ 5% ；
氧化鈣CaO ≥97%、SiO2 ≤ 2% ；
礬土粉=Al2O3 ≥ 80%、SiO2≤ 15% ；
鐵紅=Fe2O3 ≥ 95% ；
鎂砂粉MgO ≥ 97%的要求，將金屬鋁、石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅、鎂砂粉及結(jié)合劑(羧甲基纖維素或木鈣作結(jié)合剤)采購(gòu)到位分別儲(chǔ)存，并對(duì)原料取樣分析，其化學(xué)組成分別是
金屬鋁A1 ≥ 99. 2%、Si ≤ 0. 3% ；
石灰石粉=CaCO3 ≥ 95. 9%、SiO2 ≤ 2. 08% ；
氧化鈣CaO ≥ 97. 8%、SiO2 ≤ 0. 85% ；
礬土粉=Al2O3 ≥ 82. 7%、SiO2 ≤ 11. 6% ；
鐵紅:Fe203 ≥ 96. 4% ；
鎂砂粉MgO≥97. 3%。2)預(yù)熔渣的制備將取樣分析合格后的原料稱重石灰石粉500kg、氧化鈣270kg、 礬土粉330kg、鐵紅20kg及鎂砂粉95kg，將上述原料投入轉(zhuǎn)鼓式混料機(jī)中混合30分鐘至勻，混勻料中加入濃度30%的紙漿廢液35kg并攪勻，然后將混合料于對(duì)輥式壓球機(jī)成型 20 60_的球狀或塊狀物料，烘干后再投入中頻熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級(jí)進(jìn)行處理，即得預(yù)熔渣，入庫儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br>
預(yù)熔渣的化學(xué)成分的組份含量按重量百分比分別為
CaO 54. 2%, Al2O3 25. 1%, SiO2 9. 7%, MgO 8. 5%, Fe2O3 2. 5%。3)高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備
將金屬鋁和預(yù)熔渣分別稱重金屬鋁460kg、預(yù)熔渣535kg，將上述原料投入轉(zhuǎn)鼓式混料機(jī)中混合40分鐘至勻，混勻料中加入40kg羧甲基纖維素并攪勻，然后將混合料于對(duì)輥式壓球機(jī)成型20 40mm的球狀物料，將篩分合格粒級(jí)進(jìn)入隧道窯中于400°C烘烤處理80分鐘，得半成品，水份控制在0. 5%以下時(shí)冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。以上實(shí)施的成品化學(xué)成分的組份含量按重量百分比分別為
Al 45. 3%, CaO 29. 1%, Al2O3 13. 5%, SiO2 5. 6%, MgO 4. 7%, H2O 0. 26%。實(shí)施例2:
ー種高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化ニ鋁(A1203)、 ニ氧化硅(Si02)、氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質(zhì)，它的組份含量按重量百分比是金屬招42、氧化I丐33、三氧化ニ招15、ニ氧化娃4、氧化鎂5、水份0. 3,其它物質(zhì)余量。上述高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備方法具體工藝流程如下
O原材料取樣分析及備料
按各原料的化學(xué)成分的含量按重量百分比分別為
金屬鋁A1 彡 95%、Si ( 4% ；
石灰石粉CaCO3 彡 95%、SiO2 ( 5% ；
氧化鈣CaO 彡 97%、SiO2 ( 2% ；
礬土粉=Al2O3 彡 80%、SiO2 彡 15% ；
鐵紅Fe203 彡 95% ；
鎂砂粉MgO ^ 97%的要求，將金屬鋁、石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅、鎂砂粉及結(jié)合劑(羧甲基纖維素或木鈣作結(jié)合劑)采購(gòu)到位分別儲(chǔ)存，并對(duì)原料取樣分析，其化學(xué)組成分別是
金屬鋁A1 彡 99. 5%、Si ( O. 2% ；
石灰石粉CaCO3 彡 95. 2%、SiO2 ( 2. 3% ；
氧化鈣CaO 彡 96. 9%、SiO2 ( I. 0% ；
礬土粉=Al2O3 彡 83. 5%、SiO2 ( 10. 9% ；
鐵紅Fe203 彡 97. 6% ；
鎂砂粉MgO彡97. 6%ο2)預(yù)熔渣的制備
將取樣分析合格后的原料稱重石灰石粉300kg、氧化鈣300kg、礬土粉280kg、鐵紅 15kg及鎂砂粉80kg，將上述原料投入轉(zhuǎn)鼓式混料機(jī)中混合30分鐘至勻，混勻料中加入濃度 30%的紙漿廢液30kg并攪勻，然后將混合料于對(duì)輥式壓球機(jī)成型20 60mm的球狀或塊狀物料，烘干后再投入中頻熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級(jí)進(jìn)行處理，即得預(yù)熔渣， 入庫儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br>
預(yù)熔渣的化學(xué)成分的組份含量按重量百分比分別為
CaO 58. 6%, Al2O3 22. 4%, SiO2 8. 1%, MgO 9. 0%, Fe2O3L 9% ；
4)高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備
將金屬鋁和預(yù)熔渣分別稱重金屬鋁425kg、預(yù)熔渣570kg，將上述原料投入轉(zhuǎn)鼓式混料機(jī)中混合40分鐘至勻，混勻料中加入40kg木鈣并攪勻，然后將混合料于對(duì)輥式壓球機(jī)成型20 40mm的球狀物料，將篩分合格粒級(jí)進(jìn)入隧道窯中于300°C烘烤處理90分鐘，得半成品，水份控制在O. 4%以下時(shí)冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。以上實(shí)施的成品化學(xué)成分的組份含量按重量百分比分別為
Al 41. 6%, Ca032. 8%, Al2O3 14. 5%, SiO2 3. 7%, MgO 4. 8%, H2O O. 3%。試驗(yàn)結(jié)論本發(fā)明制備的高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球，2011年10月26日在國(guó)內(nèi)某大型鋼廠的LF精煉爐上進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)結(jié)果表明加入本發(fā)明高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球后，鋼水的保溫性能及熔渣的流動(dòng)性能得到改善，渣中的氧化鐵含量下降約24%，鋼水中全氧量明顯下降，鋁鈣比降低，有利促進(jìn)了熔渣對(duì)鋼中夾雜物的吸附、去除，效果顯著。本發(fā)明適合冶煉鋼種為成品氧有要求的低碳、超低碳鋼及各種潔凈鋼。
權(quán)利要求
1.一種高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球，它含有金屬鋁(Al)、氧化鈣(CaO)、三氧化二鋁 (A1203)、二氧化硅(Si02)、氧化鎂(MgO)、少量水份(H2O)及不可避免的其它雜質(zhì)，其特征在于它的組份含量按重量百分比是金屬鋁40 47、氧化鈣25 33、三氧化二鋁8 15、二氧化硅< 6、氧化鎂2. 5 6. 5、水份< O. 5，其它物質(zhì)余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球，其特征在于所述的金屬鋁為鋁?；蜾X粉或鋁粒與鋁粉以任意比例混合的混合物；其中，鋁粒粒度為O. I 5_，鋁粉粒度〈O. I mm η
3.—種如權(quán)利要求I所述高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備方法，其制備方法如下O預(yù)熔渣的制備將取樣分析合格后的石灰石粉、氧化鈣、礬土粉、鐵紅及鎂砂粉按照重量份30 50:10 30:20 40:5 10:1 3的配比稱重、混勻，得混勻料，再加入混勻料的重量I 10%的濃度為30%的紙漿廢液并攪勻，壓制成球狀或塊狀物料，再投入熔爐中熔融，出爐冷卻后按所需要求粒級(jí)進(jìn)行處理，即得預(yù)熔渣；.2)高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球的制備將重量百分比為40 47的金屬鋁和重量百分比為 53 60的上述預(yù)熔渣稱重配比、混勻后得混合物，加入上述混合物重量的2 8%的羧甲基纖維素或木鈣作結(jié)合劑，再攪勻后將物料放入對(duì)輥式壓球機(jī)內(nèi)滾壓成球，篩分合格粒級(jí)進(jìn)入隧道窯中于100 500°C烘烤處理30 100分鐘，得半成品，水份控制在O. 5%以下時(shí)冷卻、篩分，得成品，包裝、入庫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于冶煉潔凈鋼精煉處理時(shí)覆蓋鋼水表面保溫并改善鋼渣性狀的高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球及其制備方法，它含有金屬鋁、氧化鈣、三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鎂、少量水份及不可避免的其它雜質(zhì)，適應(yīng)于潔凈鋼的冶煉。精煉時(shí)加入高鈣預(yù)熔渣改質(zhì)鋁渣球，在鋼水表面鋪展保溫效果好，預(yù)熔處理使渣的均勻性、流動(dòng)性得到改善；金屬鋁除降低渣中全鐵含量外，還會(huì)降低鋼水中成品的氧含量高的氧化鈣含量，降低了鋁鈣比，提高了熔渣吸附鋼水中氧化物夾雜(Al2O3)能力，凈化鋼水；同時(shí)，因不含F(xiàn)-，益于環(huán)保及爐襯。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有更有利于夾雜物的吸附、去除，減少成品中氧含量，控制有害雜質(zhì)極低含量，環(huán)保且不腐蝕爐襯的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21C7/04GK102586544SQ20121007403
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者朱先營(yíng), 楊杰, 王國(guó)華, 許雙貴, 謝小群, 陳希來 申請(qǐng)人:西峽縣恒基冶材有限公司