利用碳酸鈉和鋼渣的高性能壓塊及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓塊及其制造方法，尤其詳細(xì)地涉及一種包含用于脫硫轉(zhuǎn)爐內(nèi)的鋼液的脫硫劑即碳酸鈉和爐渣及粘結(jié)劑的壓塊及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明，提供一種鋼液被出鋼至盛鋼桶之前，在高溫的轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行第一次脫硫，出鋼至盛鋼桶時，借助下落力攪拌而進(jìn)行追加性的脫硫的高效脫硫壓塊。
【專利說明】利用碳酸鈉和鋼渣的高性能壓塊及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及壓塊及其制造方法，尤其詳細(xì)地涉及一種增強鋼液的脫硫效率而提 商鋼液的品質(zhì)，并使減少煉鋼工序而提商效率的壓塊及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 壓塊是將煤炭或焦煤等的粉末捏成的團(tuán)，當(dāng)前回收利用鋼鐵廠的煉鋼工藝中產(chǎn)生 的煉鋼爐渣、煉鋼粉塵等煉鋼工藝副產(chǎn)物制造。
[0003] S卩，鋼鐵廠中的各道工序中產(chǎn)生爐渣或粉塵，由此，進(jìn)行對其回收利用的各種研 究。因爐渣或粉塵包含碳或鐵，因此，通過對其回收利用，可節(jié)省原材料費用，粉塵在煤炭 的運輸?shù)冗^程中產(chǎn)生，爐渣在鑄鐵制造中的廢氣的水集塵等過程中產(chǎn)生。
[0004] 一般而言，因粉塵或爐渣的體積太小，難以直接使用，因此，添加粘結(jié)劑而制造成 為球形后使用，或在粉塵或爐漁中添加粘結(jié)劑，制造成為壓塊后使用。
[0005] 為了控制影響鋼鐵性能的硫磺的含量，在普通煉鐵工藝中，在高爐中生產(chǎn)鐵水之 后，輸送并通過預(yù)處理或Kanvara反應(yīng)工藝而進(jìn)行脫硫處理。此時，完成脫硫作業(yè)的鐵水 被輸送至轉(zhuǎn)爐，在轉(zhuǎn)爐中裝入廢鐵和鐵水等主要原料，并從上方吹入高壓氧，并從下方強 制吹入惰性氣體，而執(zhí)行吹煉作業(yè)。
[0006] 完成吹煉作業(yè)時出鋼的鋼液被容納于盛鋼桶。此時，為了去除鋼液中殘存的硫 磺成分，向盛鋼桶內(nèi)投入如脫硫石灰（CaO)等輔助原料和為提高脫硫效率的脫硫劑的螢石 (fluorite)等。之后，為了促進(jìn)反應(yīng)，向鋼液中注入高壓氬氣。使在該盛鋼桶內(nèi)產(chǎn)生強制循 環(huán)攪拌力，而進(jìn)行去除鋼液內(nèi)硫磺成分的反應(yīng)。
[0007] 此現(xiàn)有的方法，向鋼液施加人為的攪拌力的方法，S卩，向容納有鋼液的盛鋼桶的 上部及下部吹入氬氣的方法，采取了將從盛鋼桶的上部吹入氣體的槍下降并浸入金屬液之 后，將氬氣吹入金屬液內(nèi)，并將供給氣體的裝置連接于盛鋼桶的下部，將氣體從鋼液的下 部吹入的方式。
[0008] 此類人為反應(yīng)促進(jìn)方法因投入鋼液的石灰和硫磺的反應(yīng)效率低，而使脫硫效率極 其低下，并且，用于將人為的攪拌力施加至盛鋼桶的氣體吹入時間被要求長達(dá)10多分鐘， 因此，成為使整體煉鋼工藝的生產(chǎn)力低下的原因。
[0009] 并且，此方式具有如下問題：將惰性氬氣直接注入鋼液內(nèi)，從而急劇地降低作業(yè)溫 度。因此，為了克服此問題，要求必須提高轉(zhuǎn)爐的作業(yè)最終溫度，才能出鋼的追加性工藝。
[0010] 并且，對于向盛鋼桶投入螢石而脫硫的現(xiàn)有的方式，存在如下缺點：因相互化學(xué) 反應(yīng)而使?fàn)t渣中含有氟，由此，無法回收利用爐渣。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] (專利文獻(xiàn) 1)KR2011-0052086A1


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 技術(shù)課題
[0015] 本發(fā)明提供一種直接投入熔融有鋼液的轉(zhuǎn)爐，而提高鋼液的脫硫能力的壓塊及其 制造方法。
[0016] 本發(fā)明提供一種直接投入熔融有鋼液的轉(zhuǎn)爐，而防止因鋼液內(nèi)被吹入氬氣而導(dǎo)致 溫度下降的壓塊及其制造方法。
[0017] 本發(fā)明提供一種直接投入熔融有鋼液的轉(zhuǎn)爐，而不向盛鋼桶投入螢石，也能有效 地脫硫的壓塊及其制造方法。
[0018] 本發(fā)明提供一種有效地改善工藝，而縮短作業(yè)時間的壓塊及其制造方法。
[0019] 技術(shù)方案
[0020] 本發(fā)明的實施例的壓塊包括：用于在轉(zhuǎn)爐內(nèi)去除硫磺的脫硫劑即碳酸鈉和爐渣及 粘結(jié)劑。
[0021] 包含于本發(fā)明的壓塊的所述碳酸鈉和爐渣及粘結(jié)劑，其特征在于：包含5?7:1? 2:0. 8?1的重量比。
[0022] 包含于本發(fā)明的壓塊的所述爐渣，其特征在于：包含Al203、Si02、Ca0、Fe0&Mg0* 的至少某一種。
[0023] 并且，所述爐渣另外包含Na2O3I至20重量％。
[0024] 包含于本發(fā)明的壓塊的所述粘結(jié)劑，其特征在于：包含膨潤土、沸石、硅膠、磷酸 鋁、水玻璃、水泥、糖漿或淀粉中的至少某一種。
[0025] 本發(fā)明的實施例的壓塊的制造方法，包含如下步驟：準(zhǔn)備碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑； 混合所述碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑，制造原料；將所述原料模壓成型；將所述模壓成型的原料 進(jìn)行干燥及固化處理。
[0026] 本發(fā)明的壓塊制造方法，其特征在于：所述碳酸鈉和爐渣及粘結(jié)劑的混合以5? 7:1?2:0. 8?1的重量比進(jìn)行。
[0027] 本發(fā)明的壓塊制造方法，其特征在于：所述爐渣，包含Al203、Si02、Ca0、Fe0及MgO 中的至少某一種。
[0028] 并且，所述爐渣另外包含Na2O3I至20重量％。
[0029] 本發(fā)明的壓塊制造方法，其特征在于：所述粘結(jié)劑包含膨潤土、沸石、硅膠、磷酸 鋁、水玻璃、水泥、糖漿或淀粉中的至少某一種。
[0030] 本發(fā)明的壓塊制造方法，其特征在于：所述模壓成型的原料的干燥及固化處理進(jìn) 行18至30小時。
[0031] 有利效果
[0032] 根據(jù)利用本發(fā)明的壓塊的鋼液精煉方法，將壓塊投入至熔融有鋼液的轉(zhuǎn)爐，開始 第一次脫硫工藝，出鋼至盛鋼桶的期間，借助鋼液的自由下落力而產(chǎn)生的力進(jìn)行攪拌，與 新投入于未反應(yīng)鋼液及鋼液的石灰及添加爐渣進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)行第二次脫硫工藝。
[0033] 因此，不增加現(xiàn)有技術(shù)中必須的人為地向鋼液施加的攪拌力的其它工藝，也可進(jìn) 行，因此，可提高工藝效率及生產(chǎn)效率。
[0034] 并且，可防止發(fā)生為了向鋼液施加強制攪拌力，因注入所吹入的高壓的氬氣的現(xiàn) 有的工藝，而導(dǎo)致鋼液的溫度下降的問題。
[0035] 而且，不使用為提1?當(dāng)如鋼液脫硫效率而所投入的螢石等，也能提1?脫硫效率， 因此，避免發(fā)生反應(yīng)之后爐渣內(nèi)含有大量的氟的問題，從而，極大提高了工藝后的爐渣回 收利用率。
[0036] 并且，顯著減少在出鋼之后，因在盛鋼桶內(nèi)投入碳酸鈉及反應(yīng)時所發(fā)生的CO2氣 體，導(dǎo)致干擾作業(yè)人員視野現(xiàn)象，從而，改善了出鋼時的作業(yè)穩(wěn)定性及作業(yè)準(zhǔn)確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 圖1為顯示本發(fā)明的實施例的壓塊制造方法的順序圖；
[0038] 圖2為簡要顯示本發(fā)明的實施例的鋼液的精煉順序的順序圖。

【具體實施方式】
[0039] 下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行更詳細(xì)地說明。但本發(fā)明并非現(xiàn)定于在此 顯示的實施例，可以各種形態(tài)實現(xiàn)，本實施例作為本發(fā)明的公開實施例，闡明用于使本發(fā) 明所屬范圍內(nèi)的普通技術(shù)人員理解本
【發(fā)明內(nèi)容】
。附圖上相同的符號表示相同的要素。
[0040] 本發(fā)明的實施例的壓塊包含作為脫硫劑的碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑。
[0041] 在本發(fā)明中，所述碳酸鈉（sodaash;Na2CO3)是以化學(xué)組合Na 2CO3而被熟知的物 質(zhì)，為具有99. 9%以上的既定組合的原料。此類碳酸鈉在本發(fā)明的壓塊中，與鋼液內(nèi)的硫磺 或磷進(jìn)行反應(yīng)而起到清除爐渣的作用。其具體反應(yīng)如下。
[0042] Na2C03+S - CCHNa2S
[0043] 對包含于本發(fā)明的壓塊的碳酸鈉的含量未做特別限定，但碳酸鈉的含量過多或 過少時，與爐渣反應(yīng)量少，由此，與鋼液中的硫磺或磷的反應(yīng)不能充分進(jìn)行，而突出了只增 加爐渣的量而無法有效地制造的問題。因此，本發(fā)明中，被制造的壓塊的整體重量中，要求 包含碳酸鈉達(dá)50重量％以上，優(yōu)選地，包含50至70重量％。根據(jù)此類碳酸鈉的含量，在從 轉(zhuǎn)爐出鋼之前被投入而進(jìn)行第一次脫硫時，非常有效。但，所述碳酸鈉的含量根據(jù)制造的 鋼的種類，可從所述含量范圍中進(jìn)行適當(dāng)選擇。
[0044] 在本發(fā)明中，所述爐渣（slag)，是借助進(jìn)行第二次精煉時，用于保溫鋼液且吸附 鋼中的雜質(zhì)而使用的釬劑，而在鐵水上生成，主要成分包括A1 203、Si02、CaO、FeO及MgO中 的至少某一種構(gòu)成。
[0045] 并且，所述爐渣除上述所述主要成分之外，另外還包含Na2O3。但，包含所述Na 2O3 時，其含量為1至20重量％，優(yōu)選地，包含5至20重量％。Na2O3不被包含在上述范圍時，改 變利用最后制造的壓塊的鋼液的最后組合，由此，發(fā)生無法符合最后鋼的硬度的問題。
[0046] 對于包含于本發(fā)明的壓塊的爐渣的含量，如上述所述的碳酸鈉一樣未做特別限 定，但轉(zhuǎn)爐內(nèi)的第一次脫硫工藝中，考慮借助碳酸鈉的脫硫反應(yīng)為主要反應(yīng)時，爐渣的含 量越少，而提高脫硫效率，相反地，爐渣的含量越多，所制造的壓塊懸浮于爐渣層，由此，造 成在爐渣表面進(jìn)行反應(yīng)的脫硫效果減半的問題。此外還發(fā)生如下問題，因壓塊內(nèi)碳酸鈉的 含量少，不能充分得到所需的脫硫和脫磷的反應(yīng)效率。
[0047] 因此，在本發(fā)明中，成比例包含所述爐渣的含量與所述碳酸鈉的含量。具體地， 所述爐渣與碳酸鈉以1?2:5?7的重量比，優(yōu)選地，1?1. 5:5. 5?6. 5的重量比，更 優(yōu)選地1?1. 2:5. 5?6的重量比，最優(yōu)選地，1:5. 5的重量比包含于本發(fā)明的壓塊。
[0048] 在本發(fā)明中，粘結(jié)劑（Binder)是一種增加壓塊的粘度，混合為易于使碳酸鈉和爐 渣相互反應(yīng)的狀態(tài)，起到使發(fā)生凝聚作用的物質(zhì)。此類粘結(jié)劑可選擇膨潤土、沸石、硅膠、磷 酸鋁、水玻璃、水泥、糖漿或淀粉中的至少某一種。
[0049] 包含于本發(fā)明的壓塊的粘結(jié)劑大量含有時，在壓塊的制造工藝中，因包含于粘結(jié) 劑的成分等而改變鋼液的最后組合，由此產(chǎn)生無法符合最后鋼的硬度的問題。因此，優(yōu)選 地，粘結(jié)劑凝聚為相互混合有碳酸鈉和爐渣的狀態(tài)，含有能順暢執(zhí)行反應(yīng)程度的量。具體 地，本發(fā)明中的粘結(jié)劑含量與碳酸鈉的含量對比，包含0.8?1:5?7的重量比，優(yōu)選地 0.8?1:5. 5?6. 5的重量比，更優(yōu)選地0.8?1:5. 5?6的重量比，最優(yōu)選地0.8:5. 5 的重量比。
[0050] 下面，參照圖1，對本發(fā)明的壓塊制造方法進(jìn)行說明。
[0051] 本發(fā)明的實施例的壓塊的制造方法，包括以下步驟：準(zhǔn)備碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑 (SlO);混合所述準(zhǔn)備的碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑，制造壓塊原料（S20);將所述制造的壓塊原 料模壓成型（S30);及將所述成型的壓塊原料進(jìn)行干燥及固化處理（S40)。
[0052] 更具體地，首先準(zhǔn)備作為用于制造本發(fā)明的壓塊的成分的碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑 (SlO)。
[0053] 其次，將所述SlO步驟中所準(zhǔn)備的碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑以5?7:1?2:0. 8?1 的重量比，優(yōu)選地5. 5?6. 5:1?1.5:0. 8?1的重量比，更優(yōu)選地5. 5?6:1 :1.2:0. 8? 1的重量比，最優(yōu)選地5. 5:1:0. 8的重量比進(jìn)行混合，而制造壓塊原料（S20)。
[0054] 之后，將以所述成分及重量比所制造的壓塊原料模壓成型（S30)。所述壓塊原料 的模壓成型在本發(fā)明所適用的【技術(shù)領(lǐng)域】中，一般施加使用的320至400psi的壓力進(jìn)行。根 據(jù)此類模壓成型，壓塊原料具有既定硬度。
[0055] 如上所述成型的壓塊原料在經(jīng)過干燥及固化處理步驟（S40)之后，制造為最后的 壓塊。此時，經(jīng)過干燥及固化工藝的步驟原因為制造之后的壓塊的承壓硬度低于適于輸送 及作業(yè)的程度，而無法立即使用于精煉。此類干燥及固化時間為18小時以上，優(yōu)選地18 至30小時，更優(yōu)選地18至24小時，一定溫度以上，利用優(yōu)選地20至40°C的暖風(fēng)而進(jìn)行 干燥及固化處理。
[0056] 下面，參照圖2對本發(fā)明的實施例的鋼液精煉方法進(jìn)行說明。此時，本發(fā)明的實 施例的鋼液精煉方法是指利用如上所述制造的壓塊的精煉方法。
[0057] 本發(fā)明的實施例的鋼液精煉方法包括以下工藝：在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉過程之后，投入 壓塊的第一次脫硫工藝（S100);出鋼至盛鋼桶的工藝（S200);及出鋼之后，向盛鋼桶追加 投入石灰及爐渣的第二次脫硫工藝（S300)。即，將鋼液從轉(zhuǎn)爐出鋼至盛鋼桶之前，壓塊被 投入且出鋼時，借助下落力而進(jìn)行攪拌，從而促進(jìn)反應(yīng)，之后，投入石灰和爐渣，完成去除 另外的硫橫。
[0058] 進(jìn)行更具體地說明時，首先鐵水被從高爐轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)爐，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)經(jīng)過與高壓氧反 應(yīng)的吹煉過程而制造成鋼液。
[0059] 在轉(zhuǎn)爐中完成鋼液的吹煉過程之后，投入壓塊而開始第一次脫硫工藝（S100)。在 高溫的轉(zhuǎn)爐中，因碳酸鈉和硫磺或磷進(jìn)行強烈的反應(yīng)，而與火焰一起產(chǎn)生CO 2，此時進(jìn)行高 效的第一次脫硫工藝。
[0060] 完成強烈的第一次脫硫反應(yīng)時，傾斜轉(zhuǎn)爐，將轉(zhuǎn)爐內(nèi)的鋼液出鋼至盛鋼桶 (S200)。此時進(jìn)行借助下落力對鋼液的攪拌，未反應(yīng)的下部鋼液和碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)，再一次 提高脫硫效率。在進(jìn)行出鋼時，因碳酸鈉的反應(yīng)而產(chǎn)生的強烈的CO2生成反應(yīng)已在轉(zhuǎn)爐進(jìn) 行，因此，不干擾作業(yè)者的視野，從而不妨礙出鋼作業(yè)。
[0061] 并且，在所述出鋼工藝中，尤其從開始出鋼工藝之后起，存在時間間隔，且將石 灰和爐渣追加投入盛鋼桶而開始第二次脫硫反應(yīng)（S300)。此時，被投入的石灰的量，根據(jù) 出鋼的鋼液的鋼的種類，而以各不相同的量被投入盛鋼桶，優(yōu)選地，每Ikg鋼液投入1至 5g，更優(yōu)選地，1至3g的量。并且，爐渣以石灰的投入量的10至20重量％被投入。例如， 向鋼液投入IOOkg的石灰時，爐渣被投入10至20kg。投入的爐渣的量不足10重量％時，存 在第二次脫硫反應(yīng)低的問題，超過20重量％時，與投入量相比，第二次脫硫反應(yīng)的效果甚 微，而不經(jīng)濟(jì)。
[0062] 在出鋼中完成石灰和爐渣的投入之后，持續(xù)進(jìn)行鋼液的出鋼一定時間，因此類持 續(xù)性的下落力而進(jìn)行的攪拌，而持續(xù)攪拌盛鋼桶內(nèi)的鋼液，從而，提高脫硫效率（S400)。 [0063] 下面，通過實驗實施例，對本發(fā)明進(jìn)行更具體地說明。
[0064][表1]為對現(xiàn)有的壓塊投入方式和本發(fā)明的壓塊投入方式的脫硫效率進(jìn)行的實 驗結(jié)果，顯示對于各個投入方式和量的脫硫結(jié)果。
[0065]【表1】

【權(quán)利要求】
1. 一種壓塊，該壓塊包含用于在轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼液脫硫的脫硫劑即碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑， 其特征在于： 所述爐渣包含A1203、Si02、CaO、FeO及MgO中的至少某一種和Na 203，所述Na203包含1 至20重量％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓塊，其特征在于： 所述碳酸鈉和爐渣及粘結(jié)劑為5?7:1?2:0. 8?1的重量比。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓塊，其特征在于： 所述粘結(jié)劑包含膨潤土、沸石、硅膠、磷酸鋁、水玻璃、水泥、糖漿或淀粉中的至少一種。
4. 一種壓塊的制造方法，其特征在于， 包括以下步驟： 準(zhǔn)備碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑，其中，所述爐渣，包含Al203、Si02、Ca0、Fe0及MgO中的至少 某一種和Na203，且所述Na203含有1至20重量％; 混合所述碳酸鈉、爐渣及粘結(jié)劑，制造原料； 將所述原料模壓成型； 將所述模壓成型的原料進(jìn)行干燥及固化處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓塊的制造方法，其特征在于： 所述碳酸鈉和爐渣及粘結(jié)劑為5?7:1?2:0. 8?1的重量比。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓塊的制造方法，其特征在于： 所述粘結(jié)劑包含膨潤土、沸石、硅膠、磷酸鋁、水玻璃、水泥、糖漿或淀粉中的至少某一 種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓塊的制造方法，其特征在于： 所述干燥及固化的處理步驟進(jìn)行18至30小時。
【文檔編號】C21C7/064GK104294007SQ201410139037
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】蘇在悍, 高炳俊 申請人:Sic株式會社