專利名稱：使用鐵礬土進(jìn)行l(wèi)f精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，特別是LF爐利用鐵礬土礦石經(jīng)過破碎烘干后，在LF精煉進(jìn)行造渣精煉低合金鋼的生產(chǎn)方法，屬于冶金爐外精煉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)中，需要盡可能的減少對周邊環(huán)境的污染并降低成本，從鋼鐵企業(yè)自身發(fā)展角度考慮，低成本也是其市場競爭力一個重要目標(biāo)。傳統(tǒng)LF爐外精煉工藝大量使用螢石作為助熔劑，由于螢石的主要成分是CaF2,使其具有熔點低且與CaO、硅酸鈣 生成低熔點共晶物質(zhì)的特征；但是，螢石會與渣中的多種氧化物反應(yīng)，生成含氟氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境、侵蝕設(shè)備和損害人員健康，而且隨著含氟氣體的揮發(fā)，螢石的化渣助熔作用將逐漸失效，所以螢石化渣助熔作用時間短，不利于爐渣穩(wěn)定，影響冶煉順行。另外，含有CaF2的爐渣對鋼包耐材造成一定的損害，降低鋼包的使用壽命，增加了鋼鐵企業(yè)耐材成本。如果在LF精煉造渣過程中，能夠使用一種價格低廉的物質(zhì)進(jìn)行造渣，通過改變渣系結(jié)構(gòu)降低爐渣熔點來進(jìn)行化渣，而并非通過加入低熔點物質(zhì)來促使?fàn)t渣融化，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，改變精煉爐渣的渣系結(jié)構(gòu)，降低爐渣熔點，取代螢石作為助溶劑，實現(xiàn)在LF爐外精煉時爐渣快速形成，并且穩(wěn)定埋弧，達(dá)到提高鋼包耐材壽命，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，減輕環(huán)境污染，解決背景技術(shù)中存在的上述問題。本發(fā)明技術(shù)方案是
使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，使用石灰作為渣料，使用鐵礬土作為助溶劑，并且輔以碳化硅、電石和硅鈣粉在LF精煉造渣精煉；LF精煉造渣時利用鐵礬土礦中A1203和Si02，調(diào)整LF精煉爐爐渣成分，降低爐渣熔點。所述的鐵礬土技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比A1203彡45%，TFe :5-15%, SiO2:10_20%，水分(I. 5%，粒度5-20mm.。所述的石灰技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比CaO彡90%, SiO2彡3. 0%, S彡O. 050%, P ^ O. 015%,粒度5-20mm.。所述的硅鈣粉技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比Ca彡28%，Si 55-65%，C彡O. 8%，Al ( 2. 4%，P/S ( O. 05%。所述的碳化硅技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比Si彡60%, C 10-14%。所述的電石技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比CaC2 72-78%，S彡O. 07%。所述的鐵礬土作為助溶劑，具體步驟如下將鐵礬土原礦破碎至粒度為5_20mm，在生產(chǎn)使用前進(jìn)行烘干，去除水分，采用150-250°C烘干3小時，將水分降低至O. 5%以下。
碳化硅、硅鈣粉作為脫氧劑，將爐渣中FeO+MnO含量控制在質(zhì)量比3. 0%以內(nèi)。本發(fā)明中各主要原料的主要作用和配加比例確定根據(jù)如下
I)鐵礬土 鐵礬土中的大于45%A1203和10-20%Si02，都對CaO渣有很好的助熔化渣作用，本發(fā)明中添加的鐵礬土，將渣中的CaO與A1203控制在低熔點的鋁酸鈣12CaO · 7 Al2O3為主體相范圍；Si02起到增加爐渣流動性的效果。2)石灰石灰的作用在于提高爐渣堿度，將爐渣堿度控制在2.0-2. 5 (二元堿度)。3)硅鈣粉和碳化硅由于轉(zhuǎn)爐在出鋼時，會隨鋼水進(jìn)入鋼包一定量的轉(zhuǎn)爐爐渣，其含有較高的FeO (質(zhì)量比10-25%)，而且鐵礬土內(nèi)帶有Fe2O3,另外脫氧合金化會產(chǎn)生MnO (質(zhì)量比1_6%)，使用硅鈣粉和碳化硅作為脫氧劑，起到降低爐渣中FeO和MnO含量達(dá)到脫氧精煉的的目的；另外，碳化硅在LF精煉還有發(fā)泡作用。4)電石電石主要是在LF精煉過程中起到發(fā)泡埋弧精煉的作用。 5)本發(fā)明中使用上述I) -3)物料的主要目的是將精煉爐渣的主要成分控制在表I范圍內(nèi)。表I生產(chǎn)低合金鋼LF精煉爐渣目標(biāo)成分組成，質(zhì)量百分比
CaOSiD2A1203FeOMnO
■-ΛΡ.ΒΓ. .ΛΛ.·
30-45% 15-25%8-15%0—8-2%1-2%
本發(fā)明的優(yōu)點和效果
①本發(fā)明的中鐵礬土造渣生成的12CaO· 7 A1203為主體相范圍鋁酸鈣熔點在1200-1300°C,比螢石的熔點1371°C要低，因此本發(fā)明具有低熔點特性，有利于精煉渣的快速形成，促進(jìn)石灰的熔解，保證快速冶煉、提高冶煉效果與冶煉效率；
②本發(fā)明中采用鐵礬土，鐵礬土中雖含有一定量的Fe2O3會對合金的收得率有一定的影響，但輔助使用一定量的碳化硅和硅鈣粉進(jìn)行脫氧還原，能過有效地將爐渣FeO+MnO含量控制在3. 0%以內(nèi)。③本發(fā)明中鐵礬土、石灰等都是比螢石渣廉價很多的資源，具有來料豐富、成本低的優(yōu)勢，噸渣成本比采用螢石節(jié)約200-300元/噸；
④本發(fā)明的方法進(jìn)行LF精煉造渣精煉，爐渣的冶煉能力不僅沒有影響，而且由于取代了使用螢石，精煉的耐材壽命得到提高成本降低；
綜上所述，本發(fā)明方法使用的鐵礬土助熔化渣劑具有比傳統(tǒng)螢石助熔劑更好的使用性能，同時，實現(xiàn)了綠色無污染低成本煉鋼生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有推廣價值。富含A1203的天然礦物鐵礬土，有效控制Al2O3與CaO等爐渣組成分比例，將顯著降低煉鋼成本，為企業(yè)提高市場競爭力，拓展生存發(fā)展空間。
具體實施例方式以下通過實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，更具體的步驟如下
①將鐵礬土原礦破碎至粒度為5-20mm，在生產(chǎn)使用前進(jìn)行烘干去除水分，采用150-250°C烘干3小時，將水分降低到O. 5%以下；然后將其裝入轉(zhuǎn)爐料倉和LF爐料倉內(nèi)；②生產(chǎn)低合金鋼時，在轉(zhuǎn)爐出鋼時將碳化硅隨合金料加入鋼包，起到降低鋼包渣中FeO+MnO含量的作用；緊隨其后將鐵礬土、石灰按次序加入鋼包；根據(jù)低合金鋼的鋼包渣組元含量特點，石灰的用量為2kg/噸鋼-5kg/噸鋼，鐵礬土為2kg/噸鋼-3kg/噸鋼，碳化硅的用量為O. 5kg/噸鋼-I. 5kg/噸鋼；整個出鋼加料過程，要求鋼包進(jìn)行底吹攪拌對鋼包內(nèi)的渣料進(jìn)行預(yù)溶；
③生產(chǎn)低合金鋼時，鋼水到達(dá)LF精煉爐后，接通底吹破除渣殼，根據(jù)鋼包內(nèi)爐渣量補(bǔ)加石灰和鐵礬土，石灰的加入量為Ikg/噸鋼-2kg/噸鋼，鐵礬土的補(bǔ)加量為補(bǔ)加石灰用量的1/2，同時根據(jù)爐渣的熔化狀態(tài)進(jìn)行增減，保證爐渣渣量滿足LF埋弧精煉要求；在下降電極前加入O. 2kg/噸鋼-O. 4kg/噸鋼的碳化硅和電石造渣，然后下降電極進(jìn)行造還原渣精煉；整個精煉過程使用電石O. 5kg/噸鋼-I. 2kg/噸鋼，以保證整個LF精煉過程爐渣發(fā)泡以便埋弧升溫精煉； ④在精煉過程中，根據(jù)當(dāng)前爐次的脫硫精煉任務(wù)和爐渣的冶煉狀況，向渣中投入
O.2kg/噸/鋼-O. 5kg/噸鋼的硅鈣粉，起到造還原渣精煉的作用。本發(fā)明方法由于配加碳化硅作為脫氧劑，不影響鋼水合金收得率，鋼水的合金成分不受影響。以上步驟中，石灰的加入總量為2kg/噸鋼-6kg/噸鋼，鐵礬土為2 kg/噸鋼_4kg/噸鋼，碳化硅的加入量為O. 5kg/噸鋼-I. 5kg/噸鋼。實際生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)爐出鋼時可以不使用鐵礬土、石灰和碳化硅造預(yù)溶渣，而全部在LF精煉爐使用這些渣料造渣，即鋼水LF精煉到站后，將石灰、鐵礬土和碳化硅物料加入總量的2/3，加入鋼包，其余在加熱過程中隨爐渣熔化加入；電石和硅鈣粉的使用方法不變。以下提供幾個具體的實施例，說明本發(fā)明
實施例I :
生產(chǎn)鋼種為多12mm的HRB400，工藝路線為轉(zhuǎn)爐一LF精煉一小方坯連鑄機(jī)，在轉(zhuǎn)爐出鋼過程使用鐵礬土、石灰和碳化硅造精煉預(yù)熔渣，使用石灰為3. 2kg/噸鋼，鐵礬土為2. Ikg/噸鋼,碳化娃為Ikg/噸鋼，出鋼后鋼水溫度為1581 °C,鋼包內(nèi)爐洛全部融化為狀態(tài)無結(jié)塊現(xiàn)象，LF精煉進(jìn)站測量溫度為1537°C，渣厚為56mm渣量偏少，補(bǔ)加石灰I. 5kg/噸鋼，鐵帆土為O. 75kg/噸鋼，碳化娃為O. 4kg/噸鋼，使用娃|丐粉為O. 2kg/噸/鋼，電石為
O.8kg/噸/鋼，使用鋼包底吹將爐渣攪拌均勻，下降電極升溫，當(dāng)溫度達(dá)到1560時提升電極，測溫取樣觀察爐渣狀況，再次補(bǔ)加硅鈣粉為O. 2kg/噸/鋼，電石為O. 4kg/噸/鋼，在上述造好還原渣的基礎(chǔ)上根據(jù)取樣成分加入合金料調(diào)整鋼水成分至合格，最后將鋼水溫度升至合格即上鑄機(jī)澆鑄，按照上述方法生產(chǎn)中LF精煉爐渣狀況始終處在較好狀態(tài)能夠保障埋弧精煉的效果，LF爐渣成分如表2所示達(dá)到設(shè)定目標(biāo)。實施例2
生產(chǎn)鋼種為多12mm的HRB400，工藝路線為轉(zhuǎn)爐一LF精煉一小方坯連鑄機(jī)，在轉(zhuǎn)爐出鋼過程使用鐵礬土、石灰和碳化硅造精煉預(yù)熔渣，使用石灰為3. 5kg/噸鋼，鐵礬土為
2.3kg/噸鋼,碳化娃為Ikg/噸鋼，出鋼后鋼水溫度為1578°C,鋼包內(nèi)爐洛全部融化為狀態(tài)無結(jié)塊現(xiàn)象，LF精煉進(jìn)站測量溫度為1543°C，渣厚為52mm渣量偏少，補(bǔ)加石灰2kg/噸鋼，鐵帆土為Ikg/噸鋼，碳化娃為O. 5kg/噸鋼，使用娃I丐粉為O. 2kg/噸/鋼，電石為O. 8kg/噸/鋼，使用鋼包底吹將爐渣攪拌均勻，下降電極升溫，當(dāng)溫度達(dá)到1560時提升電極，測溫取樣觀察爐渣狀況，再次補(bǔ)加硅鈣粉為O. 2kg/噸/鋼，電石為O. 4kg/噸/鋼，在上述造好還原渣的基礎(chǔ)上根據(jù)取樣成分加入合金料調(diào)整鋼水成分至合格，最后將鋼水溫度升至合格即上鑄機(jī)澆鑄，按照上述方法生產(chǎn)中LF精煉爐渣狀況始終處在較好狀態(tài)能夠保障埋弧精煉的效果，LF爐渣成分如表2所示達(dá)到設(shè)定目標(biāo)。實施例3
生產(chǎn)鋼種為多16mm的HRB400，工藝路線為轉(zhuǎn)爐一LF精煉一小方坯連鑄機(jī)，在轉(zhuǎn)爐出鋼過程使用鐵礬土、石灰和碳化硅造精煉預(yù)熔渣，使用石灰為4. Ikg/噸鋼，鐵礬土為
3.2kg/噸鋼，碳化娃為I. 5kg/噸鋼，出鋼后鋼水溫度為1571°C,鋼包內(nèi)爐洛全部融化為狀態(tài)無結(jié)塊現(xiàn)象，LF精煉進(jìn)站測量溫度為1529°C，渣厚為81mm渣量符合要求，只使用硅鈣粉為O. 2kg/噸/鋼，電石為O. 6kg/噸/鋼，使用鋼包底吹將爐渣攪拌均勻，下降電極升溫，當(dāng)溫度達(dá)到1560時提升電極，測溫取樣觀察爐渣狀況，再次補(bǔ)加硅鈣粉為O. 2kg/噸/鋼，電石為O. 6kg/噸/鋼，在上述造好還原渣的基礎(chǔ)上根據(jù)取樣成分加入合金料調(diào)整鋼水成分至合格，最后將鋼水溫度升至合格即上鑄機(jī)澆鑄，按照上述方法生產(chǎn)中LF精煉爐渣狀況始終處在較好狀態(tài)能夠保障埋弧精煉的效果，LF爐渣成分如表2所示達(dá)到設(shè)定目標(biāo)。 實施例4
生產(chǎn)鋼種為f 25mm的HRB400E，工藝路線為轉(zhuǎn)爐一LF精煉一小方坯連鑄機(jī)，在轉(zhuǎn)爐出鋼過程使用鐵礬土、石灰和碳化硅造精煉預(yù)熔渣，使用石灰為3. 5kg/噸鋼，鐵礬土為
2.5kg/噸鋼，碳化娃為I. 2kg/噸鋼，出鋼后鋼水溫度為1575°C,鋼包內(nèi)爐洛全部融化為狀態(tài)無結(jié)塊現(xiàn)象，LF精煉進(jìn)站測量溫度為1535°C，渣厚為75mm渣量符合要求，使用硅鈣粉為
O.Ikg/噸/鋼，電石為O. 5kg/噸/鋼，使用鋼包底吹將爐渣攪拌均勻，下降電極升溫，當(dāng)溫度達(dá)到1560時提升電極，測溫取樣觀察爐渣狀況，再次補(bǔ)加硅鈣粉為O. 2kg/噸/鋼，電石為O. 5kg/噸/鋼，在上述造好還原渣的基礎(chǔ)上根據(jù)取樣成分加入合金料調(diào)整鋼水成分至合格，最后將鋼水溫度升至合格即上鑄機(jī)澆鑄，按照上述方法生產(chǎn)中LF精煉爐渣狀況始終處在較好狀態(tài)能夠保障埋弧精煉的效果，LF爐渣成分如表2所示達(dá)到設(shè)定目標(biāo)。表2，實施例LF精煉終渣成分質(zhì)量百分比
權(quán)利要求
1.一種使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，其特征在于使用石灰作為渣料，使用鐵礬土作為助溶劑，并且輔以碳化硅、電石和硅鈣粉在LF精煉造渣精煉；LF精煉造渣時利用鐵礬土礦中Al2O3和SiO2，調(diào)整LF精煉爐爐渣成分，降低爐渣熔點。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，其特征在于所述的鐵礬土技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比Al2O3彡45%，TFe: 5-15%，SiO2:10-20%，水分彡O. 5%，粒度5-20_ ;所述的石灰技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比CaO彡90%, SiO2 ( 3. 0%，S彡O. 050%,P ( O. 015%，粒度5-20mm ;所述的硅鈣粉技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比Ca彡28%，Si 55-65%,C 彡 O. 8%, Al ( 2. 4%, P/S ( O. 05%。
3.所述的碳化娃技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比Si^ 60%,C 10-14% ;所述的電石技術(shù)指標(biāo)為質(zhì)量比 CaC2 72-78%, S 彡 O. 07%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，其特征在于所述的鐵礬土作為助溶劑，具體步驟如下將鐵礬土原礦破碎至粒度為5-20mm，在生產(chǎn)使用前進(jìn)行烘干，去除水分，采用150-250°C烘干3小時，將水分降低至O. 5%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，其特征在于LF精煉渣成分控制在下列范圍內(nèi)CaO 30-45%, SiO2 15-25%, Al2O3 8-15%, FeO1-2%，Mn01-2%，上述數(shù)值單位為質(zhì)量比。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，其特征在于碳化硅、硅鈣粉作為脫氧劑，將爐渣中FeO+MnO含量控制在質(zhì)量比3. 0%以內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，其特征在于更具體的步驟如下 ①將鐵礬土原礦破碎至粒度為5-20mm，在生產(chǎn)使用前進(jìn)行烘干去除水分，采用150-250°C烘干3小時，將水分降低到O. 5%以下；然后將其裝入轉(zhuǎn)爐料倉和LF爐料倉內(nèi)； ②生產(chǎn)低合金鋼時，在轉(zhuǎn)爐出鋼時將碳化硅隨合金料加入鋼包；緊隨其后將鐵礬土、石灰按次序加入鋼包；石灰的用量為2kg/噸鋼-5kg/噸鋼，鐵礬土為2kg/噸鋼-3kg/噸鋼，碳化硅的用量為O. 5kg/噸鋼-I. 5kg/噸鋼；整個出鋼加料過程，要求鋼包進(jìn)行底吹攪拌對鋼包內(nèi)的渣料進(jìn)行預(yù)溶； ③生產(chǎn)低合金鋼時，鋼水到達(dá)LF精煉爐后，接通底吹破除渣殼，根據(jù)鋼包內(nèi)爐渣量補(bǔ)加石灰和鐵礬土，石灰的加入量為Ikg/噸鋼-2kg/噸鋼，鐵礬土的補(bǔ)加量為補(bǔ)加石灰用量的1/2，同時根據(jù)爐渣的熔化狀態(tài)進(jìn)行增減，保證爐渣渣量滿足LF埋弧精煉要求；在下降電極前加入O. 2kg/噸鋼-O. 4kg/噸鋼的碳化硅和電石造渣，然后下降電極進(jìn)行造還原渣精煉；整個精煉過程使用電石O. 5kg/噸鋼-I. 2kg/噸鋼，以保證整個LF精煉過程爐渣發(fā)泡以便埋弧升溫精煉； ④在精煉過程中，根據(jù)當(dāng)前爐次的脫硫精煉任務(wù)和爐渣的冶煉狀況，向渣中投入O.2kg/噸/鋼-O. 5kg/噸鋼的硅鈣粉； 以上步驟中，石灰的加入總量為2kg/噸鋼-6kg/噸鋼,鐵帆土為2 kg/噸鋼-4kg/噸鋼，碳化硅的加入量為O. 5kg/噸鋼-I. 5kg/噸鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，其特征在于轉(zhuǎn)爐出鋼時不使用鐵礬土、石灰和碳化硅造預(yù)溶渣，而全部在LF精煉爐使用上述渣料造渣，即鋼水LF精煉到站后，將石灰、鐵礬土和碳化硅物料加入總量的2/3，加入鋼包，其余在加熱過程中隨爐渣熔化加入；石灰的加入總量為2kg/噸鋼-6kg/噸鋼，鐵礬土為· 2 kg/噸鋼-4kg/噸鋼，碳化硅的加入量為O. 5kg/噸鋼-I. 5kg/噸鋼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用鐵礬土進(jìn)行LF精煉造渣生產(chǎn)低合金鋼的精煉方法，特別是LF爐利用鐵礬土礦石經(jīng)過破碎烘干后，在LF精煉進(jìn)行造渣精煉低合金鋼的生產(chǎn)方法，屬于冶金爐外精煉技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是使用石灰作為渣料，使用鐵礬土作為助溶劑，并且輔以碳化硅、電石和硅鈣粉在LF精煉造渣精煉；LF精煉造渣時利用鐵礬土礦中Al2O3和SiO2，調(diào)整LF精煉爐爐渣成分，降低爐渣熔點。本發(fā)明使用的鐵礬土助熔化渣劑具有比傳統(tǒng)螢石助熔劑更好的使用性能，同時，實現(xiàn)了綠色無污染低成本煉鋼生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有推廣價值。富含Al2O3的天然礦物鐵礬土，有效控制Al2O3與CaO等爐渣組成分比例，將顯著降低煉鋼成本，為企業(yè)提高市場競爭力，拓展生存發(fā)展空間。
文檔編號C21C7/076GK102808067SQ20121029394
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者溫春普, 房志琦, 國富興, 韓春良, 張志新, 康毅 申請人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司