一種環(huán)保型埋弧蓄熱劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煉鋼輔助材料，尤其是一種環(huán)保型埋弧蓄熱劑及其制備方法。
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【背景技術(shù)】
[0003] 1971年日本研制開發(fā)出LF爐，是一種以插入電極到鋼水中，依靠電弧加熱、氬氣攪 拌和渣精煉為關(guān)鍵技術(shù)的鋼包精煉爐，該裝置由于獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用，已經(jīng)成為最 重要的爐外精煉裝置，迄今經(jīng)LF爐處理的鋼水超過70%。
[0004] 隨著煉鋼節(jié)奏的加快和對鋼質(zhì)要求的不斷提高，通常是增大電極功率來提高鋼水 的升溫速率，實(shí)現(xiàn)合金、渣劑的快速融化和溫度補(bǔ)償，以滿足LF爐的工藝要求。另一方面是 加入各種漁劑，提尚脫硫率、降低夾雜物及有害氣體，實(shí)現(xiàn)鋼質(zhì)的提尚。
[0005]LF爐電極功率的提高，將增大揚(yáng)塵和噪音，LF爐操作室內(nèi)噪音普遍在87-97分貝之 間，超過國家規(guī)定極限接觸傷害噪音85分貝的標(biāo)準(zhǔn)，長期處于該環(huán)境中，人體身心傷害極 大。電極一部分插入鋼水及渣液中，另一部分在渣液面上的空氣中，這部分電極產(chǎn)生的是無 用功，最高達(dá)到40%，能源浪費(fèi)極大，也是噪音的主要產(chǎn)生源。并且渣面上的電弧電離空氣， 易造成鋼水增氮和二次氧化，降低鋼質(zhì)，耐火材料損毀加劇。
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能顯著降低噪音和能耗，又能提高鋼質(zhì)、 升溫速率、脫硫效率，降低成本的高效環(huán)保型埋弧蓄熱劑。
[0008]解決以上技術(shù)問題的本發(fā)明中的所述一種埋弧蓄熱劑配方由以下重量份組份組 成： 石灰石63-71份，菱鎂石8-16份，輕燒氧化鎂7-9份，碳酸鋇1-5份，金屬鋁1-5份，碳化硅 1-3份，金屬硅0.5-1.5份和水3.5-4.5份。
[0009] 優(yōu)化方案中所述埋弧蓄熱劑配方由以下重量份組份組成:石灰石65-70份，菱鎂石 10-14份，輕燒氧化鎂7.5-8.6份，碳酸鋇2-4份，金屬鋁2-4份，碳化硅1-2份，金屬硅0.7-1.2 份和水3.8-4.2份。
[0010]所述埋弧蓄熱劑配方由以下重量份組份組成:石灰石67份，菱鎂石12份，輕燒氧化 鎂8份，碳酸鋇3份，金屬錯3份，碳化娃2份，金屬娃1份和水4份。
[0011] 本發(fā)明中進(jìn)一步優(yōu)化方案為所述埋弧蓄熱劑中還含有活性焦炭粉1-5份。
[0012] 所述埋弧蓄熱劑中還含有活性焦炭粉2-4份。
[0013]所述埋弧蓄熱劑中還含有活性焦炭粉3份。
[0014]本發(fā)明中的一種上述環(huán)保型埋弧蓄熱劑的制備方法，包括以下步驟： (1)分散菱鎂石:將菱鎂石超聲分散l〇min;微米級菱鎂石，比表面積大，容易成團(tuán)，將其 超聲分散，改善其在混合料中的的分散效果。
[0015] (2)原料混合:按粗顆粒、細(xì)顆粒的加料順序放入到強(qiáng)碾式混料機(jī)中，開始攪拌，加 入4重量份自來水的同時逐步加入細(xì)粉，最后將步驟（1)分散后微米級的菱鎂石緩慢放入混 料機(jī)，混合均勻； (3)壓制成型步驟;混合均勻后的原料送入成球機(jī)中，壓制成球;可為橢圓球，長短直徑 分別為50、25mm。
[0016] (4)陳放和干燥步驟:將壓制成型的球在自然、通風(fēng)的環(huán)境中陳放10-12h，然后在 干燥器中干燥脫水即可，干燥時間22-26h，游離水< 0.5%。
[0017]所述步驟(4)中壓制成型的球在自然、通風(fēng)的環(huán)境中陳放12h，水熱反應(yīng)產(chǎn)生的膠 凝物質(zhì)使球體獲得要求的強(qiáng)度，然后在干燥器中干燥脫水即可，干燥時間24h。環(huán)保型埋弧 蓄熱劑可以制備為橢圓球的形狀。
[0018]所述輕燒氧化鎂中氧化鎂含量2 93%。
[0019]所述菱鎂石粒徑ΙΟμπι-8mm，其中<50μπι級微粉不小于20%。顆粒越細(xì)，活性越高，實(shí) 現(xiàn)瞬間分解發(fā)泡。為了延長氣泡發(fā)泡時間，選微米級細(xì)粉和稍粗顆粒一起使用。使用菱鎂 石，渣終點(diǎn)成分更易準(zhǔn)確控制。
[0020] 所述金屬鋁替換為工業(yè)鋁灰。進(jìn)一步地為了降低成本，用工業(yè)鋁灰替代金屬鋁，既 降低了原料成本，又將這種工業(yè)廢渣有效利用，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染。
[0021] 本發(fā)明中的環(huán)保型埋弧蓄熱劑的主要成分為碳酸鈣、碳酸鎂和碳酸鋇，加熱時發(fā) 生如下反應(yīng)：
由于碳酸鋇較其他碳酸鹽分解溫度更高，添加碳酸鋇能顯著延長蓄熱劑的發(fā)泡時間。
[0022] 另外配入的活性焦炭粉與分解的C02氣體反應(yīng)，生成C0氣體，使氣體體積成倍增 加，進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)： C〇2 +C= 2C〇T 當(dāng)熔渣的溫度、成分、表面張力、粘度等條件合適時，氣體的鼓泡作用使熔渣發(fā)泡，氣泡 彌散分布在渣液中，渣膜包裹微珠氣泡，渣液呈乳化狀態(tài)，渣液厚度增加，可以達(dá)到基渣厚 度的1.5-2.5倍。形成的泡沫渣能夠有效掩埋電弧，電極起弧產(chǎn)生的能量被渣、鋼更好吸收， 提高升溫速率和降低噪音;并且分解產(chǎn)物CaO表面活性極高，能夠提高脫硫效率。
[0023]配料中加入的輕燒氧化鎂能夠與水反應(yīng)形成氫氧化鎂凝膠，使得球體獲得強(qiáng)度。
[0024] Mg0+H20=Mg(0H)2 配料中金屬鋁、碳化硅、金屬硅加入后能夠與鋼水中的原子氧反應(yīng)，從而降低鋼水中的 氧含量，提尚鋼質(zhì)。
[0025]2Al+ 3〇2=Ah〇3 SiC+202 =Si〇2+CO2T Si+ 02 =Si〇2 本發(fā)明配料中菱鎂石原料采用了從微米級到8mm較寬的粒度分布，延長發(fā)泡時間;并且 碳酸鈣、碳酸鎂和碳酸鋇的分解溫度差異，從動力學(xué)、熱力學(xué)角度保證了精煉過程中蓄熱劑 的快速發(fā)泡和整個加熱過程的持續(xù)發(fā)泡。
[0026]本發(fā)明既滿足鋼鐵精煉過程中，降低LF爐因電極起弧而產(chǎn)生的極大噪聲，實(shí)現(xiàn)了 環(huán)保煉鋼;同時渣液升高和分解產(chǎn)物，帶來如下效果： A、電極起弧產(chǎn)生的能量被渣、鋼更有效吸收，降低電耗;使得LF爐操作室內(nèi)噪音由87~ 97分貝降低到75~85分貝，低于國家規(guī)定85分貝為極限接觸傷害噪音標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保煉 鋼。
[0027]B、保證了LF爐的快速升溫，能縮短精煉時間，優(yōu)化精煉工藝。
[0028]C、減少電離空氣導(dǎo)致鋼水增氮和鋼水二次氧化;高活性CaO提高脫硫效率，提高鋼 質(zhì)。
[0029]D、降低電極、耐火材料消耗。
[0030]本發(fā)明中的環(huán)保型埋弧蓄熱劑，不改變渣系的條件下，能降低揚(yáng)塵、噪音和能耗， 又能提高升溫速率、脫硫效率，提高鋼質(zhì)，實(shí)現(xiàn)降低成本、環(huán)保煉鋼的目的。
[0031] 本發(fā)明中的環(huán)保型埋弧蓄熱劑使用加入量由2-10Kg/噸鋼降低到0.7-1.2Kg/噸 鋼，發(fā)泡效果更好、更環(huán)保和經(jīng)濟(jì)。
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【具體實(shí)施方式】
[0033]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0034]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可 被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列 等效或類似特征中的一個例子而已。
[0035] 實(shí)施例1 稱取63份石灰石、12份菱鎂石、8份輕燒氧化鎂、5份碳酸鋇、5份金屬鋁、2份碳化硅、1份 金屬硅和4份水。將微米級的菱鎂石超聲分散1-10分鐘，將除菱鎂石外的原料篩選分成粗顆 粒、細(xì)顆粒和細(xì)粉，然后依次把粗顆粒、細(xì)顆粒放入到強(qiáng)碾式混料機(jī)中，開始攪拌，加入水的 同時逐步加入細(xì)粉，最后將分散后微米級的菱鎂石緩慢放入混料機(jī)，混合均勻?；旌狭贤ㄟ^ 出料口流進(jìn)輸送帶，然后進(jìn)入到成球機(jī)的壓制碗中，壓制成球，制得環(huán)保型埋弧蓄熱劑1。再 將壓制成型的球在自然、通風(fēng)的環(huán)境中陳放12h，然后在干燥器中干燥脫水即可，干燥時間 24h，游離水 <0.5%。
[0036] 實(shí)施例2 稱取67份石灰石、12份菱鎂石、8份輕燒氧化鎂、3份碳酸鋇、3份金屬鋁、2份碳化硅、1份 金屬硅和4份水。將微米級的菱鎂石超聲