專利名稱：Lf精煉爐用白渣精煉劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LF精煉爐鋼包渣改性處理所使用的白渣精煉劑。屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域， 特別是LF精煉爐技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼鐵工業(yè)對(duì)煉鋼生產(chǎn)率、鋼的成本、鋼的純凈度以及使 用性能等方面，都提出了越來越高的要求。傳統(tǒng)的煉鋼設(shè)備和煉鋼工藝難以滿足需求，二十 世紀(jì)60年代，傳統(tǒng)的煉鋼方法發(fā)生了根本性的變化，由原來單一設(shè)備完成初煉和精煉的一 步煉鋼，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)鋼水進(jìn)行初煉，再經(jīng)專用設(shè)備(鋼包或其它容器) 進(jìn)行精煉的二步煉鋼， 以達(dá)到提高鋼的產(chǎn)量、質(zhì)量和效益的目的。經(jīng)過幾十年的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，爐外精煉技術(shù)已 被廣泛采用，爐外精煉得以大力發(fā)展的主要原因有兩方面一是用戶對(duì)鋼的純凈度、性能提 出了更高的要求；二是全連鑄實(shí)施以后，連鑄對(duì)鋼水質(zhì)量和供鋼節(jié)奏要求非常嚴(yán)格。因此爐 外精煉已經(jīng)成為銜接轉(zhuǎn)爐(電爐)_連鑄生產(chǎn)高質(zhì)量鑄坯的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。爐外精煉比是伴隨 著連鑄比的提高而不斷提高的。爐外精煉常采用RH、VD、VOD、LF和AOD爐等，而其中LF爐精煉在鋼水溫度控制、 成分控制和供鋼節(jié)奏能夠起到重要的作用，而且該方法操作起來方便，被廣泛應(yīng)用于煉鋼 生產(chǎn)。大型鋼廠爐外精煉采用LF爐精煉，精煉過程靠石墨電極通電產(chǎn)生電弧加熱完成精煉 過程。加熱時(shí)電極插入渣層中，電極產(chǎn)生的電弧靠埋弧渣來減少熱量損失，從而提高加熱效 率，減少熱量對(duì)鋼包包襯和爐蓋的熱輻射，達(dá)到提高鋼包壽命和爐蓋壽命的目的。隨著用戶對(duì)鋼材性能的要求，特別是高級(jí)別的鋼種，為提高鋼的質(zhì)量，需在爐外精 煉工序?qū)︿摪M(jìn)行改性處理，來提高鋼包渣對(duì)夾雜物的吸附能力，目前國內(nèi)普遍采用的 是脫氧劑Al、SiCa或預(yù)熔渣，但成本較高，而且適用范圍較窄，對(duì)非Al脫氧鋼不適用。現(xiàn)有技術(shù)采用螢石、石灰石、鋁礬土、白云石或他們的組合為精煉劑，但是本發(fā)明 的發(fā)明人經(jīng)過大量的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用中吸附夾雜物的能力不高，尤其對(duì)A類夾雜物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低，吸附夾雜物能力高的白渣精煉 齊U，將其用于對(duì)鋼包渣成分進(jìn)行調(diào)整，使?fàn)t渣堿度R = m(Ca0+Mg0)/m(Si02+Al203)控制在 1. 8 2. 5 之間、(FeO+MnO)彡 1. 5%。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是白渣精煉劑由下述重量配比的組 分組成電石40 50% ；螢石8 14% ；石灰石24 30% ；鋁礬土 4-6% ；白云石4 12%。本發(fā)明LF精煉爐用白渣精煉劑的發(fā)氣量90_110L/kg。其中主要成分如下CaO 50-55%，Al2032-5%、CaF25_10%，余量是原料電石、螢石、石灰石、鋁礬土和 白云石中不可避免雜質(zhì)(5、？、？％03或1102等)。
本發(fā)明通過特定配比將電石、螢石、石灰石、鋁礬土、白云石有機(jī)結(jié)合，適合于鋼鐵 企業(yè)煉鋼LF爐精煉爐電極電弧加熱過程中，提高加熱效率，同時(shí)還能起到快速脫氧造白渣 (FeO+MnO ^ 1.5% )，達(dá)到鋼包渣改性處理，提高鋼包渣對(duì)夾雜物的吸附能力，優(yōu)化冶煉鋼 水質(zhì)量。其中，其中電石使用量40 50%，電石過多，會(huì)導(dǎo)致其脫氧能力過剩，其中CaC2未 完全參與脫氧反應(yīng)，導(dǎo)致鋼水增碳，影響鋼水成分控制；過低會(huì)使其脫氧不良，不能將爐渣 中的(FeO+MnO)控制在彡2. 0的水平，達(dá)不到使用要求。螢石用量8 14%。螢石作為一種稀渣劑或化渣劑，本身熔渣較低，加入量過多會(huì) 使鋼包侵蝕加劇；過少會(huì)使?fàn)t渣不能完全熔化，使其使用效果降低。石灰石24 30%。石灰石的作用是在高溫下分解，產(chǎn)生CO2氣體，產(chǎn)生氣泡，促使 爐渣泡沫化，起到埋弧加熱的作用，加入量過多會(huì)使?fàn)t渣泡沫化嚴(yán)重，引起噴濺，同時(shí)帶走 大量的熱量，使LF爐電耗增加；過低使?fàn)t渣泡沫化較渣，達(dá)不到埋弧加熱的效果，影響其熱 效率。鋁礬土 4-6%，鋁釩土的作用是調(diào)整爐渣成分，使其熔點(diǎn)降低，起到替代部分螢石 的作用，加入量過多或過少不能有效調(diào)整爐渣的成分，達(dá)不到調(diào)整爐渣熔點(diǎn)的目的。白云石4 12%，白云石的作用是在高溫下分解，產(chǎn)生CO2氣體，產(chǎn)生氣泡，促使?fàn)t 渣泡沫化，起到埋弧加熱的作用，加入量過多會(huì)使?fàn)t渣泡沫化嚴(yán)重，引起噴濺，同時(shí)帶走大 量的熱量，使LF爐電耗增加；過低使?fàn)t渣泡沫化較渣，達(dá)不到埋弧加熱的效果，影響其熱效 率。同時(shí)具有調(diào)整爐渣成分的作用，爐渣中含有適當(dāng)?shù)腗gO對(duì)降低爐渣熔點(diǎn)有較好的作用。上述方案中電石、螢石、石灰石、鋁礬土和白云石都是必要成分，缺一不可。因?yàn)椋?發(fā)明人大量的試驗(yàn)篩選出的上述配方對(duì)夾雜物吸附能力較高，加熱效率高，快速脫氧造白 渣。因?yàn)椋自剖蠧aO含量低，只有26% -30%，而石灰石CaO含量較高，在50%以 上，不使用石灰石提高白云石，該產(chǎn)品的CaO是達(dá)不到50-55%，使用后對(duì)夾雜物的吸附效 果無法達(dá)到。另外，只用石灰石，不用白云石，爐渣中CaO含量偏高，使?fàn)t渣難以熔化。而電 石的作用是脫去爐渣中的氧，若不加電石不能有效去除爐渣中的氧，達(dá)不到造白渣的作用； 螢石作為一種助熔劑，能起到快速成渣的目的，若不加初期渣形成速度慢，會(huì)對(duì)使用效果有 一定的影響。上述方案優(yōu)選的是電石46 50% ；螢石10 14% ；石灰石26 30% ；鋁礬土 5% ；白云石5%。由于白渣精煉劑水分過高，加入時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，因此需控制本發(fā)明煉鋼用 LF爐精煉爐用白渣精煉劑水分在< 2. 0%。本發(fā)明LF精煉爐用白渣精煉劑的制備方法包括以下步驟a、按本發(fā)明上述重量百分比稱取電石、螢石、石灰石、鋁礬土、白云石，b、將稱量好的螢石、石灰石、白云石、鋁礬土混合均勻后，加入粒度5 12mm的電 石顆粒，繼續(xù)混合攪拌均勻即得。加入電石后，攪拌時(shí)間控 制在3 4分鐘，過長會(huì)使原料在攪拌過程中產(chǎn)生二次破 碎，使粉末較多，會(huì)影響精煉渣的使用(由于LF爐在全程采用了除塵裝置，會(huì)使細(xì)小粉末直 接進(jìn)入除塵管道內(nèi)，過短混合不均勻。
制備本發(fā)明LF精煉爐用白渣精煉劑是，優(yōu)選以下規(guī)格的原材料 電石最好是冶金CaC2、發(fā)氣量彡270L/Kg，優(yōu)選發(fā)氣量285_300L/Kg;顆粒為 5-12mm。電石粒度過大會(huì)造成電石在精煉過程中不能完全反應(yīng)完，對(duì)精煉過程產(chǎn)生影響， 同時(shí)在鋼水吊運(yùn)過程中會(huì)導(dǎo)致安全事故(如噴濺、翻鋼等事故)；粒度過小會(huì)導(dǎo)致粉末過 多，會(huì)影響精煉渣的使用(由于LF爐在全程采用了除塵裝置，會(huì)使細(xì)小粉末直接進(jìn)入除塵 管道內(nèi))。螢石中按重量百分比含CaF2彡75% ；SiO2 ^ 18.5% ；(余量是C、S、P等不可避 免雜質(zhì))s彡0. 10% ；P彡0. 05% ；石灰石按重量百分比CaO彡50% (優(yōu)選CaO 52-58% )、Si02彡3% ；(余量是S、 P等不可避免質(zhì))鋁礬土按重量百分比含Al2O3彡80%。(余量是Fe203、Ti02、Ca0等雜質(zhì))白云石按重量百分比含有CaO彡26%、MgO彡18%。(余量是S、P等不可避免 雜質(zhì))上述余量是原材料自身帶來的，是不可避免的。其中控制各原材料的10%； P 彡 0. 05% ；Fe203 彡 2. 7%,Ti02 彡 4. 0%,Ca0 彡 0. 8%。采用上述方法制備得到的LF精煉爐用白渣精煉劑的發(fā)氣量90_110L/kg。其中 主要成分如下CaO 50-55%, Al2032_5%、CaF25_10%，余量是不可避免雜質(zhì)S、P、Fe2O3或 Ti02。本發(fā)明LF精煉爐用白渣精煉劑的使用方法以LF精煉爐平均130噸/爐鋼水， 每爐加入量200-300kg/爐，可換算成每噸鋼水加入量為1. 538kg/噸鋼水 2. 307kg/噸鋼 水。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明白渣精煉劑與Al、SiCa等合金脫氧劑作為添加劑相 比，其成本較低，且適用范圍更加廣泛，如適用于非Al脫氧鋼(對(duì)鋁含量嚴(yán)格控制的鋼種)。 本發(fā)明白渣精煉劑加入LF爐后，不僅在精煉爐電極電弧加熱過程中，提高加熱效率，減少 熱量對(duì)鋼包包襯和爐蓋的熱輻射，提高鋼包壽命和爐蓋壽命，優(yōu)化和提高精煉埋弧加熱的 各項(xiàng)指標(biāo)(升溫速率、節(jié)約電耗、脫硫等)，而且還能起到快速脫氧造白渣，達(dá)到鋼包渣改性 處理的目的。能達(dá)到使鋼包渣中FeO+MnO ( 1. 5%，以滿足高級(jí)別鋼種的冶煉需求。
具體實(shí)施例方式按下述要求進(jìn)行檢測，選擇原材料電石、螢石、石灰石、鋁礬土、白云石。電石發(fā)氣量彡270L/kg ；石灰石化學(xué)成分CaO彡50%, SiO2 ^ 3% ；螢石化學(xué)成分CaF2 彡 75%, SiO2 ^ 18. 5% ；S ^ 0. 10% ；P ^ 0. 05% ；鋁礬土 化學(xué)成分Al2O3 ^ 80% ；白云石化學(xué)成分 MgO ^ 18%, CaO ^ 26% ；制備過程如下b、以上原材料除電石外加工成3-12mm的顆粒，電石加工成5_12mm的顆粒。C、按40 50%的電石、8 14%的螢石、24 30%的石灰石、4 6%的優(yōu)質(zhì)鋁礬土、4 12%的白云石重量配比進(jìn)行稱量，每次稱量總量400Kg。d、按上述重量配比的步驟進(jìn)行稱量后，先將稱量好的螢石、石灰石、白云石、鋁礬 土分別送入混料攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合攪拌，經(jīng)混合攪拌時(shí)間2min后加入電石繼續(xù)混合攪拌 3-4min?？偟臄嚢钑r(shí)間控制在5 8分鐘，即要混合均勻，又不會(huì)使電石粉化。e、將攪拌均勻的白渣精煉劑按煉鋼廠LF爐精煉要求，裝入內(nèi)襯塑料袋包裝，袋口 扎緊，防止漏氣。電石主要化學(xué)成分為CaC2,在發(fā)泡劑中起到使?fàn)t渣迅速起泡，形成埋弧渣，縮短了 爐渣起泡埋弧時(shí)間，當(dāng)其與鋼包渣中的氧反應(yīng)后會(huì)生成CaO和CO。生成的CO氣體起到發(fā)泡 作用的同時(shí)，也降低了鋼 包渣的氧化性，提高了渣的堿度。同時(shí)還具有脫硫效果，其化學(xué)反 應(yīng)式如下CaC2(s) +[S] = CaS (s)+C螢石材料主要成分是CaF2。螢石中還含有SiO2和S等成分，因此熔點(diǎn)在930°C 左右；加入爐內(nèi)后使CaO和石灰高熔點(diǎn)的2Ca0 · SiO2外殼的熔點(diǎn)降低，生成低熔點(diǎn)化合物 3Ca0 · CaF2 · 2Si02(熔點(diǎn)為1362°C )，從而改善爐渣的流動(dòng)性。螢石助熔作用快、時(shí)間短， 同時(shí)亦具有發(fā)泡效果，改善埋弧升溫的冶煉效果。石灰石的材料以CaO為主要成分，其主要作用起到脫硫效果及增加鋼包渣的堿 度，脫硫反應(yīng)機(jī)理如下CaOfe) +[S]+C = CaS(s)+C0鋁礬土材料的使用使脫硫后的脫硫渣組分控制在低熔點(diǎn)區(qū)，以降低脫硫渣的熔點(diǎn) 和粘度，起到改善其流動(dòng)性的目的。白云石材料在精煉加熱過程中所產(chǎn)生CO2氣體和MgO，增加發(fā)泡功能和降低熔渣熔 點(diǎn)，增加熔渣流動(dòng)性，使熔渣與熔融金屬分離，便于扒渣。下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。在下述的實(shí)施例中所采用的電石、螢石、石灰石、鋁礬土、白云石的原料化學(xué)成分 和水分檢測情況見表1。表1原料化學(xué)成分檢測情況
權(quán)利要求
LF精煉爐用白渣精煉劑，其特征在于由下述重量配比的組分組成電石40～50％；螢石8～14％；石灰石24～30％；鋁礬土4 6％；白云石4～12％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LF精煉爐用白渣精煉劑，其特征在于由下述重量配比的組 分組成電石46 50% ；螢石10 14% ；石灰石26 30% ；鋁礬土 5% ；白云石5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LF精煉爐用白渣精煉劑，其特征在于其中主要成分如 下CaO 50-55%，Al2032-5%、CaF25-10%，余量是原料電石、螢石、石灰石、鋁礬土和白云石 中不可避免雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LF精煉爐用白渣精煉劑，其特征在于所述白渣精煉劑發(fā)氣 量為 90-110L/kg。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LF精煉爐用白渣精煉劑，其特征在于白渣精煉劑水分 < 2. 0%。
6.LF精煉爐用白渣精煉劑的制備方法，其特征在于由以下步驟完成a、按下述重量配比稱取電石、螢石、石灰石、鋁礬土、白云石電石40 50% ；螢石8 14% ；石灰石24 30% ；鋁礬土 4-6% ；白云石4 12% ；b、將稱量好的螢石、石灰石、白云石、鋁礬土混合均勻后，加入粒度5 12mm的電石顆 粒，繼續(xù)混合攪拌均勻即得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LF精煉爐用白渣精煉劑的制備方法，其特征在于加入電石 后，攪拌時(shí)間控制在3 4分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LF精煉爐用白渣精煉劑的制備方法，其特征在于所述電石 發(fā)氣量> 270L/Kg，優(yōu)選發(fā)氣量285-300L/Kg。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LF精煉爐用白渣精煉劑的制備方法，其特征在于螢石按重量百分比含CaF2 ^ 75%, SiO2 ^ 18.5% ；石灰石按重量百分比CaO彡50%, SiO2 ^ 3% ；鋁礬土 按重量百分比含Al2O3彡80% ；白云石按重量百分比含有CaO彡26%、MgO彡18%。
10.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述LF精煉爐用白渣精煉劑的使用方法，其特征在于每噸 鋼水加入量為1. 538 2. 307kg/噸鋼水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LF精煉爐用白渣精煉劑，屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是LF精煉爐鋼包渣改性處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的在于提供一種成本低且吸附夾雜物的能力強(qiáng)的白渣精煉劑。本發(fā)明LF精煉爐用白渣精煉劑，其特征在于由下述重量配比的組分組成電石40～50％；螢石8～14％；石灰石24～30％；鋁礬土4-6％；白云石4～12％。本發(fā)明白渣精煉劑成本低，且適用范圍更加廣泛，如適用于非Al脫氧鋼(對(duì)鋁含量嚴(yán)格控制的鋼種)。加入LF爐后，能起到快速脫氧造白渣，能達(dá)到使鋼包渣中FeO+MnO≤1.5％，以滿足高級(jí)別鋼種的冶煉需求。
文檔編號(hào)C21C7/04GK101935740SQ20101028900
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者吳勝利, 李堅(jiān), 鄭德明, 陳濤, 黃國炳 申請(qǐng)人:攀枝花鋼城集團(tuán)有限公司