專利名稱：多孔氧化鎂熔塊、其生產(chǎn)方法及其在處理鋼渣中作為熔劑的用途的制作方法
多孔氧化鎂熔塊、其生產(chǎn)方法及其在處理鋼渣中作為熔劑
的用途本發(fā)明通常涉及特別用作用于處理來自制鋼渣包中的爐渣的熔劑的富氧化鎂熔塊。如本文所用，“熔塊”意欲意指任何由高溫處理(> 1200°C )主要由CaO來源和 Al2O3來源組成的密切結(jié)合的材料而產(chǎn)生的任何產(chǎn)物。熔劑為加入來自制鋼渣包的爐渣中以促進其流化的礦物組合物。這些爐渣尤其用于二次冶金中并能夠提純鋼，尤其是使它脫硫。這種熔劑的主要功能是實際充當熔劑以將爐渣流化，其然后改進與鋼熔體的交換。作為主要缺點，這些爐渣導致渣包耐火襯腐蝕，后者還包含溶于爐渣熔體中的MgO。傳統(tǒng)熔劑包括主要由Al2O3和CaO組成(尤其是鋁酸鈣的形式)的礦物組合物且通常通過將氧化鋁和石灰或這種化合物的前體熔融而得到。美國專利4，795，491描述了用于在制鋼渣包中將液態(tài)鋼脫硫的鋁酸鈣基熔劑。該熔劑包含9-20重量％的MgO。這種合成熔劑通過將在其熔點以上的組分熔融而得到，這提供具有非常低的表觀孔隙度(通常小于1%，例如根據(jù)如下文定義的以下測試“表觀孔隙度水下測量”測量)的產(chǎn)物。該專利提到在合成熔劑中使用氧化鎂(MgO)降低了對渣包耐火襯的損害，該襯本身還包含溶于爐渣熔體中的MgO。因此，通過熔劑將MgO加入爐渣熔體中使得可降低通過耐火襯腐蝕的MgO損失。然而，由于其低孔隙度和它們有限的交換表面，美國專利4，795，491的合成熔劑可遭遇緩慢溶于或分散在爐渣熔體中的缺點，這導致MgO緩慢釋放至爐渣熔體中。此外，通過熔融方法制備氧化鎂含量為至多20重量％的熔劑要求在非常高的溫度下工作，這對能量消耗、二氧化碳生產(chǎn)、爐使用壽命等有害。最后，致密合成熔劑，例如通過熔融得到的那些的另一缺點是傾向于“粉化”，即隨時間而降解并形成細粒(尺寸小于1mm)，這妨礙這些粒狀熔劑的可操作性，導致衛(wèi)生和工業(yè)安全問題。美國專利申請2007/0，000，350描述了顆粒形式的遮蓋劑，其具有用于冶金所需的化學和礦物組成，并且形成爐渣熔體和由于合適的顆?？紫抖榷练e在其上的在熔體上的絕熱層。制成多孔的這種遮蓋劑基于CaOAl2O3比為0. 25-4的鋁酸鈣，且可包含至多15 重量％任選輔助劑相，尤其是MgO和/或MgOSW2和/或TW2和/或Fe2O3和/或堿金屬。 孔隙度可以為5-70體積％。該遮蓋劑的主要目的是形成在熔體上提供擋熱罩的固體顆粒層。因此，本發(fā)明的目的是提供在鋼生產(chǎn)過程期間用作熔劑的熔塊。這些有用的熔塊克服了現(xiàn)有技術(shù)熔劑的缺點。非常尤其地，即使熔劑包含MgO高含量(>20重量％)，它們也快速溶于或分散在爐渣熔體中以快速得到爐渣的至少部分MgO飽和。本發(fā)明的目的還有提供如先前定義的熔塊，其很少傾向于形成粉塵且因此當在工業(yè)環(huán)境中處理時充分有助于改進衛(wèi)生和安全條件。本發(fā)明的另一目的是提供一種特別是通過燒結(jié)制備熔塊的方法，及其尤其是在制備制鋼渣包爐渣中作為熔劑的用途。本發(fā)明另一目的是提供由粉碎/篩分如先前定義的熔塊而產(chǎn)生的產(chǎn)物。本發(fā)明還涉及源自熔塊的產(chǎn)物作為熔劑的用途。它可例如用于形成用于鋼提純， 尤其是脫硫的二次冶金爐渣，或用于提供鋼連續(xù)分配器的罩蓋。根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過一種熔塊實現(xiàn)，所述熔塊包含相對于熔塊總重量關(guān)于其化學組成· 30-85% 的 Al2O3 ；· 3-45% 的 CaO;· 9-45% ^ MgO,關(guān)于其礦物組成· 15-65% 的 Q 相，· 5-40 % 的 MgAl2O4 相，且例如根據(jù)如下文所述修正的NF B40-312標準通過表觀孔隙度水下測量試驗測定的表觀孔隙度為4-60%，優(yōu)選5-45%。本發(fā)明的另一目的是提供一種降低熔塊形成尺寸小于Imm的粉塵的傾向的方法， 所述熔塊的化學組成包含相對于熔塊總重量· 30-85% 的 Al2O3 ；· 3-45% 的 CaO;.9-45% 的 MgO，其特征在于它提供表觀孔隙度根據(jù)修正的NF B40-312標準為4_60%，優(yōu)選 4-45 %，更優(yōu)選4-20 %，甚至更優(yōu)選4-10 %的所述熔塊。如本文所用，“表觀孔隙度”意指固體材料中所有孔通過該孔直接或通過相互連接至外部。如先前所述，關(guān)于其化學組成，本發(fā)明熔塊包含該熔塊總重量的30-85重量％，更優(yōu)選35-65重量％，甚至更優(yōu)選35-55重量％的氧化鋁(Al2O3)。優(yōu)選，關(guān)于其化學組成，本發(fā)明熔塊包含10-40重量％，更優(yōu)選15-35重量％的 CaO0關(guān)于其化學組成，本發(fā)明熔塊包含至少9重量％，通常至少15重量％，優(yōu)選至少， 更優(yōu)選大于20重量％至45重量％的MgO。優(yōu)選，氧化鋁(Al2O3)、石灰(CaO)和氧化鎂(MgO) —起占熔塊總重量的至少50%， 優(yōu)選至少70%。另外，本發(fā)明熔塊包含至少足以得到所需最小量Q相的量的二氧化硅(SiO2)。本發(fā)明熔塊通常包含相對于熔塊總重量為0. 5-20%，優(yōu)選0. 5-10%，更優(yōu)選至少的二氧化硅(SiO2)。如熟知的，本發(fā)明熔塊還可包含其它氧化物
權(quán)利要求
1.一種熔塊，其相對于熔塊總重量包含關(guān)于其化學組成 30-85% 的 Al2O3 ； 3-45% 的 CaO ； 9-45% 的 MgO，關(guān)于其礦物組成 15-65%的 Q 相， 5-40% 的 MgAl2O4 相，且例如根據(jù)修正的NF B40-312標準通過表觀孔隙度水下測量試驗測定的表觀孔隙度為 4-60%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熔塊，其中所述表觀孔隙度為4-45%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的熔塊，關(guān)于其化學組成，其包含至少15重量％，更優(yōu)選至少 20重量％或更多的MgO。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的熔塊，其包含35-65重量％，優(yōu)選35-55重量％的 Al2O30
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的熔塊，關(guān)于其礦物組成，其包含20-65重量％的Q相和 5-30 重量 ^WMgAl2O4 相。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的熔塊，關(guān)于其礦物組成，其包含2-15重量％，優(yōu)選 4-12% 的 C12A7 相。
7.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的熔塊的方法，其包括以下步驟-將Al203、Ca0和MgO或這些化合物的前體以適于得到預期Al203、Ca0和MgO含量的量混合；和-燒結(jié)所述混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述燒結(jié)在1200-1500°C的溫度下進行。
9.一種由粉碎/篩分根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的熔塊而產(chǎn)生的產(chǎn)品。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的源自熔塊的產(chǎn)品在制備用于鋼提純，尤其是鋼脫硫的二次冶金爐渣中作為熔劑的用途。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的源自熔塊的產(chǎn)品在制備鋼連續(xù)分配器的罩蓋中的用途。
12.—種降低熔塊形成尺寸小于Imm的粉塵的傾向的方法，所述熔塊相對于熔塊總重量包含 30-85% 的 Al2O3 ； 3-45% 的 CaO ； 9%,優(yōu)選至少15 %，更優(yōu)選20 %或更多，至45 %的MgO，其特征在于它提供表觀孔隙度根據(jù)修正的NF B40-312標準為4_60 %，優(yōu)選4_45 %，更優(yōu)選4_20 %，甚至更優(yōu)選4_10 % 的所述熔塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中關(guān)于其化學組成，所述熔塊包含相對于熔塊總重量為 20-45% 的 MgO。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熔塊，其包含相對于熔塊總重量為30-85％的Al2O3；3-45％的CaO；9-45％的MgO，且根據(jù)修正的NF B40-312標準通過在水下有效孔隙度測量試驗測量的有效孔隙度為4-60％。
文檔編號C04B7/32GK102216001SQ200980146093
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者C·沃爾梅爾, E·埃洛薩, H·弗里達, R·若利, S·吉夏爾 申請人:克內(nèi)奧斯公司