專利名稱：一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑及其制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼過程的鋼水冶煉領(lǐng)域，尤其涉及一種促進快速成渣、鋼水快速脫磷的預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑及其制備和使用方法。
背景技術(shù)：
煉鋼過程中，爐渣的快速熔化對冶煉的順行至關(guān)重要,傳統(tǒng)煉鋼生產(chǎn)中，一般通過向爐內(nèi)加入一定數(shù)量的螢石、鐵皮/礦石或鐵礬土作為化渣劑，來促進爐渣的快速熔化。螢石中的主要成分CaF2、鐵皮/礦石中的Fe2O3和鐵礬土中的Al2O3,能夠加速爐渣快速熔化。螢石化渣效果雖然很好，但會對爐襯帶來嚴重浸蝕，而且在高溫和爐渣的作用下，螢石中的CaF2會變成有害揮發(fā)物，對環(huán)境造成污染，轉(zhuǎn)爐污水外溢還會對環(huán)境和農(nóng)作物造成嚴重破壞；鐵皮/礦石的缺點是要吸收大量熱量，而鐵礬土中的Al2O3雖具有類似螢石的化渣效果， 但煉鋼生產(chǎn)中用鐵礬土，都是原礦類產(chǎn)品，所含的雜質(zhì)較多，清潔生產(chǎn)是21世紀鋼鐵エ業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向，因此應(yīng)該研究新型環(huán)保的化渣劑。磷在鋼中通常是有害元素，鋼中含磷量超標會影響鋼材的機械性能，因此要嚴加控制。目前，為降低鋼中含磷量，轉(zhuǎn)爐煉鋼廠一般采用“雙渣法”或“雙聯(lián)法”エ藝技術(shù)以及添加含鐵氧化物或鐵酸鈣類產(chǎn)品進行脫磷操作。上述“雙渣法”或“雙聯(lián)法”方法，エ序繁瑣，處理時間長，會給煉鋼生產(chǎn)的組織帶來很大難度；而添加含鐵氧化物或鐵酸鈣類產(chǎn)品進行脫磷時，含鐵氧化物或鐵酸鈣類產(chǎn)品中的Fe2O3和FeO很快就被還原，作用時間短，而且降溫較大，因此在生產(chǎn)中應(yīng)用受到一定限制。中國專利CN201010505931. 9(申請?zhí)?公開了ー種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣齊[J，該化渣劑的成分和重量份數(shù)比例是硼泥30-50份，鐵礬土 20-40份，生石灰20-40份，氧化鐵5-15份。其制備方法如下將原料充分干燥脫水后按重量份數(shù)稱量配料，磨細混勻，然后采用壓球-干燥-燒結(jié)或預(yù)熔-冷卻-破碎-篩分的方法制成塊狀渣。該發(fā)明產(chǎn)品代替螢石、鋁酸鈣及鐵氧化物作助熔劑，消除了氟污染以及減輕了化渣劑對爐襯的侵蝕，但是硼泥資源有限，制作エ藝復(fù)雜，且存在易粉化、不易貯存的不足。中國專利CN200610026164. 7 (申請?zhí)?公開了ー種轉(zhuǎn)爐脫磷劑及其制備和使用方法，其特征在于該轉(zhuǎn)爐脫磷劑由下列按重量百分比組分組成氧化鐵(Fe203)40% 60 %、氧化鈣(CaO) 30 % 50 %、三氧化ニ鋁(Al2O3) I % 10 %、ニ氧化硅(SiO2) I % 10%、氧化鎂(MgO)O. 1% 10%，將上述轉(zhuǎn)爐脫磷劑的組分粉碎、混合均勻，經(jīng)1000°C 1550°C預(yù)熔，生成鐵鋁酸鈣，冷卻后加工成3 50mm粒狀轉(zhuǎn)爐脫磷劑。該發(fā)明雖具有脫磷效率高、保存期長、單耗低、不含氟、對環(huán)境污染小等優(yōu)點，但由于三氧化ニ鋁(Al2O3)含量較低，氧化鐵(Fe203)作用時間短，因此在使用過程中，存在不能夠持續(xù)化渣、出現(xiàn)爐渣“返干”等問題。中國專利CN99112573. 8(專利號)公開了ー種以FeO為主要組成的鐵鱗類化渣劑，其組成為鐵鱗70 90%，煉鐵污泥5 25%，粘結(jié)劑I 5%，將原料粉碎、配置、混勻并壓制成球，鐵鱗類化渣劑化渣效果較為顯著，但存在對爐襯侵蝕嚴重、鋼水溫降大、作用時間短、不能夠持續(xù)化渣等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑及其制備和使用方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在既不增加煉鋼時間、煉鋼成本、耐火材料消耗，而且又不降低生產(chǎn)能力的條件下，提高脫磷率同時保證良好的化渣效果和較高的脫磷作用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑，按重量百分比其各原料配比如下鈣基原料20 40%、鋁基原料20 40%、鐵基氧化物30 50% ; 制成的脫磷劑產(chǎn)品中按重量百分比其各組成成分為CaO 20 40%、Al2O320 40%、Fe20330 50%、其它雜質(zhì)總和彡5% ；該產(chǎn)品的物相中CaOnAl2O3彡30%，CaOnFe2O3 彡 30%，熔點彡 1280°C ；所述鈣基原料的主要成分氧化鈣的含量不小于80%，包括礦物原料如方解石、石灰石，以及富含氧化鈣的工業(yè)廢棄物如電石渣、生石灰粉、造紙白泥、鈣粉中的一種或一種以上；所述鋁基原料的主要成分氧化鋁的含量不小于70%，包括礦物原料鋁礬土，以及富含氧化鋁的工業(yè)廢棄物如鋁灰、鋁渣中的一種或一種以上；所述鐵基原料的主要成分氧化鐵的含量不小于90%，包括鋼鐵廠產(chǎn)生的含氧化鐵的副產(chǎn)品與廢棄物如鐵皮、鐵鱗、塵泥、除塵灰中的一種或一種以上。所述原料中按重量百分比的比例還加入2% 5%的鋇基原料；制成的脫磷劑產(chǎn)品中按重量百分比其各組成成分為CaO 20 40%、A1203 20 40%、Fe20330 50%、Ba0 ( 5%、其它雜質(zhì)總和彡5% ;該產(chǎn)品的物相中CaOnAl2O3彡30%，CaOnFe2O3彡30%，熔點彡1280°C；所述鋇基原料的主要成分氧化鋇或硫酸鋇的含量不小于40%，包括氧化鋇、鋇渣中的一種或一種以上。所述原料中按重量百分比的比例還加入2% 5%的硼基原料；制成的脫磷劑產(chǎn)品中按重量百分比其各組成成分為CaO 20 40%、A1203 20 40%、Fe20330 50%、B203 ( 5%、其它雜質(zhì)總和彡5% ;該產(chǎn)品的物相中CaOnAl2O3彡30%，CaOnFe2O3彡30%，熔點彡1280°C；所述硼基原料的主要成分氧化硼的含量不小于40%，包括硼砂、硼泥、硼渣中的一種或一種以上。所述原料中在添加鋇基原料的基礎(chǔ)上按重量百分比的比例還加入2% 5%的硼基原料；制成的脫磷劑產(chǎn)品中按重量百分比其各組成成分為=CaO 20 40%、Al2O320 40%、Fe20330 50%、BaO ( 5%、B2O3 ( 5%、其它雜質(zhì)總和彡5% ；該產(chǎn)品的物相中CaOnAl2O3彡30%，CaOnFe2O3彡30%，熔點彡1280°C;所述硼基原料的主要成分氧化硼的含量不小于40%，包括硼砂、硼泥、硼渣中的一種或一種以上。所述一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑的制備和使用方法，先將各原料分別制成粒度< 3mm的粉末，再按比例混合，然后加入高溫容器中，熔煉溫度1350 1550°C，充分熔化后，出爐冷卻，經(jīng)破碎，制成20 70_的塊狀預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑產(chǎn)品，在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，按5 10kg/T 鋼比例分批加入鋼水中即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
I)熔點低，熔速快，能促進快速成渣、促進鋼水快速脫磷，化渣效果好，可保證冶煉順行，縮短冶煉時間，脫磷率高，脫磷率可達90%以上，尤其適用于生產(chǎn)低磷鋼和潔凈鋼；2)可取代螢石，減少爐襯的浸蝕，提高爐襯壽命；3)降低石灰消耗，降低氧耗，同時還能降低鋼鐵料消耗，提高金屬收得率；4)產(chǎn)品性能穩(wěn)定，不變質(zhì)，不吸水，無粉化，無氟，便于儲存和運輸，污染小，有利環(huán)保。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明
實施例I原料鈣基原料30 %、鋁基原料30 %、鐵基氧化物40 %。制備先將各原料分別制成粒度< 3mm的粉末，再按比例混合，然后加入高溫容器中，熔煉溫度1550°C，充分熔化后，出爐冷卻，經(jīng)破碎，制成20 70mm的塊狀預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑產(chǎn)品。產(chǎn)品成分CaO28%、Al2O3 29%、Fe2O3 38%、其它雜質(zhì)總和 5%。使用在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，分三批向鋼中加入10kg/T鋼的預(yù)熔型化渣脫磷劑產(chǎn)品，成渣快、化渣效果好，冶煉時間與未加化渣脫磷劑的爐次相比縮短I. 5分鐘，終點時鋼水脫磷率達92%。實施例2原料鈣基原料25%、鋁基原料35%、鐵基氧化物40%。制備同實施例I。產(chǎn)品成分CaO24%、Al2O3 33%、Fe2O3 38%、其它雜質(zhì)總和 5%。使用在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，分三批向鋼中加入8kg/T鋼的預(yù)熔型化渣脫磷劑產(chǎn)品，成渣快、化渣效果好，冶煉時間與未加化渣脫磷劑的爐次相比縮短2分鐘，終點時鋼水脫磷率達91%。實施例3原料鈣基原料35%、鋁基原料25%、鐵基氧化物40%。制備同實施例I。產(chǎn)品成分CaO33%、Al2O3 24%、Fe2O3 38%、其它雜質(zhì)總和 5%。使用在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，分三批向鋼中加入7kg/T鋼的預(yù)熔型化渣脫磷劑產(chǎn)品，成渣快、化渣效果好，冶煉時間與未加化渣脫磷劑的爐次相比縮短2分鐘，終點時鋼水脫磷率達91%。實施例4施原料鈣基原料26%、鋁基原料27%、鐵基氧化物37%、鋇基原料5%、硼基原料5%。制備同實施例I。產(chǎn)品成分CaO 25%、Al203 26%、Fe20336%、Ba04%、B2034%、其它雜質(zhì)總和5% o使用在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，分三批向鋼中加入7kg/T鋼的預(yù)熔型化渣脫磷劑產(chǎn)品，成渣快、化渣效果好，冶煉時間與未加化渣脫磷劑的爐次相比縮短2. 6分鐘，終點時鋼水脫磷率達93%。實施例5原料鈣基原料30%、鋁基原料30%、鐵基氧化物35%，鋇基原料5%。制備同實施例 I。產(chǎn)品成分CaO 29%、Al2O3 29%、Fe2O3 33%、BaO 4%、其它雜質(zhì)總和 5%。
使用在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，分三批向鋼中加入10kg/T鋼的預(yù)熔型化渣脫磷劑產(chǎn)品，成渣快、化渣效果好，冶煉時間與未加化渣脫磷劑的爐次相比縮短I. 4分鐘，終點時鋼水脫磷率達93%。實施例6原料鈣基原料32%、鋁基原料33%、鐵基氧化物30%、硼基原料5%。制備同實施例 I。產(chǎn)品成分CaO 30%、Al2O3 32%、Fe203 29%、B2034%、其它雜質(zhì)總和 5%。使用在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，分三批向鋼中加入8kg/T鋼的預(yù)熔型化渣脫磷劑產(chǎn)品，成渣快、化渣效果好，冶煉時間與未加化渣脫磷劑的爐次相比縮短2. 4分鐘，終點時鋼水脫磷率達92%。 上述實施例中，鈣基原料的主要成分氧化鈣的含量不小于80%，包括礦物原料如方解石、石灰石，以及富含氧化鈣的工業(yè)廢棄物如電石渣、生石灰粉、造紙白泥、鈣粉中的一種或一種以上；鋁基原料的主要成分氧化鋁的含量不小于70%，包括礦物原料鋁礬土，以及富含氧化鋁的工業(yè)廢棄物如鋁灰、鋁渣中的一種或一種以上；鐵基原料的主要成分氧化鐵的含量不小于90%，包括鋼鐵廠產(chǎn)生的含氧化鐵的副產(chǎn)品與廢棄物如鐵皮、鐵鱗、塵泥、除塵灰中的一種或一種以上。鋇基原料的主要成分氧化鋇或硫酸鋇的含量不小于40%，包括氧化鋇、鋇渣中的一種或一種以上。硼基原料的主要成分氧化硼的含量不小于40%，包括硼砂、硼泥、硼洛中的一種或一種以上。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑，其特征在于，按重量百分比其各原料配比如下鈣基原料20 40%、鋁基原料20 40%、鐵基氧化物30 50% ; 制成的脫磷劑產(chǎn)品中按重量百分比其各組成成分為=CaO 20 40%、Al2O3 20 40%、Fe20330 50%、其它雜質(zhì)總和彡5% ;該產(chǎn)品的物相中CaOnAl2O3彡30%,CaO^nFe2O3彡30%,熔點彡12800C ； 所述鈣基原料的主要成分氧化鈣的含量不小于80%，包括礦物原料如方解石、石灰石，以及富含氧化鈣的工業(yè)廢棄物如電石渣、生石灰粉、造紙白泥、鈣粉中的一種或一種以上； 所述鋁基原料的主要成分氧化鋁的含量不小于70%，包括礦物原料鋁礬土，以及富含氧化鋁的工業(yè)廢棄物如鋁灰、鋁渣中的一種或一種以上； 所述鐵基原料的主要成分氧化鐵的含量不小于90%，包括鋼鐵廠產(chǎn)生的含氧化鐵的副產(chǎn)品與廢棄物如鐵皮、鐵鱗、塵泥、除塵灰中的一種或一種以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑，其特征在于，所述原料中按重量百分比的比例還加入2% 5%的鋇基原料；制成的脫磷劑產(chǎn)品中按重量百分比其各組成成分為CaO 20 40%、Al2O3 20 40%、Fe20330 50%、BaO彡5%、其它雜質(zhì)總和彡5% ;該產(chǎn)品的物相中CaOnAl2O3彡30%, CaOnFe2O3彡30%，熔點彡1280°C ； 所述鋇基原料的主要成分氧化鋇或硫酸鋇的含量不小于40%，包括氧化鋇、鋇渣中的一種或一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑，其特征在于，所述原料中按重量百分比的比例還加入2% 5%的硼基原料；制成的脫磷劑產(chǎn)品中按重量百分比其各組成成分為CaO 20 40%、Al2O3 20 40%、Fe20330 50%、B2O3 ( 5%、其它雜質(zhì)總和彡5% ;該產(chǎn)品的物相中CaOnAl2O3彡30%, CaOnFe2O3彡30%，熔點彡1280°C ； 所述硼基原料的主要成分氧化硼的含量不小于40%，包括硼砂、硼泥、硼渣中的一種或一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑，其特征在于，所述原料中按重量百分比的比例還加入2% 5%的硼基原料；制成的脫磷劑產(chǎn)品中按重量百分比其各組成成分為CaO 20 40%、A1203 20 40%、Fe20330 50%,BaO ( 5%,B2O3 ( 5%、其它雜質(zhì)總和彡5% ;該產(chǎn)品的物相中CaOnAl2O3彡30%, CaOnFe2O3彡30%，熔點彡1280°C ； 所述硼基原料的主要成分氧化硼的含量不小于40%，包括硼砂、硼泥、硼渣中的一種或一種以上。
5.權(quán)利要求I所述一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑的制備和使用方法，其特征在于先將各原料分別制成粒度< 3mm的粉末，再按比例混合，然后加入高溫容器中，熔煉溫度1350 1550°C，充分熔化后，出爐冷卻，經(jīng)破碎，制成20 70mm的塊狀預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑產(chǎn)品，在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，按5 10kg/T 鋼比例分批加入鋼水中即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及煉鋼過程的鋼水冶煉領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)熔型鐵鋁酸鈣復(fù)合化渣脫磷劑及其制備和使用方法，其特征在于，按重量百分比其各原料配比如下鈣基原料20～40%、鋁基原料20～40%、鐵基氧化物30～50%；所述原料中按重量百分比的比例還加入鋇基原料；所述原料中按重量百分比的比例進一步還加入硼基原料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1)熔點低，熔速快，能促進快速成渣、促進鋼水快速脫磷，化渣效果好，縮短冶煉時間，脫磷率可達90%以上，尤其適用于生產(chǎn)低磷鋼和潔凈鋼；2)可取代螢石，提高爐襯壽命；3)降低消耗，提高金屬收得率；4)產(chǎn)品性能穩(wěn)定，不變質(zhì)，無粉化，無氟，便于儲存運輸，污染小，有利環(huán)保。
文檔編號C21C7/064GK102732680SQ20121025472
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者鄭彥 申請人:鄭彥