一種用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的鎂球及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的鎂球及其生產(chǎn)工藝，將廢棄的鎂碳磚,用PC0606顎式破碎機破碎成5-50mm的顆粒，再置于4R3216的雷蒙磨內(nèi)，加工成為3mm以下的粉末備用；將廢棄的鋁碳磚,用PC0606顎式破碎機，破碎成5-50mm的顆粒，再置于4R3216的雷蒙磨內(nèi)，加工成為3mm以下的粉末備用；選用粒度小于1mm的白云石粉末備用;將鎂碳磚：鋁碳磚：白云石粉末：水,按照質(zhì)量百分比80:15:4.5：0.5的比例混勻,置于鋼渣粉壓球機中制成20mm的球體,在20-50℃的溫度下烘干后,得鎂球。轉(zhuǎn)爐在不使用白云石時，每爐鎂球加入量為0.6-2.8噸。
【專利說明】一種用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的鎂球及其生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煉鋼廢棄的鎂碳磚和鋁鎂碳磚的回收利用，制備MgO含量大于40%的鎂球，用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的前期，替代部分白云石的造渣輔料，起到優(yōu)化轉(zhuǎn)爐冶煉造渣工藝、改善煉鋼環(huán)境污染的作用。
【背景技術(shù)】
[0002]作為煉鋼容器的轉(zhuǎn)爐、電爐與鋼包使用的耐火材料，60%的耐火材料為鎂碳磚和鋁鎂碳質(zhì)磚等，這些以氧化鎂為主成分的耐火材料，在煉鋼使用后，由于煉鋼過程的冶金化學(xué)反應(yīng)影響了原有的成分和結(jié)構(gòu)，將磚體分為原質(zhì)層、變質(zhì)層、反應(yīng)層的三層結(jié)構(gòu)，磚體中間含有Si02、Al203等物質(zhì)，作為耐火材料的再生料使用，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。目前有少量的作為補爐料和濺渣改性劑使用，但是加工工藝低端，并且磚體原質(zhì)層含有的石墨碳，在高溫作用下形成的碳素纖維結(jié)構(gòu)，影響了其在濺渣改進過程中的解體和熔解，故其用量有限，即使用于盛裝鐵水的鐵水包和魚雷罐使用的鋁碳磚，廢棄以后，內(nèi)部也混雜有雜物，難以作為再生料使用。
[0003]檢索文獻披露:(I)蔣宏，李春雷，張懷軍在《包鋼科技》2001 (4)發(fā)表的論文“高碳鎂球在濺渣護爐工藝中的應(yīng)用”中間有“高碳鎂球與終渣反應(yīng)快、粘度大，降低渣中氧化鐵效果顯著，可完全替代普通鎂球應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐終渣改質(zhì)，從而改善濺渣護爐的效果。”的表述。(2)田守信、姚金甫在《耐火材料》2007，41 (6)上發(fā)表的論文“再生鎂碳磚的性能、使用和質(zhì)量控制”一文中間有“由于再生鎂碳磚中間摻入了大量的再生料，再生料的質(zhì)量及其穩(wěn)定性將直接影響再生磚的質(zhì)量及其穩(wěn)定性。要想在工業(yè)化過程中把再生鎂碳磚的質(zhì)量穩(wěn)定在高水平上，就必須把影響再生磚質(zhì)量的每個環(huán)節(jié)都控制好?！钡谋硎觥?3)朱新華，馮聚和，李玲珍濺渣護爐技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用，河北理工學(xué)院學(xué)報2006 (4)該文獻介紹了轉(zhuǎn)爐濺渣護爐工藝的特點，以及為了實現(xiàn)這一工`藝目的，轉(zhuǎn)爐冶煉過程中普遍使用輕燒白云石、鎂鈣石灰、白云石壓塊等含氧化鎂的渣料、沒有提及使用鎂碳磚制作鎂球應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的內(nèi)容。由以上文獻可知，目前還沒有在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，系統(tǒng)而有效的利用廢棄鎂碳磚和鋁鎂碳磚的方法。
[0004]本發(fā)明利用廢棄鎂碳磚和招碳磚結(jié)合,壓制成為含有以MgO為主成分，Al2O3為輔助成分的鎂球，具有鎂球和化渣劑的兩種功能，其1:將轉(zhuǎn)爐吹煉過程中渣中需求的氧化鎂，全部或者大部分由氧化鎂含量較高的廢棄鎂碳磚制備的鎂球提供，全量或者部分替代傳統(tǒng)煉鋼工藝使用的白云石，減少了對于資源的依賴性，有利于減少轉(zhuǎn)爐冶煉過程中產(chǎn)生的渣量；其2:氧化鎂含量較高的廢棄為主原料制備的鎂球，含有4%-12%的石墨碳成分，是降解轉(zhuǎn)爐渣中氧化鐵含量最有效的成分，故能夠完全替代轉(zhuǎn)爐使用的壓渣劑，在降解渣中氧化鐵的同時，消泡壓渣，稠化轉(zhuǎn)爐的爐渣，實現(xiàn)減少倒爐倒渣時間或者不倒爐出鋼的目的。本工藝減少了煉鋼廠對于白云石的需求量，節(jié)約了資源。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于:利用煉鋼廠廢棄鎂碳磚和鎂鋁碳磚含有較高氧化鎂的特點，添加部分的白云石粉末，使之造球，應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼，實現(xiàn)煉鋼廢棄物的循環(huán)利用，達到節(jié)能減排的目的。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的鎂球及其生產(chǎn)工藝，以120噸轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)為例，分步驟實施；
[0007]步驟I配料:
[0008]I)將廢棄的鎂碳磚，挑揀出雜物，用PC0606顎式破碎機破碎成5_50mm的顆粒，再置于4R3216的雷蒙磨內(nèi)，加工成為3_以下的粉末，備用；
[0009]2)將廢棄的鋁碳磚，挑揀出雜物，用PC0606顎式破碎機，破碎成5_50mm的顆粒，再置于4R3216的雷蒙磨內(nèi)，加工成為3_以下的粉末，備用；
[0010]3)選用粒度小于Imm的白云石粉末，備用；其中MgCO3含量為52% ；CaCO3含量為45% ；Si02 含量為 3% ；
[0011]步驟2制球:
[0012]將鎂碳磚I):鋁碳磚2):白云石粉末3):水，按照質(zhì)量百分比80:15:4.5:0.5的比例混勻，置于鋼渣粉壓球機中制成20mm的球體，在20-50°C的溫度下烘干后，得鎂球；
[0013]步驟3投加:
[0014]在轉(zhuǎn)爐開吹的同時或者開吹前30s，加入石灰和鎂球，其中鎂球的加入量占自總重量的65-80%，剩余的20-35%在冶煉終點倒爐前30s加入，此時轉(zhuǎn)爐按正常冶煉程序作業(yè)。
[0015]所述生產(chǎn)工藝，轉(zhuǎn)爐在使用`含MgO為30%的白云石時，每爐鎂球加入量為2.5-5.5噸；在不使用白云石時，每爐鎂球加入量為0.6-2.8噸。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)原理:利用機械力化學(xué)原理，將煉鋼廠廢棄鎂碳磚和鎂鋁碳磚破碎后磨粉到，激發(fā)其活性，再添加少量的白云石粉末(主成分MgCO3),壓制造球，在轉(zhuǎn)爐開吹的同時加入，鎂球加入轉(zhuǎn)爐以后，球體中間的MgCO3受熱分解，促使鎂球迅速碎裂，鎂球之間的各個成分參與造渣，隨著熔池的溫度升高，鎂球中間的Al2O3與渣中的CaO反應(yīng)，產(chǎn)生各類低熔點的鋁酸鹽，協(xié)助化渣，具有螢石和錳基化渣劑的作用，同時轉(zhuǎn)爐初渣堿度較低，氧化鎂的熔解反應(yīng)最快，鎂球能夠快速的參與成渣反應(yīng)，氧化鎂與渣中的CaO反應(yīng)，產(chǎn)生低熔點的鈣鎂橄欖石相，有助于化渣。隨著冶煉的進程，堿度的不斷的提高，渣中的氧化鎂開始析出產(chǎn)生新相，起到調(diào)整爐渣流動性，減少爐襯的侵蝕的作用。在冶煉前期，鎂球中間的碳元素與渣中的氧化物，F(xiàn)eO/MnO反應(yīng)，產(chǎn)生CO氣泡上浮，有利于改善爐渣的透氣性，增加反應(yīng)界面。在轉(zhuǎn)爐冶煉的終點，加入鎂球，鎂球中間的碳與渣中的氧化鐵反應(yīng)，氧化鎂與氧化鋁反應(yīng)，產(chǎn)生鋁鎂尖晶石相，有助于消泡壓渣，起到壓渣劑和爐渣改性劑的作用。鋁鎂尖晶石在濺渣護爐以后，具有熔點高，抗沖刷的優(yōu)點。當轉(zhuǎn)爐的冶煉進行到終點時，爐渣堿度超過
3.0以后，MgO在渣中的溶解度下降到8%，當渣中MgO含量超過其溶解度時，有一部分溶解的MgO以結(jié)晶態(tài)析出，這樣能夠最大限度的滿足轉(zhuǎn)爐保護爐襯，實現(xiàn)冶煉結(jié)束以后濺渣護爐工藝的展開，使用量低于使用白云石的量，還能夠提高廢鋼加入的比例。
[0017]本發(fā)明基于以上的特點，不僅能夠消化煉鋼廠產(chǎn)生的工業(yè)廢物，還能夠優(yōu)化冶煉的工藝，體現(xiàn)出極好的循環(huán)經(jīng)濟實例，彰顯技術(shù)進步。
【具體實施方式】[0018]以下結(jié)合實施例對發(fā)明作進一步說明。
[0019]實施例
[0020]以一座3X 120噸轉(zhuǎn)爐為例:轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼500萬噸，每月產(chǎn)生3000噸的廢棄鎂碳磚，以及1500噸的鋁碳磚，
[0021]配料制球:[0022]I)將廢棄的鎂碳磚，挑揀出其中的雜物以后，使用徐工集團的ZL50G輪式裝載機將其裝入卡車，拉運到造球生產(chǎn)區(qū)域待用；
[0023]2)將廢棄的鋁碳磚，挑揀出其中的雜物以后，使用徐工集團的ZL50G輪式裝載機將其裝入卡車，拉運到造球生產(chǎn)區(qū)域待用；
[0024]3)米購部分的白云石粉末，白云石粉末的成分為:MgC03:52% ； CaCO3:45% ；SiO2:3%，粒度小于1mm，將其拉運到造球生產(chǎn)區(qū)域待用；
[0025]4)將以上鎂碳磚、鎂鋁磚原料使用山東九昌重工科技有限公司生產(chǎn)的外形尺寸1300X1400 X 1400mm的PC0606顎式破碎機，破碎成為5或25或50mm的顆粒，再將料顆粒加入到上海建設(shè)路橋機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號為4R3216的雷蒙磨內(nèi)，加工成為3mm以下的粉末待用。
[0026]5)按照鎂碳磚/鎂鋁磚/白云石粉末/水分按照質(zhì)量比80:15:4.5:0.5的比例混勻，使用鄭州市科華電器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的鋼渣粉壓球機或者耐火材料壓球機壓制成20mm的球體，在20或35或50°C的溫度下烘干，得鎂球。
[0027]投加方式:
[0028]I)將制好的鎂球拉運到轉(zhuǎn)爐煉鋼廠副原料區(qū)域，使用皮帶機將鎂球運輸?shù)睫D(zhuǎn)爐冶煉使用的高位料倉待用；
[0029]2)轉(zhuǎn)爐使用含MgO為30%的白云石每爐加入3.5噸，換算的鎂球加入量為每爐1.8噸，即不使用白云石，每爐加入鎂球1.8噸即可，也可以將鎂球和白云石搭配使用，以氧化鎂總含量滿足冶煉的需要為原則。
[0030]3)轉(zhuǎn)爐吹煉，在開吹的同時或者開吹前30s，加入第一批石灰和鎂球，第一批鎂球的加入量占鎂球自總量的65%-80%，剩余20-35%的在冶煉終點倒爐前30s，一次性加入，轉(zhuǎn)爐按照正常的冶煉程序進行冶煉即可。
[0031]本工藝的有益效果:
[0032]1、有效的解決了煉鋼廠鎂碳磚和鎂鋁碳磚規(guī)?；奶幚韱栴}，以附加值最大化的模式將煉鋼鎂碳磚加以處理，對于環(huán)境的保護效益顯著。
[0033]2、含有MgO、Al2O3兩種成分的鎂球，能夠同時減少或者替代白云石、螢石、化渣劑，在煉鋼生產(chǎn)中使用，減少了冶煉過程中的渣輔料消耗，降低了冶煉成本。
[0034]3、制作鎂球的綜合成本費用為350元/噸，使用鎂球以后，白云石的使用量減少，每使用一噸的鎂球，可以節(jié)約白云石1.5-1.8噸的白云石，按照白云石每噸500元目前的市場價格計算，節(jié)約1.5X500-350=400元，一個年產(chǎn)500萬噸的鋼廠，廢棄鎂碳磚每月產(chǎn)生3000噸，可以制作3400噸的鎂球，節(jié)約成本136萬元以上。
【權(quán)利要求】
1.一種用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的鎂球及其生產(chǎn)工藝，其特征在于:以120噸轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)為例，分步驟實施； 步驟I配料: 1)將廢棄的鎂碳磚，挑揀出雜物，用PC0606顎式破碎機破碎成5-50mm的顆粒，再置于4R3216的雷蒙磨內(nèi)，加工成為3_以下的粉末備用； 2)將廢棄的鋁碳磚，挑揀出雜物，用PC0606顎式破碎機，破碎成5-50mm的顆粒，再置于4R3216的雷蒙磨內(nèi)，加工成為3_以下的粉末備用； 3)選用粒度小于Imm的白云石粉末備用；其中MgCO3含量為52% ；CaCO3含量為45% ；SiO2含量為3% ； 步驟2制球: 將鎂碳磚I):招碳磚2):白云石粉末3):水，按照質(zhì)量百分比80:15:4.5:0.5的比例混勻，置于鋼渣粉壓球機中制成20mm的球體，在20-50°C的溫度下烘干后，得鎂球； 步驟3投加: 在轉(zhuǎn)爐開吹的同時或者開吹前30s，加入石灰和鎂球，其中鎂球的加入量占自總重量的65-80%，剩余的20-35%在冶煉終點倒爐前30s加入，此時轉(zhuǎn)爐按正常冶煉程序作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn) 工藝，其特征在于:轉(zhuǎn)爐在使用含MgO為30%的白云石時，每爐鎂球加入量為2.5-5.5噸；在不使用白云石時，每爐鎂球加入量為0.6-2.8噸。
【文檔編號】C21C5/36GK103451373SQ201310433091
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】吳漢元 申請人:新疆中合大正商貿(mào)有限公司