氧化物煉鋼的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氧化物煉鋼的方法，其包括：在向鋼包中出半鋼的過(guò)程中，將1.5～6.0kg/(t半鋼)的硅鐵加入到鋼包；向電弧爐中加入用于煉鋼的混料和金屬料，所述混料為氧化鎵與石灰以一定比例混合所得的混合物，所述金屬料由熔融狀態(tài)的鐵水與固體鋼鐵料構(gòu)成，其中，基于金屬料的總重量，鐵水的含量介于50wt％～60wt％之間，石灰的含量占混料的總重量的比重≥25wt％。煉鋼工藝流程更簡(jiǎn)便，產(chǎn)品質(zhì)量和鎵回收率顯著提高，成本較低。
【專利說(shuō)明】氧化物煉鋼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金鋼鐵冶煉領(lǐng)域，尤其涉及一種氧化鎵電弧爐煉鋼的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)鎵礦資源儲(chǔ)量豐富，冶煉含鎵合金鋼的傳統(tǒng)方法是先將鎵礦冶煉成鐵合金，再將鐵合金加入鋼液中合金化，然而，傳統(tǒng)的工藝流程存在諸如能耗高、鎵回收率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)，近些年直接合金化煉鋼正逐步引起研究關(guān)注。但是，目前采用氧化鎵直接合金化技術(shù)進(jìn)行冶煉的廠家，普遍以廢鋼作為原料，氧化鎵的還原反應(yīng)速度較慢，廢鋼熔清時(shí)仍有少量鎵沒(méi)有還原，使冶煉周期增長(zhǎng)；倘若氧化鎵的加入量較大，在冶煉時(shí)反應(yīng)激烈，容易引起爐渣的沸騰；并且在熔煉過(guò)程中較難控制鎵的揮發(fā)，導(dǎo)致鎵回收率降低，因此現(xiàn)有的直接合金化技術(shù)多見(jiàn)于冶煉低鎵合金鋼，而對(duì)于高鎵合金鋼的報(bào)道較為少見(jiàn)。我國(guó)廢鋼資源緊張，電能成本又很昂貴，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)的冶煉工藝，擴(kuò)大鎵氧化物的加入量，提高鎵合金元素的回收率，同時(shí)提高煉鋼的各項(xiàng)技術(shù)、質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，通過(guò)優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)來(lái)精簡(jiǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和鎵回收率，并且該方法適用于冶煉各種鎵含量的合金鋼。
[0004]本發(fā)明提供一種氧化物煉鋼的方法，其包括如下步驟:在向鋼包中出半鋼的過(guò)程中，將1.5~6.0kg/ (t半鋼)的硅鐵加入到鋼包；向電弧爐中加入用于煉鋼的混料和金屬料，所述混料為氧化鎵與石灰以一定比例混合所得的混合物，所述金屬料由熔融狀態(tài)的鐵水與固體鋼鐵料構(gòu)成，其中，基于金屬料的總重量，鐵水的含量介于50wt%~ 60wt%之間，石灰的含量占混料的總重量的比重> 25wt%。
[0005]進(jìn)一步地，所述固體鋼鐵料為廢鋼、生鐵、罐幫、罐鐵、渣鋼和壓塊中的一種或多種。
[0006]進(jìn)一步地，所述氧化鎵為氧化鎵粉、氧化鎵顆粒和氧化鎵塊中的一種或多種。
[0007]進(jìn)一步地，混料與金屬料的重量比為1: 40~1: 80。
[0008]進(jìn)一步地，電弧爐中氧化鎵還原反應(yīng)的溫度控制為700°C~2000°C。
[0009]進(jìn)一步地，在布料時(shí)，先加入混料再加入固體鋼鐵料最后兌入鐵水。
[0010]進(jìn)一步地,所述混料的粒徑< 70mm。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，煉鋼工藝流程更簡(jiǎn)便，產(chǎn)品質(zhì)量和鎵回收率顯著提高，成本較低。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。
[0013]本發(fā)明提供一種氧化鎵合金煉鋼的方法，所述方法包括:在向鋼包中出半鋼的過(guò)程中，將1.5~6.0kg/ (t半鋼)的硅鐵加入到鋼包；向電弧爐中加入混料和金屬料，所述混料為氧化鎵與石灰的混合物，所述金屬料由鐵水與固體鋼鐵料構(gòu)成，其中，基于金屬料的總重量，鐵水的含量介于50wt%~60wt%之間。根據(jù)本發(fā)明對(duì)于原料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，金屬料采用鐵水熱裝以部分替代廢鋼等固體鋼鐵料。
[0014]煉鋼領(lǐng)域常用的鐵水通常都含有3%左右的碳、0.42%左右的硅和0.50%左右的錳，這些化學(xué)成分能夠?yàn)榉磻?yīng)提供足夠的還原劑，因此，本發(fā)明不需要再加入碳粉或碳化硅等還原劑就可以保持爐內(nèi)的還原氣氛。鐵水作為一種較純凈的金屬爐料，不含有廢鋼中那么多的雜質(zhì)元素，鐵水帶來(lái)的物理熱還會(huì)加速固體鋼鐵料中的水份蒸發(fā)，促使熔池提前形成，C-O反應(yīng)產(chǎn)生的CO氣體有更充分的時(shí)間去除氮、氫等有害氣體和夾雜物，使鋼水中的化學(xué)成分更穩(wěn)定，提高鋼水的質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氧化鎵可以通過(guò)與石灰相混合的方式與固體鋼鐵料一同加入電弧爐內(nèi)，石灰的作用是通過(guò)與氧化鎵結(jié)合生成鎵酸鈣，從而抑制氧化鎵的揮發(fā)，提高鎵的回收率。本發(fā)明在混料時(shí)，石灰的加入量不低于氧化鎵與石灰的混合物總重量的25wt%。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氧化鎵與石灰可以先破碎成塊狀，然后按照比例采取機(jī)械混合，優(yōu)選地，混料的粒徑< 50_。然而，本發(fā)明不限于此，所述混料可以為粉狀、顆?；驂K狀，并且由于氧化鎵中含有部分氧化鈣，而氧化鈣為石灰的主要成分，因此石灰的實(shí)際加入量還可略為降低。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混料與金屬料按重量比1: 40~1: 80投料，氧化鎵的加入量由冶煉合金鋼的鎵含量決定，石灰的加入量根據(jù)鐵水及固體鋼鐵料的磷含量進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)入爐金屬料磷含量的高或者低，適當(dāng)增大或者減小混料中石灰的加入量。其中，冶煉鋼種的鎵含量不會(huì)對(duì)石灰的加入量造成影響，因?yàn)槊摿缀鸵睙捲煸枰氖伊窟h(yuǎn)大于混料所要求的石灰量，即便是冶煉高鎵鋼，石灰加入量也遠(yuǎn)大于混料的25wt%的目標(biāo)要求。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氧化鎵的熔點(diǎn)只有795°C，而鐵水溫度一般超過(guò)1200°C，兌入鐵水之后，加上電弧爐內(nèi)留鋼留渣操作積蓄的熱量，爐內(nèi)溫度能快速升至氧化鎵熔點(diǎn)以上，爐溫超過(guò)700°C反應(yīng)即可進(jìn)行，因此電弧爐加熱的意義僅在于使固體鋼鐵料加快熔化。本發(fā)明的電弧爐氧化鎵還原反應(yīng)溫度優(yōu)選在700°C~2000°C。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以先加入氧化鎵與石灰的混料，再加入固體鋼鐵料最后兌入鐵水，這種由輕及重、先涼后熱的加料順序易于石灰的熔化和造渣，同時(shí)鐵水對(duì)爐內(nèi)混合物料的沖刷、攪拌亦可加速反應(yīng)進(jìn)程。如果先兌入鐵水后加入混料和固體鋼鐵料，由于混料的密度較低不易成渣，氧化鎵在投入高溫鐵水的瞬間易急劇燒損揮發(fā)，使鎵回收率降低。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述氧化鎵可以為氧化鎵粉、氧化鎵顆粒和氧化鎵塊中的至少一種。優(yōu)選為氧化鎵顆?；蜓趸墘K，采用氧化鎵粉可增大接觸面積、加快反應(yīng)速度，但需注意控制氧化鎵的揮發(fā)。
[0017]本發(fā)明還提供一種煉鋼廢水處理劑，包括以下重量份的原料:聚丙烯酰胺25份、氫氧化鈉15份、碳酸鈉2份、氧化鎂粉15份、聚硅硫酸鐵10份、季銨鹽木質(zhì)素絮凝劑20份、鈉基膨潤(rùn)土 20份、氨基三甲叉膦酸2份、二乙烯三胺五乙酸五鈉5份、聚天冬氨酸20份、聚合氯化鋁12份。一種煉鋼廢水處理劑的制備方法，包括以下制備步驟:A、將除季銨鹽木質(zhì)素絮凝劑、二乙烯三胺五乙酸五鈉外的其余原料依次加入容器中，攪拌均勻、在投入使用前，加入季銨鹽木質(zhì)素絮凝劑、二乙烯三胺五乙酸五鈉，攪拌10分鐘；制得煉鋼廢水處理劑。綜上所述，本發(fā)明的方法省去了冶煉鐵合金的工序，降低冶煉鎵合金鋼工藝流程的整體能耗，提高資源利用率，從而能夠降低環(huán)境負(fù)荷，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本發(fā)明可應(yīng)用于低鎵合金鋼到高鎵合金鋼的冶煉，特別對(duì)于冶煉高鎵合金鋼，采用本發(fā)明所述的方法可使鎵回收率達(dá)90%以上。
[0018]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上 的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化物煉鋼的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 在向鋼包中出半鋼的過(guò)程中，將1.5~6.0kg/(t半鋼)的硅鐵加入到鋼包； 向電弧爐中加入用于煉鋼的混料和金屬料，所述混料為氧化鎵與石灰以一定比例混合所得的混合物，所述金屬料由熔融狀態(tài)的鐵水與固體鋼鐵料構(gòu)成，其中，基于金屬料的總重量，鐵水的含量介于50wt%~60wt%之間，石灰的含量占混料的總重量的比重> 25wt%。
2.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，所述固體鋼鐵料為廢鋼、生鐵、罐鐵、渣鋼和壓塊中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，所述氧化鎵為氧化鎵粉、氧化鎵顆粒和氧化鎵塊中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，混料與金屬料的重量比為1: 40 ~1: 80。
5.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，電弧爐中氧化鎵還原反應(yīng)的溫度控制為700°C~2000°C。
6.如權(quán)利要求 1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，在布料時(shí)，先加入混料再加入固體鋼鐵料最后兌入鐵水。
7.如權(quán)利要求1所述的氧化物煉鋼的方法，其特征在于，所述混料的粒徑<70mm。
【文檔編號(hào)】C21C5/52GK104017936SQ201410256427
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】沈玉忠 申請(qǐng)人:張家港市錦豐潤(rùn)爾發(fā)五金塑料廠