專利名稱：：一種鋼包精煉用防粘渣無(wú)氟調(diào)渣劑及制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于煉鋼領(lǐng)域，具體涉及一種用于防止鋼包精煉設(shè)備粘渣的無(wú)氟調(diào)渣劑及調(diào)渣方法，可有效控制鋼包、RH精煉過(guò)程浸漬管及CAS-OB精煉浸漬罩等精煉設(shè)備的粘渣。
背景技術(shù)：
：用于鋼水爐外精煉和儲(chǔ)運(yùn)的鋼包經(jīng)常因包壁粘渣而導(dǎo)致鋼包口徑減小，影響精煉工藝的實(shí)施和精煉效果，且大量粘渣導(dǎo)致鋼包有效容量減小，影響鋼水運(yùn)量并容易導(dǎo)致超重，影響吊運(yùn)安全，另外，大量粘渣后導(dǎo)致包齡縮短，耐火材料消耗增加，岡此，爐外精煉過(guò)程鋼包的粘渣問(wèn)題亟待解決。另外，目前爐外精煉的兩種主要方式RH和CAS-OB，RH工藝需要將耐火材料做成的浸漬管插入鋼液中，將鋼水吸入鋼液內(nèi)經(jīng)真空室精煉后回流至鋼包，CAS-OB工藝需要將耐火材料做成的浸漬罩插入鋼液內(nèi)，在浸漬罩內(nèi)完成合金化及吹氧升溫，因此鋼包內(nèi)的頂渣對(duì)浸漬管或浸漬罩都有影響，浸漬管或浸漬罩容易導(dǎo)致大量粘渣，不僅導(dǎo)致重量增加，影響起吊安全，且浸漬管或浸漬罩粘渣后，外徑明顯增加，難以準(zhǔn)確浸入鋼包內(nèi)的鋼液內(nèi)，并影響鋼包內(nèi)的流場(chǎng)，進(jìn)而影響精煉效果。同樣的道理，浸漬管或浸漬罩的大量粘渣，使浸漬罩承受更多的熱應(yīng)力，壽命很低，特別對(duì)于RH工藝，浸漬管特別容易因粘渣而出現(xiàn)明顯的"縮延"現(xiàn)象，對(duì)精煉工藝是否能夠?qū)嵤┘熬珶捘芰途珶捫Ч袥Q定性影響。因此，鋼包精煉設(shè)備包括鋼包和浸漬管、浸漬罩的粘渣問(wèn)題迫切需要解決。目前，控制鋼包精煉設(shè)備粘渣的主要技術(shù)手段分為兩類。一類方案是在包壁和浸漬管、浸漬罩耐火材料表面使用防粘渣噴涂料。如中國(guó)專利CN1068282提出一種防粘渣的高溫涂料，由Al2Cb、Cr203、SiC、石墨和結(jié)合劑磷酸鋁液、木質(zhì)磺酸鈉溶液組成，使用該涂料可以使不粘渣的爐數(shù)達(dá)到710爐，該專利的缺點(diǎn)是涂料中的SiC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55°/。，石墨C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%，該涂料會(huì)對(duì)鋼水產(chǎn)生增碳和增硅，不能用于生產(chǎn)純凈鋼、低碳鋼和低硅鋼，另外，該涂料的使用壽命為710爐，壽命低，影響生產(chǎn)的連續(xù)性。中國(guó)專利CN1238137C提出一種防粘渣的CaO涂料，利用CaO與渣中A1203反應(yīng)，生成CA、C12A7等低熔點(diǎn)化合物，以減少粘渣，該發(fā)明維持不粘渣的爐次為57爐，不粘渣的爐次較低，影響生產(chǎn)的連續(xù)性，精煉爐次之間進(jìn)行補(bǔ)修噴涂時(shí)，由于包壁或浸漬管、浸漬罩等溫度太高，噴涂料難以粘牢，因此，噴涂料不能對(duì)熱包噴涂，即不能在線噴涂使用，影響了生產(chǎn)的連續(xù)性。日本專利JP4-116117提出采用10~80%的螢石和9020%的石灰石為主的粘渣防止劑，該專利噴涂于耐材表面，以防止粘渣，該專利的主要缺點(diǎn)有二一是該涂料在煉鋼溫度下就會(huì)熔化，熔入鋼包渣，防粘渣的效果很差，防粘渣的爐次低于5爐；二是該涂料含有高量螢石CaF2，不僅造成氟污染，3而且氟化物會(huì)加重對(duì)精煉設(shè)備耐火材料的侵蝕，嚴(yán)重降低精煉設(shè)備耐火材料的壽命?？刂其摪珶捲O(shè)備粘渣的現(xiàn)有技術(shù)的另一類方案是對(duì)鋼包渣進(jìn)行調(diào)渣處理，即向鋼包渣內(nèi)加入調(diào)渣劑，減小鋼包渣對(duì)鋼包和精煉設(shè)備耐火材料的粘附，即控制粘渣。目前的調(diào)渣劑主要包括活性石灰、螢石、鋁渣或鋁礬土等，如中國(guó)專利CN101307375A提出由活性石灰、剛玉渣和螢石組成的改性劑，其主要組成為Ca07585%，A12032.08.0%，F(xiàn)—4.08.0%，該改性劑維持不粘渣的爐數(shù)可達(dá)12爐。該發(fā)明的主要不足是螢石的含量較高，F(xiàn)—的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0~8.0%，該改性劑在高溫下使用會(huì)加重對(duì)鋼包和精煉設(shè)備耐火材料的侵蝕，影響鋼包及精煉設(shè)備的使用壽命，且造成環(huán)境污染并損害操作人員健康。另外，該改性劑中助熔劑螢石的助熔效果較差，其作用時(shí)間短，因此，防粘渣的效果一般。綜上所述，開(kāi)發(fā)一種防粘渣效果好、熔化速度快、起效快、且不污染環(huán)境的鋼包精煉調(diào)渣劑，對(duì)充分發(fā)揮精煉設(shè)備的生產(chǎn)能力、提高精煉效果，以及提高鋼包精煉過(guò)程和鋼水儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的安全都具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種防止鋼包和鋼包精煉設(shè)備包括RH浸漬管及CAS-OB浸漬罩粘渣的調(diào)渣劑，該調(diào)渣劑具有無(wú)氟、高效率并提高精煉設(shè)備耐材壽命的特點(diǎn)，用于對(duì)鋼包渣的調(diào)渣處理，以控制精煉設(shè)備的粘渣，并提高鋼包及精煉設(shè)備的使用效率和連續(xù)使用壽命，解決目前鋼包和鋼包精煉設(shè)備粘渣的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種鋼包精煉用防粘渣無(wú)氟調(diào)渣劑，其特征在于成份以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，Ca07585%，Al2O31020%，B203515%，MgO0~8%，其余為雜質(zhì)，其中SiO2<7.0%，H2O<0.05%，硫和磷總量<0.01%。該調(diào)渣劑由工業(yè)試劑活性石灰，鋁礬土，硼酐，鎂砂，按上述組成選配。原料稱量前應(yīng)充分干燥、經(jīng)稱量配料、粉碎成5mm以下碎料，混勻后即可包裝使用；該調(diào)渣劑也可制成預(yù)熔密，即將混勻料加入熔化爐，在140(TC熔化均勻后，液態(tài)渣經(jīng)0.25~0.4MPa的高壓空氣流快速冷卻，破碎成5mm以下粒料，即可包裝使用。該調(diào)渣劑的使用方法是調(diào)渣劑加入量為鋼包渣總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%，若為控制鋼包粘渣，則在煉鋼爐出鋼后期投入鋼包；若為控制RH浸漬管或CAS-OB浸漬罩等浸入鋼包設(shè)備粘渣，則調(diào)渣劑可在精煉工位加入。本發(fā)明中各個(gè)組分的主要作用如下活性石灰CaO:使鋼包渣由"長(zhǎng)渣"變"短渣"，降低渣的粘度，同時(shí)，CaO可與鋼包渣中的A1203、Ti02生成低熔點(diǎn)化合物，降低渣的熔化溫度，提高鋼包渣的過(guò)熱度，減小粘渣；鋁鞏土A1203:主要調(diào)節(jié)熔渣的流動(dòng)性能和熔化結(jié)晶性能；硼酐B203:主要是降低渣的熔化溫度和結(jié)晶溫度，并促進(jìn)石灰的熔解，8203還可以提高渣的表面張力，減少鋼包渣對(duì)耐火材料的粘附和侵蝕；鎂砂MgO:減小鋼包渣對(duì)耐火材料的侵蝕，提高耐火材料的壽命，同時(shí)可以調(diào)節(jié)渣的粘度；其余雜質(zhì)，Si02屬原料帶入的雜質(zhì)，降低渣的堿度，對(duì)精煉不利；本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中國(guó)專利CN101307375A相比，采用硼酐替代螢石，并提高了鋁礬土Ab03的含量，徹底消除了氟污染并降低了渣的熔點(diǎn)和粘度，降低了鋼包渣在耐火材料表面的粘附量，同時(shí)硼酐和鋁礬上提高了渣的表面張力，可以減少渣對(duì)耐火材料的侵蝕，提高耐火材料的壽命。另外，該調(diào)渣劑的堿度高、熔點(diǎn)低、粘度低，即減少粘渣、提高耐火材料壽命又能提高渣的脫硫、脫氧及提高鋼包渣容納吸收鋁脫氧產(chǎn)物的能力，即控制了精煉設(shè)備的粘渣，又提高了耐火材料的壽命和保證了精煉效果。因此，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)歸納如下1、調(diào)渣劑屬高CaO型渣，減少了粘渣和鋼包渣對(duì)耐火材料的侵蝕，提高了鋼包和精煉設(shè)備不粘渣的爐次和使用時(shí)間，同時(shí)提高了耐火材料的壽命；2、調(diào)渣劑中加入氧化硼取代螢石作助熔劑，克服了氟污染，且氧化硼有非常強(qiáng)的助熔效果，調(diào)渣劑起效快，調(diào)渣效果好，調(diào)渣后，渣的熔點(diǎn)和粘度均比采用其它調(diào)渣劑(如石灰+螢石，石灰+鋁渣+螢石)要低，調(diào)渣劑的熔點(diǎn)低，實(shí)現(xiàn)快速化渣并提高了鋼包渣的精煉效果；3、調(diào)渣劑堿度高，熔點(diǎn)低，有利于脫硫、脫氧和去除鋼中夾雜物，對(duì)脫氧產(chǎn)物Al203的容納吸收能力提高；4、調(diào)渣劑中的鎂砂具有減少爐襯被渣侵蝕的作用，渣線部位耐火材料的壽命提高一倍以上；5、鋼包調(diào)渣比采用耐火材料表面噴涂具有更好的防粘渣效果，不僅不污染鋼液，而且能有效提高精煉效果；6、鋼包渣調(diào)渣防粘渣比耐火材料表面噴涂更容易實(shí)施，不需增加處理工位和預(yù)留操作時(shí)間，特別是能保證生產(chǎn)操作的連續(xù)性。7、澆鋼后，殘存在鋼包內(nèi)的鋼包渣玻璃化明顯，易于清理，鋼包粘渣問(wèn)題得以解決；8、調(diào)渣劑的使用靈活，可與其他還原劑、脫氧劑和造渣材料等同時(shí)使用，該調(diào)渣劑還具有便于儲(chǔ)運(yùn)的特點(diǎn)。具體實(shí)施方式實(shí)施實(shí)例1以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是以任何方式來(lái)限制本發(fā)明(一)調(diào)渣劑的制備實(shí)施例采用的原料如下，以下涉及百分?jǐn)?shù)時(shí)均為重量百分比-活性石灰的化學(xué)組成為100%>CaO5^0.0，5%》MgO〉0，2.5%》SiO2〉0，其余為A1203等微量雜質(zhì)；鋁礬土的化學(xué)組成100%>Al2O3》90.0，5%》CaO〉0，3%》MgO〉0，1.5%》SiO2>0，其余為微量雜質(zhì)；硼酐的化學(xué)組成98.0%>B2O3》85.0，5%》CaO>0，3%》MgO>0，3%》SiO2>0，其余為微量雜質(zhì)；鎂砂的化學(xué)組成100%>MgO》90.0，5%》CaO〉0，3%》Al2O3>0，l%》SiO2〉0，其余為微量雜質(zhì)；取上述原料在1503(XrC下烘烤后稱量，按下表的五種配方進(jìn)行配料表1RH鋼包精煉用調(diào)渣劑配方(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))原料及配方配方1配方2配方3配方4配方5活性石灰75%75%85%80%80%鋁礬土15%10%10%10%10%硼酐10%10%5%10%5%鎂砂05%005%將上表各原料破碎成lmm以下，機(jī)械混勻后包裝待用。(二)調(diào)渣劑的使用取上述預(yù)熔渣，在150噸RH鋼包精煉爐上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，冶煉鋼種為超低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，通過(guò)測(cè)量鋼包頂渣層的厚度，估算頂渣重量在2.5噸左右，調(diào)渣劑加入量為鋼包渣總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%，因此調(diào)渣劑的加入量確定為250Kg/鋼包；調(diào)渣劑的加入時(shí)機(jī)及防粘渣效果見(jiàn)下表2:6表2RH鋼包精煉的使用效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>*、均為鋼包使用第40爐次時(shí)的單爐次粘渣量；*2:均為浸漬管使用第40爐次時(shí)的單爐次粘渣量；從使用效果看，上述五種配方的調(diào)渣劑調(diào)渣后，鋼包及浸漬管的粘渣得到有效控制，體現(xiàn)在每爐次的增重減小，且連續(xù)使用40爐次后的增重得到控制，另外，鋼包和浸漬管耐火材料的壽命得到提高，達(dá)到預(yù)期的目的。實(shí)施實(shí)例2(一)調(diào)渣劑的制備實(shí)施例采用的原料如下，以下涉及百分?jǐn)?shù)時(shí)均為重量白分比活性石灰的化學(xué)組成為100%>CaO》90.0，5%》MgO>0，2.5%》SiO2>0，其余為A1203等微量雜質(zhì)；鋁砜土的化學(xué)組成100%>Al2O35^0.0，5%5JCaO〉0，3%SsMgO〉0，1.5%》SiO2〉0，其余為微量雜質(zhì)；硼酐的化學(xué)組成98.0%>B2O3》85.0，5%》CaO>0，3%>MgO>0，3%>SiO2>0,其余為微量雜質(zhì)；鎂砂的化學(xué)組成100%>MgO》90.0，5%》CaO>0，3%》Al2O3>0，l%》SiO2>0，其余為微量雜質(zhì)；.取上述原料在15030(TC下烘烤后稱量，按下表3的五種配方進(jìn)行配料表3CAS-OB鋼包精煉用調(diào)渣劑配方(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>將上表各原料破碎成1mm以下，機(jī)械混勻后將混和料裝入鋼包式熔化爐，將渣料在1400'C熔化均勻后，液態(tài)渣經(jīng)0.250.4MPa的高壓空氣流快速冷，破碎成5mm以下粒料，包裝待用。(二)調(diào)渣劑的使用取上述預(yù)熔渣，在150噸CAS-OB鋼包精煉爐上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，冶煉鋼種為低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，通過(guò)測(cè)量鋼包頂渣層的厚度，估算頂渣重量在2.5噸左右，調(diào)渣劑加入量為鋼包渣總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%，因此調(diào)渣劑的加入量確定為250Kg/鋼包，使用效果見(jiàn)下表4表4調(diào)渣劑原料配方(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>*、均為鋼包使用40爐次的平均單爐次粘渣量;從使用效果看，調(diào)渣處理后，浸漬罩的使用壽命提高一倍以上，粘渣量減小為不調(diào)渣時(shí)的20~30%，鋼包及浸漬罩的粘渣得到有效控制，鋼包和浸漬管耐火材料的壽命得到提高。權(quán)利要求1、一種鋼包精煉用防粘渣無(wú)氟調(diào)渣劑，其特征在于成份以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，CaO75～85％，Al2O310～20％，B2O35～15％，MgO0～8％，其余為雜質(zhì)，其中SiO2<7.0％，H2O<0.05％，硫和磷總量<0.01％。2、權(quán)利要求1所述的調(diào)渣劑的制備方法，其特征在于將活性石灰、鋁礬土、硼酐和鎂砂充分干燥后稱量配料，粉碎成5mm以下碎料，混勻后包裝使用。3、權(quán)利要求1所述的調(diào)渣劑的制備方法，其特征在于將活性石灰、鋁礬土、硼酐和鎂砂混勻后加入熔化爐，在140(TC熔化均勻后，液態(tài)渣經(jīng)0.25~0.4MPa的高壓空氣流快速冷卻，破碎成5mm以下粒料，包裝使用。4、權(quán)利要求1所述的調(diào)渣劑的使用方法，其特征在于若為控制鋼包粘渣，則調(diào)渣劑在煉鋼爐出鋼后期投入鋼包；若為控制浸入鋼包設(shè)備粘渣，則調(diào)渣劑在精煉工位加入；調(diào)渣劑加入量為鋼包渣總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10%。5、權(quán)利要求4所述的使用方法，其特征在于鋼包設(shè)備指RH浸漬管或CAS-OB浸漬罩。全文摘要本發(fā)明屬于煉鋼領(lǐng)域，具體為一種防止鋼包精煉設(shè)備粘渣的無(wú)氟調(diào)渣劑及制備方法和使用方法，調(diào)渣劑由活性石灰、鋁礬土和硼酐組成，該調(diào)渣劑的化學(xué)成份為(質(zhì)量百分比)CaO75～85％，Al₂O₃10～20％，B₂O₃5～15％，MgO0～8％，其余為雜質(zhì)，其中SiO₂＜7.0％，H₂O＜0.05％，硫和磷總量＜0.01％。使用時(shí)若為控制鋼包粘渣，則在煉鋼爐出鋼后期投入鋼包，若為控制RH浸漬管或CAS-OB浸漬罩等浸入鋼包設(shè)備粘渣，則調(diào)渣劑在精煉工位加入。該調(diào)渣劑能有效控制精煉設(shè)備粘渣，提高耐火材料壽命，并有利于降低鋼中硫、氧及夾雜含量，且制備簡(jiǎn)單，便于儲(chǔ)運(yùn)和使用。文檔編號(hào)C21C7/04GK101519713SQ200910029248公開(kāi)日2009年9月2日申請(qǐng)日期2009年4月3日優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日發(fā)明者李桂榮,王宏明,趙玉濤申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)