專利名稱：以lf精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐助熔劑及其生產(chǎn)方法，尤其是以LF精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
精煉爐渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。作為一種工業(yè)廢渣，各鋼廠都是與普通轉(zhuǎn)爐鋼渣混在一起，無規(guī)律的翻倒于礦渣山上，待其冷卻后進(jìn)行磁選加工處理，從中選出所占比例較小的渣鋼，剩余尾渣一直沒有找到可以有效利用的方法和手段。不僅堆放占地，更主要的是對(duì)環(huán)境污染極為嚴(yán)重。
為了發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，使這部分爐渣得到有效利用，鞍鋼公司組織相關(guān)技
術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行了深入的研究與試驗(yàn)，并測得其中主要化學(xué)成分如下
CaO: 450/o 540/o、 Si02: 7% 27%、 FeO: 0.6% 1.2%、F: —般<0.25%、 A1203: 40/0 26%、 S: 0.2% 0.5%， R: 2 7。從化學(xué)成分上分析，精煉爐渣是富含CaO、 Al203的堿性或高堿性爐渣。如何對(duì)其中的部分化學(xué)成分加以利用，是決定精煉爐渣能否利用的關(guān)健問題。渣中所含的Ab03和CaF2可以在煉鋼過程中與CaO形成低熔點(diǎn)化合物，從而降低煉鋼熔點(diǎn)溫度，提高煉鋼速度。因此我們認(rèn)為其有可能作為轉(zhuǎn)爐助熔劑用于煉鋼生產(chǎn)。為此，我們收集了少量出爐時(shí)間較短的塊狀渣樣進(jìn)行了轉(zhuǎn)爐煉鋼應(yīng)用性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示用精煉爐渣作為轉(zhuǎn)爐助熔劑是可行的。
但精煉爐渣出爐后在溫度較高的短時(shí)間內(nèi)可部分呈塊狀，待冷卻到一定溫度(0 300°C， 一般自然冷卻僅需1 3天)就會(huì)部分或全部粉化變成粉砂狀。工業(yè)化大生產(chǎn)中不可能將高溫態(tài)的塊狀物料直接投入轉(zhuǎn)爐，且塊狀物料的化學(xué)成分差異較大也決定了難以對(duì)其直接利用，而變?yōu)榉蹱钗锪虾笫軣掍摴に囅拗朴譄o法加入轉(zhuǎn)爐。因此要想對(duì)精煉爐渣加以利用就要解決其均勻性
和成塊問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以LF精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑及其生產(chǎn)方法，充分利用精煉爐渣所富含的A1203、 CaO，將其加工成化學(xué)成分均勻的實(shí)體，以便于加入轉(zhuǎn)爐，從而使工業(yè)廢渣得到有效利用，減少環(huán)境污染，降低煉鋼生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種以LF精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑，其主要成分為LF精煉爐渣。為了調(diào)整產(chǎn)品化學(xué)成分，增強(qiáng)產(chǎn)品強(qiáng)度，本發(fā)明還可以在LF精煉爐渣中加入鐵礦粉、塵泥，加入量為LF精煉爐渣重量的5% 10%。
一種以LF精煉爐渣為原料生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐助熔劑的方法
a. 將LF精煉爐渣混勻后做篩分、磁選處理，除去其中的部分渣塊和鐵粒得到質(zhì)地均勻的10mm以下的粉砂狀物料作為生產(chǎn)原料；
b. 將上述原料送入混勻、碾壓設(shè)備并與水混合，水的加入量為原料重量的10% 15%，然后進(jìn)行混勻并壓實(shí)，(一般約經(jīng)過10 30分鐘混合碾壓，也可適當(dāng)延長碾壓時(shí)間)，待物料中部分水分蒸發(fā)，含水率小于5%時(shí)，物料達(dá)到成型所需的密實(shí)性(以手攥緊后成塊不散且成型后落入接料器不碎為標(biāo)準(zhǔn))即可將物料送入壓實(shí)設(shè)備壓實(shí)成型為實(shí)體；
c. 成型后的實(shí)體經(jīng)烘干機(jī)強(qiáng)制干燥或經(jīng)1 3天自然晾曬，使其含水率《1%，強(qiáng)度》llMpa。
本發(fā)明還可以向制成的生產(chǎn)原料中加入各種粘結(jié)劑(粘結(jié)劑應(yīng)不構(gòu)成對(duì)鋼質(zhì)的影響)，纖維素類粘結(jié)劑的加入量為原料重量的0.03% 0.3%，用以增強(qiáng)產(chǎn)品的初始強(qiáng)度和出廠強(qiáng)度。本發(fā)明還可以向制成的生產(chǎn)原料中分別或混合加入鐵礦粉、塵泥，加入
量為原料重量的5% 10%，用以調(diào)整產(chǎn)品的化學(xué)成分，同時(shí)增強(qiáng)產(chǎn)品的初始強(qiáng)度和出廠強(qiáng)度。
本發(fā)明以LF精煉爐渣為原料生產(chǎn)出來的出廠實(shí)體產(chǎn)品，強(qiáng)度^llMPa，含水率《1%，含粉率《2%，解決了原有精煉爐渣化學(xué)成分不均、易粉化的問題，具備了轉(zhuǎn)爐助熔劑的使用條件，化渣速度快，減少"返干"和氧槍粘渣現(xiàn)象，可以部分或全部替代鐵釩土。針對(duì)各煉鋼廠產(chǎn)生精煉渣堿度的不同，可以節(jié)省部分石灰石。除低硫鋼外，脫硫、脫磷效果與摻入原有助熔劑情況相當(dāng)，能夠保證冶煉效果，使精煉廢渣得到有效利用，減少環(huán)境污染，降低煉鋼生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明分別以存放3天(時(shí)測溫度為45'C)和6天(時(shí)測溫度為3(TC)的兩組LF爐精煉爐渣試樣為基樣，分別對(duì)其進(jìn)行混勻、篩分、磁選處理，除去了其中的部分渣塊和鐵粒，得到兩組質(zhì)地均勻的10mm以下的粉砂狀物料試樣作為生產(chǎn)原料。
經(jīng)檢測兩組精煉爐渣的化學(xué)成分見表1。
表l、試驗(yàn)精煉爐渣溫度與化學(xué)成分
試驗(yàn) 編號(hào)渣溫 度。c存放 時(shí)間化學(xué)成分％CaOSi02Fe203FeOFA1203SMgOMnOR
1453天51.587.142. 161.000.8526.250.259, 140.277.22
2306天54.6224.971.600.960.27.760.518. 060.282.187
將上述兩組試樣各取2000Kg，分別送入輪碾機(jī)，第一組試樣與256 Kg純水混合，第二組試樣與252Kg0.3%CMC纖維素水乳膠液混合，其配料組成見表2。
5表2、配料組成
試樣 編號(hào)精煉爐渣量 kg結(jié)合劑加入量kg水0.3%CMC纖 維素水乳膠液HPMC纖維素 水乳膠液礦粉塵泥
120002560000
22000025201000
在輪碾機(jī)內(nèi)，分別經(jīng)過30分鐘混合碾壓，物料中部分水分蒸發(fā)，時(shí)測其
含水率分別小于5%，且物料基本達(dá)到一定的密實(shí)性(手攥緊后成塊不散)，分別將物料送入壓密機(jī)進(jìn)一步壓實(shí)后送入成型設(shè)備成型為實(shí)體。成型實(shí)體經(jīng)3天自然晾曬后出廠，其出廠產(chǎn)品檢測結(jié)果見表3。
表3、出廠產(chǎn)品檢測結(jié)果
試樣 編號(hào)成型產(chǎn)品初紿狀態(tài)出廠產(chǎn)品強(qiáng)度 MP a出廠產(chǎn)品含水率 %出廠產(chǎn)品含粉率 %
1落入接料器不碎12.30.71.5
2落入接料器不碎11.80.81.8
所生產(chǎn)出來的實(shí)體產(chǎn)品在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的應(yīng)用效果詳見表4。
表4、轉(zhuǎn)爐應(yīng)用效果
試樣 '弓-渣種應(yīng)用效果
1LF爐精煉渣1) 加入助熔劑的爐次，冶煉過程中爐渣整體比較活躍，成渣速度快，不返 干，減少粘槍現(xiàn)象，與鐵水Si含量有關(guān)； 2) 以加入300 500Kg為效果最佳； 3) 可以以0.5噸該助熔劑替代0.3噸鐵釩土； 4) 每加入0.5噸該助熔劑可以替代0.169噸石灰石； 5) 脫硫情況與正常爐次相當(dāng)； 6) 脫磷情況與正常爐次相當(dāng)。
2LF精煉爐渣1) 加入助熔劑的爐次，冶煉過程中爐渣整體比較活躍，成渣速度快，不返 干，減少粘槍現(xiàn)象。以加入500Kg以上效果較佳； 2) 可以以0.5噸該助熔劑替代0.24噸鐵釩土； 3) 基本不能替代石灰石； 4) 脫硫情況與正常爐次相當(dāng)； 5) 脫磷情況與正常爐次相當(dāng)。
6本發(fā)明以存放8天、溫度為25-C的LF爐精煉爐渣進(jìn)行混勻、篩分、磁選處理，除去其中的部分渣塊和鐵粒得到質(zhì)地均勻的10mm以下的粉砂狀物料，將其分成5組試樣。
精煉爐渣的化學(xué)成分見表5。
表5、 LF精煉爐渣化學(xué)成分
試驗(yàn) 編號(hào)化學(xué)成分o/。CaO(麵Si02Fe203FeOFA1203SMgOMnOR
150. 680. 3315. 212. 161.000. 2021.480. 307. 140.273. 33
249. 320. 2415. 311.601.201. 1021. 270. 308. 060. 283. 22
350. 680. 3315.212. 161.000. 2021.480. 307. 140.273. 33
450. 680. 3315. 212. 161.000. 2021.480. 307. 140. 273. 33
550. 680. 3315. 212. 161.000. 2021.480. 307. 140.273.33
將5組試樣各取2000Kg，分別與0.1%的CMC纖維素水乳膠液、0.03%HPMC纖維素水乳膠液和水混合，并且在試樣3和4中分別加入了礦粉、塵泥，然后送入輪碾機(jī)混勻、碾壓，經(jīng)過28分鐘混合碾壓，物料中部分水分蒸發(fā)，時(shí)測含水率小于5%時(shí)將物料送入壓實(shí)設(shè)備成型為實(shí)體。其配料組成詳見表6。
表6、配料組成
試樣 編號(hào)數(shù)量kg結(jié)合劑加入量kg水0.1 %的CMC 纖維素水乳膠液0.03%HPMC 纖維素水乳膠液礦粉塵泥
120000248000
220000025000
32000265002000
42000238000200
520002600000
成型實(shí)體經(jīng)強(qiáng)制干燥或1 3天自然晾曬后便可出廠，其出廠產(chǎn)品檢測結(jié)果見表7。
7表7、成型及出廠產(chǎn)品檢測結(jié)果
試樣 編號(hào)成型初始狀態(tài)出廠產(chǎn)品強(qiáng)度 MP a出廠產(chǎn)品含水率 %出廠產(chǎn)品含粉率 %
1落入接料器不碎12.60.71.7
2落入接料器不碎11.90.81.6
3落入接料器不碎13.60.91.6
4落入接料器不碎12.80.81.5
5落入接料器不碎11.20.81.7
以上5組試樣所生產(chǎn)出來的成型實(shí)體在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的應(yīng)用效果基本一致。具體如下
一) 化渣情況
加入助熔劑的爐次，冶煉過程中爐渣整體比較活躍，成渣速度快，不返干，減少粘槍現(xiàn)象，與鐵水Si含量有關(guān)；能夠明顯改善轉(zhuǎn)爐前期的化渣情況，可以部分或全部替代鐵礬土的使用。
二) 去硫情況
生產(chǎn)S《0.010。/。的鋼種，不宜使用LF精煉爐渣球；生產(chǎn)SX).010。/。的鋼
種，可以使用LF精煉爐渣球，但要考慮鐵水硅數(shù)。
三) 對(duì)爐渣堿度和脫磷、影響及減少白灰消耗情況
1)精煉爐渣堿度因LF處理的鋼種、處理的時(shí)間和脫硫任務(wù)的不同而有很大區(qū)別，對(duì)于LF爐每罐精煉爐渣的成分波動(dòng)很大，若不經(jīng)過混合處理，堿度很難確定。
2)本次試驗(yàn)用的LF精煉爐渣球是處理硅鎮(zhèn)靜鋼后的精煉爐渣，其堿度與正常的轉(zhuǎn)爐終渣的堿度(3.0 3.5左右)相當(dāng)，可以從改善前期化渣、增大渣量、提高前期去P能力方面適當(dāng)減少石灰用量(加入1噸LF精煉爐渣球可減少白灰消耗0.5噸，從溫度損失考慮，LF精煉爐渣球用量每爐平均不宜超過0.5卩屯)。
本發(fā)明以精煉爐渣作為助熔劑時(shí)，如果鋼廠方便將精煉爐渣按所生產(chǎn)鋼種不同分開，則生產(chǎn)助熔劑廠家可根據(jù)鋼廠對(duì)不同鋼種對(duì)助熔劑的需要加入
8部分鐵礦粉、塵泥等，通過物理混料方式對(duì)化學(xué)成分含量進(jìn)行調(diào)整，并分別 成型供給特定的鋼廠。如鋼廠無法將不同鋼種精煉爐渣分開，則生產(chǎn)助熔劑 廠家可以將各不同鋼種、爐次產(chǎn)生的精煉渣進(jìn)行統(tǒng)一均化、成型，由鋼廠根 據(jù)鋼種的不同決定助熔劑的使用量。
本發(fā)明所生產(chǎn)的精煉爐渣助熔劑產(chǎn)品存放長時(shí)間會(huì)出現(xiàn)二次粉化現(xiàn)象， 因此不宜長時(shí)間存放，且在存放和運(yùn)輸過程中應(yīng)嚴(yán)格做到防潮防雨。
本發(fā)明以精煉爐渣作為造渣助熔劑具有化渣速度快、減少"返干"和氧 槍粘渣現(xiàn)象?？梢圆糠只蛉刻娲F釩土，替代量視各鋼廠情況而不同。針 對(duì)各煉鋼廠產(chǎn)生精煉渣堿度的不同，可以節(jié)省部分石灰。除低硫鋼外，脫硫、 脫磷效果與原助熔劑摻入情況相當(dāng)，能夠保證冶煉效果。
權(quán)利要求
1、一種以LF精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑，其特征在于助熔劑的主要成分為LF精煉爐渣。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以LF精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑，其特征在于在LF精煉爐渣中加入鐵礦粉、塵泥，加入量為LF精煉爐渣重量的5% 10%。
3、 一種用于權(quán)利要求1所述的以LF精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑生產(chǎn)方法，其特征在于a. 將LF精煉爐渣混勻后做篩分、磁選處理，除去其中的部分渣塊和鐵粒得到質(zhì)地均勻的10mm以下的粉砂狀物料作為生產(chǎn)原料；b. 將上述原料與水混合，水的加入量為原料總重量的10% 15%，經(jīng)混合碾壓，物料中部分水分蒸發(fā)，達(dá)密實(shí)性要求時(shí)將物料送入壓實(shí)設(shè)備成型為實(shí)體；c. 成型實(shí)體經(jīng)強(qiáng)制干燥或自然晾曬后，含水率《1%，強(qiáng)度^llMpa。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種以精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑生產(chǎn)方法，其特征在于向生產(chǎn)原料中加入鐵礦粉、塵泥，加入量為原料重量的5% 10%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種以精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑生產(chǎn)方法，其特征在于向生產(chǎn)原料中加入粘結(jié)劑，粘結(jié)劑的加入量為原料重量的0.03% 0.3%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種以精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑生產(chǎn)方法，其特征在于混合碾壓時(shí)間為10 30分鐘，自然晾曬時(shí)間為1 3天。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種以精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑生產(chǎn)方法，其特征在于粘結(jié)劑為纖維素類粘結(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以LF精煉爐渣為原料的轉(zhuǎn)爐助熔劑及其生產(chǎn)方法，將LF精煉爐渣混勻后做篩分、磁選處理，除去其中的部分渣塊和鐵粒得到質(zhì)地均勻的10mm以下的粉砂狀物料作為生產(chǎn)原料；將上述原料與水混合，水的加入量為原料重量的10％～15％，經(jīng)過混合碾壓，物料中部分水分蒸發(fā)，達(dá)到密實(shí)性要求時(shí)，將物料送入壓實(shí)設(shè)備成型為實(shí)體；成型實(shí)體經(jīng)強(qiáng)制干燥或自然晾曬后，強(qiáng)度≥11MPa，含水率≤1％。本發(fā)明解決了原有精煉爐渣化學(xué)成分不均、易粉化的問題，具備了轉(zhuǎn)爐助熔劑的使用條件，化渣速度快，減少“返干”和氧槍粘渣現(xiàn)象，可以替代鐵釩土，節(jié)省部分石灰石，使廢渣得到有效利用，減少環(huán)境污染，降低煉鋼生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C21C5/00GK101463406SQ200710159128
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者凱 張, 剛 杜, 楊麗華, 王仁貴, 蘇興文, 郝樹滿 申請(qǐng)人:鞍山鋼鐵集團(tuán)公司;東北大學(xué);鞍鋼股份有限公司