專利名稱：一種半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種利用剛玉渣的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
半鋼轉(zhuǎn)爐冶煉由于半鋼中的酸性材料Si、Mn含量極少，轉(zhuǎn)爐煉鋼相比普通鐵水煉鋼比較困難，主要表現(xiàn)在①活性石灰較普通石灰熔解速度快，前期冶煉的爐渣堿度偏高，前期成渣時間晚、過程冶煉爐渣返干和終點鋼渣理化性能差造渣輔助材料種類多，缺少足夠的高位料倉來滿足生產(chǎn)優(yōu)化要求。因此，有必要開發(fā)一種新型的造渣劑，以保證煉鋼生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
目前常使用的造渣劑主要是采用公布日為2010年12月29日且公開號為CN101928806A的中國專利申請中所提到的一種用于半鋼煉鋼的復(fù)合造渣劑，但實際這種造渣劑由于熔渣組元較少，在實際使用過程中，存在化渣困難、來渣速度慢、終渣TFe含量較高的問題。因此，需要進(jìn)一步對半鋼煉鋼用的復(fù)合造渣劑組成成分進(jìn)行優(yōu)化，以改善使用性倉泛。在現(xiàn)有的技術(shù)中，盡管公開了多種半鋼煉鋼用造渣劑及其制造方法，但仍或多或少的存在上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個問題。本發(fā)明的目的在于提供一種利用提釩后的副產(chǎn)品剛玉渣的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑及其制造方法，以提高來渣速度、降低終渣TFe含量，改善使用性能。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑，所述造渣劑按重量百分比計包括45 55%的Si02、2 8%的Ca0、5 15%的Al203、2 8%的Mn0、5 15% 的 Mg0、5 10% 的 FeO 及 10 20% 的 Fe203。根據(jù)本發(fā)明半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的一個優(yōu)選方案，所述造渣劑在半鋼轉(zhuǎn)爐冶煉的吹氧吹煉過程中加入，加入量為14 19Kg/tiH。本發(fā)明的另一方面提供了一種上述半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法，將石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥破碎磨細(xì)并與粘結(jié)劑混合后配加水得到混合料，將所述混合料壓制成球團(tuán)并烘烤后制得所述造渣劑。根據(jù)本發(fā)明半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法的一個優(yōu)選方案，所述石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥的粒度均為Irnm以下。根據(jù)本發(fā)明半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法的一個優(yōu)選方案，按重量計，石英砂的使用量為40 50份、錳礦的使用量為10 15份、剛玉渣的使用量為10 20份、轉(zhuǎn)爐污泥的使用量為20 25份、粘結(jié)劑的使用量為5 10份。
根據(jù)本發(fā)明半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法的一個優(yōu)選方案，按重量百分比計，所述石英砂含有 SiO2 ^ 95%, Al2O3 :0· 8 I. 2%、Fe2O3 :0· 6 I. 2%、NaO 1. I I. 5%。根據(jù)本發(fā)明半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法的一個優(yōu)選方案，按重量百分比計，所述錳礦含有 SiO2 20 40%、Mn0 :10 30%、Fe203 :10 40%、Ca0 ( 5%,H2O 5 15%。根據(jù)本發(fā)明半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法的一個優(yōu)選方案，按重量百分比計，所述剛玉渣含有 Al2O3 40 70%、MgO 20 30%、CaO 5 15%、H2O :5 15%。根據(jù)本發(fā)明半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法的一個優(yōu)選方案，按重量百分比計，所述轉(zhuǎn)爐污泥含有 FeO 35 55%、Fe2O3 :15 25%、CaO : 10 20%、MgO :5 10%、SiO2 5 10%。根據(jù)本發(fā)明半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法的一個優(yōu)選方案，所述粘結(jié)劑為高 強(qiáng)水泥或水玻璃。本發(fā)明將提釩后的副產(chǎn)品剛玉渣配合石英砂、錳礦、煉鋼污泥以及粘結(jié)劑等原料
制成一種半鋼煉鋼用的復(fù)合造渣劑，所述造渣劑在轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的使用過程具有來渣速度
快、轉(zhuǎn)爐槍位控制整體較低、造渣過程更容易控制、轉(zhuǎn)爐終渣熔點低、渣中TFe較低、脫磷效
率高等優(yōu)點，能保證轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的高效生產(chǎn)。此外，本發(fā)明利用了剛玉渣這種固體廢棄
物，使其成為煉鋼的次生資源，實現(xiàn)了廢舊資源的循環(huán)利用，具有較大的經(jīng)濟(jì)價值和社會效.、
Mo
具體實施例方式在下文中，將結(jié)合示例性實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑及其制造方法。在本發(fā)明中，若沒有例外的表述，則所有固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)的百分比均為質(zhì)量百分比。根據(jù)本發(fā)明的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑按重量百分比計包括45 55%的Si02、2 8% 的 Ca0、5 15% 的 Al203、2 8% 的 Mn0、5 15% 的 Mg0、5 10% 的 FeO 及 10 20%的Fe2O3。由于半鋼煉鋼與普通鐵水有很大區(qū)別，含釩鐵水經(jīng)過轉(zhuǎn)爐提釩后，鐵水中的酸性造渣元素如Si、Mn基本被氧化殆盡。采用半鋼進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼，為了造堿度合適的爐渣渣系，必須額外加入酸性造渣材料，如含有Si02、MnO的材料等。為了得到一定量的爐渣渣量，還需要對額外加入的造渣材料的成分進(jìn)行必要的限定。本發(fā)明在造渣劑中加入一定量的Al2O3將顯著的降低爐渣熔點，對爐渣快速形成及提高轉(zhuǎn)爐各種冶金性能非常有好處，并且以上各組分的比例的效果較好，若各組分的比例高了或低了均可能造成冶金效果不佳或是對爐襯有較大的侵蝕。優(yōu)選地，在轉(zhuǎn)爐煉鋼的吹氧吹煉過程中加入上述造渣劑，加入量為14 19Kg/tiH。本發(fā)明還提供了上述造渣劑的制造方法，根據(jù)本發(fā)明的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法是將石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥破碎磨細(xì)并與粘結(jié)劑混合后配加水得到混合料，將所述混合料壓制成球團(tuán)并烘烤后制得所述造渣劑。其中，若造渣劑中的水分過大，可能發(fā)生爐內(nèi)大噴的危險現(xiàn)象，因此應(yīng)盡量將球團(tuán)烘烤至干燥后再使用。例如，將壓制成的球團(tuán)在加熱爐中以250 350°C的溫度烘烤I 3小時。優(yōu)選地，將混合料壓制成30 50mm的球團(tuán)，以利于下料，提高材料使用率。并且，混料時所配加的水的量應(yīng)該根據(jù)實際情況確定，確?；炝系母髟暇鶆蚧旌霞纯?，不宜過多或過少。優(yōu)選地，將石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥破碎磨細(xì)至粒度為Imm以下。將上述各種原料破碎磨細(xì)既可以使混合料的混合更加均勻，也可以使制備完成的造渣劑與鋼水有較大的接觸表面積，提聞反應(yīng)效率。本發(fā)明中的剛玉渣是釩制品廠冶煉釩鐵后產(chǎn)生的廢棄物，目前尚未得到充分利用。剛玉渣中的Al2O3具有降低轉(zhuǎn)爐渣熔點、提前化渣的作用。將這部分剛玉渣投入到轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)循環(huán)利用，替代部分冶煉添加劑，不僅可以使這類固體廢棄物成為煉鋼次生資源，還可以實現(xiàn)廢舊資源循環(huán)利用，為剛玉渣開辟新的利用途徑，具有較大的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益。本發(fā)明中的石英砂、煤礦均可以直接購買獲得，簡單易得。 本發(fā)明中的轉(zhuǎn)爐污泥是轉(zhuǎn)爐高溫煤氣經(jīng)濕法除塵后產(chǎn)生的大量含鐵物料經(jīng)沉淀、濃縮和壓濾后形成的，由單體金屬、自由氧化物的礦物組成，尚未形成共熔體，是一種含鐵品位高、SiO2含量低且利用價值較高的含鐵資源，具有良好的還原性，有助于高爐冶煉，提高煉鋼生產(chǎn)率。具體地，本發(fā)明所采用的粘結(jié)劑可以為高強(qiáng)水泥或水玻璃等。優(yōu)選地，按重量計，石英砂的使用量為40 50份、錳礦的使用量為10 15份、剛玉渣的使用量為10 20份、轉(zhuǎn)爐污泥的使用量為20 25份、粘結(jié)劑的使用量為5 10份。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，所使用的石英砂含有SiO2彡95%,Al2O3 :0. 8
I.2%,Fe2O3 0. 6 I. 2%,NaO 1. I I. 5% ;錳礦含有 SiO2 20 40%,MnO 10 30%,Fe2O3 10 40%,CaO ( 5%,H2O 5 15%;剛玉渣含有 Al2O3 40 70%,MgO 20 30%、CaO 5 15%、H2O :5 15% ;轉(zhuǎn)爐污泥含有 FeO 35 55%、Fe2O3 :15 25%、CaO : 10 20%,MgO 5 10%、SiO2 5 10%。根據(jù)本發(fā)明所獲得的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑在轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼使用過程中來渣速度快、轉(zhuǎn)爐槍位控制整體較低、造渣過程更容易控制、轉(zhuǎn)爐終渣熔點低、渣中TFe較低、脫磷效率高，能保證轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的高效生產(chǎn)。為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體示例進(jìn)一步說明本發(fā)明。示例I :將石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥、高強(qiáng)水泥按以下配比并加水進(jìn)行充分混合，其中石英砂為40份、錳礦為10份、剛玉渣為20份、轉(zhuǎn)爐污泥為20份、高強(qiáng)水泥為10份，利用壓球機(jī)壓制成直徑為35mm的球團(tuán)，經(jīng)過300°C烘烤爐烘烤2小時后制成轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼用造渣劑，造渣劑的主要成分及重量百分比為=SiO2 45%,CaO 3%,Al2O3 14%,MnO 3%,Mg0 13%, FeO 10%, Fe2O3 :12%。在某鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐，其半鋼裝入量為135t，在轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼過程中，加入本示例的造渣劑17. 5Kg/t_。此冶煉爐次結(jié)束，評價其使用效果的指標(biāo)如下所示來渣時間
4.12min ;氧槍槍位平均I. 62m ;脫磷率83% 0達(dá)到了很好的冶煉效果。示例 2
將石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥、高強(qiáng)水泥按以下配比并加水進(jìn)行充分混合，其中石英砂為44份、錳礦為13份、剛玉渣為15份、轉(zhuǎn)爐污泥為22份、高強(qiáng)水泥為6份，利用壓球機(jī)壓制成直徑為40_的球團(tuán)，經(jīng)過300°C烘烤爐烘烤2小時后制成轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼用造渣劑，造渣劑的主要成分及重量百分比為=SiO2 47%, CaO 6%, Al2O3 :9%、MnO :6%、MgO 8%, FeO 11%, Fe2O3 :13%。在某鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐，其半鋼裝入量為130t，在轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼過程中，加入本示例的造渣劑16Kg/t_。此冶煉爐次結(jié)束，評價其使用效果的指標(biāo)如下所示來渣時間3. 68min ;氧槍槍位平均I. 52m ;脫磷率82. 1%。達(dá)到了很好的冶煉效果。示例 3 將石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥、高強(qiáng)水泥按以下配比并加水進(jìn)行充分混合，其中石英砂為50份、錳礦為15份、剛玉渣為10份、轉(zhuǎn)爐污泥為20份、高強(qiáng)水泥為5份，利用壓球機(jī)壓制成直徑為45_的球團(tuán)，經(jīng)過300°C烘烤爐烘烤2小時后制成轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼用造 渣劑，造渣劑的主要成分及重量百分比為=SiO2 54%, CaO 6%, Al2O3 :6%、MnO :8%、MgO 5%, FeO 10%, Fe2O3 :11%。在某鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐，其半鋼裝入量為132t，在轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼過程中，加入本示例的造渣劑18Kg/t_。此冶煉爐次結(jié)束，評價其使用效果的指標(biāo)如下所示來渣時間
3.57min ;氧槍槍位平均I. 48m ;脫磷率84%。達(dá)到了很好的冶煉效果。對比例:采用普通的半鋼煉鋼用造渣劑，其配比為石英砂44份、錳礦28份、轉(zhuǎn)爐污泥20份、粘結(jié)劑8份，利用壓球機(jī)壓制成直徑為40_的球團(tuán)，經(jīng)過300°C烘烤爐烘烤2小時后制成轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼用普通造渣劑，普通造渣劑的主要成分及重量百分比為=SiO2 50%, CaO 12%,MnO 15%,MgO 5%,Fe0 6%, Fe2O3 12%0在某鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐，其半鋼裝入量為130t，在轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼過程中，加入本對比例的普通造渣劑18Kg/t_。此冶煉爐次結(jié)束，評價其使用效果的指標(biāo)如下所示來渣時間
4.5min ;氧槍槍位平均I. 78m ;脫磷率80%o由上述示例和對比例可知，與普通造渣劑相比較，使用本發(fā)明的造渣劑，具有化渣迅速、來渣快、渣態(tài)能較好控制、轉(zhuǎn)爐冶煉過程操作更加平穩(wěn)且爐渣脫磷效率稍高的優(yōu)點。采用本發(fā)明，若造渣劑中配加15份的剛玉渣(置換錳礦)進(jìn)行估算，則錳礦減少了 15份，剛玉渣增加了 15份，其余材料的配比不變。則造渣劑的單耗在15.4Kg/t鋼左右，上述材料替代所產(chǎn)生的效益為53. 4元/t ，則噸鋼產(chǎn)生效益為O. 822元/t ，年產(chǎn)鋼按550萬噸計算，則上述材料替代產(chǎn)生的效益至少為452. I萬元。綜上所述，本發(fā)明在轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的使用過程具有來渣速度快、轉(zhuǎn)爐槍位控制整體較低、造渣過程更容易控制、轉(zhuǎn)爐終渣熔點低、渣中TFe較低、脫磷效率高等優(yōu)點，且本發(fā)明充分利用了剛玉渣，使其成為煉鋼的次生資源，實現(xiàn)了廢舊資源的循環(huán)利用，具有較大的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益。本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑，其特征在于，所述造渣劑按重量百分比計包括45 55% 的 Si02、2 8% 的 CaO、5 15% 的 Al203、2 8% 的 MnO、5 15% 的 MgO、5 10% 的FeO 及 10 20% 的 Fe2O3。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑，其特征在于，所述造渣劑在半鋼轉(zhuǎn)爐冶煉的吹氧吹煉過程中加入，加入量為14 19Kg/tiH。
3.—種權(quán)利要求I或2所述的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法，其特征在于，將石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥破碎磨細(xì)并與粘結(jié)劑混合后配加水得到混合料，將所述混合料壓制成球團(tuán)并烘烤后制得所述造渣劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法，其特征在于，所述石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥的粒度均為Imm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法，其特征在于，按重量計，石英砂的使用量為40 50份、錳礦的使用量為10 15份、剛玉渣的使用量為10 20份、轉(zhuǎn)爐污泥的使用量為20 25份、粘結(jié)劑的使用量為5 10份。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法，其特征在于，按重量百分比計,所述石英砂含有 SiO2 ≥ 95%,Al2O3 0. 8 I. 2%,Fe2O3 0. 6 I. 2%,NaO :1· I I. 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法，其特征在于，按重量百分比計，所述錳礦含有 SiO2 20 40%,MnO 10 30%,Fe2O3 10 40%,CaO ( 5%,H2O 5 15%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法，其特征在于，按重量百分比計，所述剛玉渣含有Al2O3 40 70%、Mg0 :20 30%、Ca0 5 15%、H20 5 15%。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法，其特征在于，按重量百分比計，所述轉(zhuǎn)爐污泥含有FeO 35 55%、Fe2O3 :15 25%、CaO : 10 20%、MgO 5 10%, SiO2 5 10%。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑的制造方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為高強(qiáng)水泥或水玻璃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑及其制造方法，所述半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼用造渣劑按重量百分比計包括45～55％的SiO2、2～8％的CaO、5～15％的Al2O3、2～8％的MnO、5～15％的MgO、5～10％的FeO及10～20％的Fe2O3；所述制造方法是將石英砂、錳礦、剛玉渣、轉(zhuǎn)爐污泥破碎磨細(xì)至粒度為1mm以下并與粘結(jié)劑混合后得到混合料，將所述混合料壓制成球團(tuán)并烘烤后制得所述造渣劑。本發(fā)明的造渣劑具有來渣速度快、轉(zhuǎn)爐槍位控制整體較低、造渣過程更容易控制、轉(zhuǎn)爐終渣熔點低、渣中TFe較低、脫磷效率高等優(yōu)點，能保證轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼的高效生產(chǎn)，本發(fā)明還利用了剛玉渣這種固體廢棄物，使其成為煉鋼的次生資源，實現(xiàn)了廢舊資源的循環(huán)利用，具有較大的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益。
文檔編號C21C5/36GK102912068SQ20121039886
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者楊森祥, 梁新騰, 陳永, 李平凡, 曾建華, 李揚(yáng)洲, 黃德勝, 李盛 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司