石灰石用于煉鋼脫氧的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石灰石用于煉鋼脫氧的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電爐或者轉(zhuǎn)爐煉鋼，是以廢鋼或者鐵水為主原料進(jìn)行的。電爐和轉(zhuǎn)爐煉鋼的任務(wù)是利用電能、鐵水的物理熱和化學(xué)熱加熱廢鋼或者鐵液，將它們升溫到滿足冶金物理化學(xué)反應(yīng)條件的溫度下，然后通過(guò)氧化的工藝方法，去除廢鋼中間的P、S、N、H、Si等有害雜質(zhì)，將它們轉(zhuǎn)化為氧化物，這些氧化物的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鐵液的比重，在煉鋼過(guò)程中的脫碳反應(yīng)和攪拌氣體等外力的作用下，熔池內(nèi)的鐵液會(huì)產(chǎn)生自下而上的運(yùn)動(dòng)，這些夾雜物在浮力的作用下，在熔池的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中隨著運(yùn)動(dòng)的鐵液到達(dá)煉鋼熔爐熔池內(nèi)鐵液的頂部，成為鋼渣從鐵液內(nèi)部去除。另外一方面，脫碳反應(yīng)產(chǎn)生的C0和C02氣泡，也將這些脫氧產(chǎn)物粘附在氣泡膜表面(N、H進(jìn)入氣泡內(nèi)部)，在氣泡逸出鐵液內(nèi)部的時(shí)候，將這些大部分夾雜物帶出鐵液內(nèi)部，進(jìn)入爐渣，成為鋼渣的一部分，達(dá)到去除的目的。
[0003]這種煉鋼的工藝，由于采用吹氧或者使用鐵礦石等氧化劑，造成轉(zhuǎn)爐或者電爐內(nèi)的鋼液含有一定量的溶解氧，由于溶解氧存在于鋼水中間或者鋼坯中間，會(huì)影響鋼材的性能，所以在出鋼過(guò)程中必須使用脫氧劑或者脫氧合金對(duì)于鋼液進(jìn)行脫氧。
[0004]脫氧劑或者脫氧合金脫氧后，有部分的合金元素或者脫氧劑物質(zhì)與鋼液中間的溶解氧反應(yīng)，生成的氧化物存在于鋼液內(nèi)部，如果不加以去除，對(duì)于鋼水的可澆性和鋼材的性能有不利的影響，所以煉鋼脫氧過(guò)程中必須采用吹氬等手段，將這些氧化物盡可能的從鋼液內(nèi)部加以去除，這就是煉鋼過(guò)程中的脫氧工藝。
[0005]煉鋼的脫氧工藝，除了使用金屬脫氧劑和合金外，還使用石灰等渣輔料，目的是讓這些渣輔料與脫氧的產(chǎn)物成為大顆粒的化合物，有利于它們從鋼液內(nèi)部上浮去除。為了加速以上鋼液內(nèi)部產(chǎn)生的夾雜物上浮，目前最為有效的方法之一就是通過(guò)吹氬的方法，在鋼液內(nèi)部形成一個(gè)個(gè)小氣泡，夾雜物粘附在這些小氣泡的氣泡膜表面，或者尾隨著這些小氣泡，通過(guò)這些氣泡的上浮，這些夾雜物進(jìn)入鋼液頂部的鋼渣內(nèi)，達(dá)到去除的目的。
[0006]檢索文獻(xiàn)披露:(1)寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵股份有限公司的俞海明在2012年在冶金工業(yè)出版社出版的《轉(zhuǎn)爐鋼水的爐外精煉技術(shù)》一書中間有“脫氧產(chǎn)物主要是依靠吹氬過(guò)程中，氬氣產(chǎn)生的大氣泡尾流和小氣泡粘附夾雜物兩種方式加以去除”的內(nèi)容表述；(2)王立濤，薛正良等人在2005年第3期的《鋼鐵研究學(xué)報(bào)》上刊登的題為“鋼包爐吹氬與夾雜物去除”的論文中間有“鋼包底吹氬條件下鋼液中夾雜物的去除主要依靠氣泡的浮選作用，即夾雜物與氣泡碰撞并粘附在氣泡壁上，然后隨氣泡上浮而被去除。”的內(nèi)容表述，以及“顯然，大顆粒夾雜物更容易被氣泡捕獲，而小氣泡比大氣泡更有利于捕獲夾雜物。采用高強(qiáng)度吹氬，只能使氣泡粗化而達(dá)不到有效去除夾雜物的目的”的內(nèi)容表述。(3)李鎮(zhèn)，王曉峰等人在“第八屆(2011)中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集”上公布的題為“鞍鋼高效率、低成本潔凈鋼生產(chǎn)平臺(tái)建立”論文中間有“反應(yīng)誘發(fā)微小異相去除細(xì)小夾雜物工藝是一種成本低、效率高、簡(jiǎn)便易行的潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)，它可以顯著降低純凈鋼中非金屬夾雜物數(shù)量?！钡膬?nèi)容表述。(4)鄭淑國(guó)，朱苗勇于2008年在《鋼鐵研究學(xué)報(bào)》第6期雜志上刊登的題為“偏心底吹氬鋼包內(nèi)夾雜物行為的物理模擬”論文中間，有“較小氣量在8min內(nèi)可將絕大部分的模擬夾雜物去除，而較大氣量則需要16min才能去除絕大部分的模擬夾雜物，所有氣量在28min內(nèi)可將能夠去除的模擬夾雜物幾乎全部去除。在相對(duì)較短的吹氣處理時(shí)間內(nèi)，較小氣量的去夾雜效果要優(yōu)于較大氣量?？傮w上看，存在一個(gè)獲得去夾雜較佳效果的氣量范圍?！钡膬?nèi)容表述。(5)李立民，俞海明等人與2013年在《新疆鋼鐵》雜志上刊登的題為“LF精煉爐除塵灰用于煉鋼脫氧的工藝試驗(yàn)”論文中間有“鈣質(zhì)脫氧劑和石灰、螢石粒度在3?50_，恪解的速度較慢，難以充分利用，采用這種脫氧模式，鋼包頂渣內(nèi)存在沒(méi)有熔化的石灰現(xiàn)象很常見?！钡膬?nèi)容表述。
[0007]通過(guò)這些文獻(xiàn)的表述可知:(1)通過(guò)吹氬去除夾雜物的方法，控制難度較大，而采用小氣泡粘附去除夾雜物的方法則相對(duì)比較有效。(2)煉鋼脫氧加入的石灰等鈣質(zhì)脫氧材料存在熔解速度慢，參與反應(yīng)的能力較弱之缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種石灰石用于煉鋼脫氧的方法，在使用過(guò)程中既能夠產(chǎn)生粘附脫氧產(chǎn)物的小氣泡，又能夠在分解產(chǎn)生小氣泡的同時(shí)，分解產(chǎn)生氧化鈣小顆粒，快速與脫氧產(chǎn)物反應(yīng)，生成大顆粒的脫氧產(chǎn)物的物質(zhì)，使得使用該物質(zhì)后，脫氧產(chǎn)物能夠更加容易的從鋼液內(nèi)部去除的目的。
[0009]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種石灰石用于煉鋼脫氧的方法，將石灰石加工到粒度為1?50_，替代傳統(tǒng)煉鋼使用的石灰，與脫氧合金或者脫氧劑配合使用，其中粒度為10mm以下的石灰石顆粒使用袋裝手投加入使用，粒度為10mm以上的石灰石顆粒，采用從料倉(cāng)加入的方式使用；使用量在噸鋼1.5?10kg，用于煉鋼脫氧。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)原理基于以下的兩個(gè)創(chuàng)新點(diǎn):
1、能夠產(chǎn)生大量彌散分布的0)2氣泡吸附夾雜物上浮。煉鋼鋼水從轉(zhuǎn)爐或者電爐倒出到鋼包時(shí)，溫度在1823?2023K (1550?1750°C )，而石灰石的分解溫度區(qū)間為900?1200K，將石灰石破碎到1?50_，在電爐或者轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧的時(shí)候，加入到鋼液內(nèi)部，石灰石在鋼液中間受熱，能夠迅速產(chǎn)生分解反應(yīng)，碎裂成為一個(gè)個(gè)小顆粒，分解出諸多的0)2小氣泡，參與粘附夾雜物去除的反應(yīng)。每1kg的石灰石分解，產(chǎn)生0.27m3的C0 2氣體，能夠分解成4.2X 105個(gè)左右，能夠有效吸附夾雜物的氣泡，直徑為20 μπι的小氣泡。其中的反應(yīng)方程式如下:
CaC03 — Ca0+C02 ?
2、石灰石分解后的氧化鈣能夠更快的參與脫氧反應(yīng)。石灰石加入到鋼水內(nèi)部，因?yàn)闊醾鬟f是從石灰石顆粒的外面往里面進(jìn)行的，所以分解反應(yīng)也應(yīng)該是由表及里地逐層發(fā)生。受熱分解的C02氣體從石灰石顆粒內(nèi)逸出時(shí)，碎裂成為一個(gè)個(gè)小顆粒，而且這些小顆粒內(nèi)形成一個(gè)個(gè)氣體小通道，使得在鋼液內(nèi)部形成的CaO，與傳統(tǒng)的活性石灰相比，具有更高的反應(yīng)活性，能夠更快的與脫氧劑脫氧后形成的脫氧產(chǎn)物反應(yīng)，形成液態(tài)或者固態(tài)的夾雜物顆粒，然后粘附在小氣泡上上浮去除。
[0011]本發(fā)明的有益效果如下:
1、能夠替代傳統(tǒng)煉鋼脫氧工藝使用的石灰等鈣質(zhì)脫氧劑，有利于鋼鐵行業(yè)對(duì)于石灰的依賴，有利于鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排。
[0012]2、石灰石CaC03分解過(guò)程中，產(chǎn)生的諸多C02小氣泡，能夠有效的粘附脫氧產(chǎn)物上浮去除，達(dá)到凈化鋼液的目的，能夠減少鋼水的吹氬量，降低煉鋼成本。
[0013]3、CaC03分解后，形成的細(xì)小CaO顆粒，能夠更快的與脫氧產(chǎn)物發(fā)生耦合反應(yīng)，形成的化合物粘附于小氣泡能夠較快的上浮去除。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合煉鋼生產(chǎn)做說(shuō)明:
1)采購(gòu)當(dāng)?shù)厥沂?，其中的CaC03含量為52%以上，然后破碎到粒度為1?50mm左右的顆粒，拉運(yùn)到煉鋼出鋼的工序待用，其中粒度為10_以下的石灰石顆粒使用袋裝手投加入使用，粒度為10mm以上的石灰石顆粒，采用從料倉(cāng)加入的方式使用；
2)電爐或者轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)，除了使用石灰石替代石灰、鎂鈣石灰等鈣質(zhì)脫氧劑外，煉鋼的脫氧合金化工藝和吹氬工藝不變，按照噸鋼1.5?10kg的原則，加入所述石灰石進(jìn)行脫氧即可。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石灰石用于煉鋼脫氧的方法，其特征在于:將石灰石加工到粒度為1?50_，替代傳統(tǒng)煉鋼使用的石灰，與脫氧合金或者脫氧劑配合使用，其中粒度為10_以下的石灰石顆粒使用袋裝手投加入使用，粒度為10mm以上的石灰石顆粒，采用從料倉(cāng)加入的方式使用；使用量在噸鋼1.5?10kg，用于煉鋼脫氧。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石灰石用于煉鋼脫氧的方法，將石灰石加工到粒度為1～50mm，替代傳統(tǒng)煉鋼使用的石灰，與脫氧合金或者脫氧劑配合使用，其中粒度為10mm以下的石灰石顆粒使用袋裝手投加入使用，粒度為10mm以上的石灰石顆粒，采用從料倉(cāng)加入的方式使用；使用量在噸鋼1.5～10kg，用于煉鋼脫氧。
【IPC分類】C21C7/06, C21C5/36, C21C5/54
【公開號(hào)】CN105369004
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510886691
【發(fā)明人】吳漢元
【申請(qǐng)人】新疆中合大正商貿(mào)有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日