专利名称：一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂的制作方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶炼技术领域，特别涉及到一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂 其制备方法。
背景技术：
在电炉炼钢领域，为节约电能、实现高效冶炼，要求快速造渣并保证渣的泡沫化， 这样既可以实现冶炼早期脱磷、又能够实现泡沫渣埋弧操作，提高冶炼效率和电弧的利用 率，降低炼钢成本。目前，电炉炼钢多采用萤石、铝酸钙、氧化铁等作助熔化渣剂。这些助熔 化渣剂都存在一些不足之处。萤石的主要成分是CaF2，具有熔点低且与CaO、硅酸钙生成低熔点共晶物质 的特性，例如CaF2与CaO在1362 V共晶，CaF2与CaO、SiO2形成三元共晶体枪晶石 3Ca0 USiO^CaF2W熔点为1130°C，因此萤石具有很强的助熔化渣作用，另外，萤石还可以 破坏硅酸盐渣系中硅氧络合离子的网状结构，从而有效降低渣的粘度，因此，目前广泛采用 萤石作助熔化渣剂。但是，萤石可与渣中的多种氧化物反应，生成含氟气体，严重污染环境、 侵蚀设备和损害操作人员的健康，而且，随着含氟气体的挥发，萤石的化渣作用逐渐失效， 所以萤石化渣作用时间短，不利于泡沫渣的稳定，影响冶炼顺行。铝酸钙作助熔化渣剂不像萤石那样污染环境，但铝酸钙精炼渣的成本高，而且，铝 酸钙系具有低熔点区域的成分范围窄，需生成以12Ca0 · 7A1203为主体相的熔渣，对生产控 制要求高，特别是石灰含量范围的限制，使该渣的脱硫、脱磷能力有限。氧化铁皮、铁矿石等铁氧化物作助熔化渣剂，具有较显著的促进石灰熔解、防止炉 渣返干的作用，但是氧化铁化渣具有明显的滞后性，即起效慢，需要提前入炉，另外，铁氧化 物化渣对炉衬的侵蚀严重。因此，从现有技术可知，目前电炉炼钢采用的传统助熔剂存在不足，需要开发新的 助熔化渣剂。另一方面我国硼矿资源丰富，是世界上为数不多的硼资源大国。但是，我国多 数硼矿石的品位低，且多为混合型矿石，以碳碱法提取硼砂后，产生大量废弃硼泥(注按 目前的生产工艺，每生产1吨硼砂，就要产生3-4吨硼泥)。硼泥中含有2-4. 5%的B2O3， 20-45%的MgO以及氧化铁、Ca0、Al203、SiA等，由于硼泥中的硼、铁、镁等提取成本过高，处 理工艺复杂。因此，我国目前尚缺少针对废弃硼泥实现高附加值综合利用的工业化方法，一 直作为弃渣堆积处理，不仅占用大量土地资源，而且由于碳碱法提硼后的硼泥具有较强碱 性，大量的硼泥露天堆积对土壤和水资源形成严重的污染。我国以碳碱法生产硼砂四十余 年来，定点堆积的硼泥近亿吨，带来的污染及占地问题日益严重，硼泥综合利用问题急待解 决。考虑到硼泥是一种偏碱性、含有的化03具有较强助熔作用，硼泥中MgO具有保护炉 衬、减少炉衬侵蚀的作用，硼泥中的氧化铁、Al2O3也都具有化渣作用，因此，利用废弃硼泥开 发一种炼钢用助熔化渣剂，对解决目前采用萤石、铝酸钙、铁氧化物等作助熔剂存在的问题以及实现废弃硼泥的再利用具有重要意义。经对现有技术检索发现中国专利ZL200610134355. 5公开了一种炼钢用硼复 合熔剂，提出用硼尾矿和生矾土粉作复合熔剂，该发明中要求氏03的含量在5-8%，因此， 只能用硼镁矿与生矾土作复合熔剂，而不能利用硼泥，这是因为硼泥中的氏03含量一般在 2-4. 5%范围。另外，中国专利申请号200810230158. 2公开了一种钢水精炼助熔渣，由硼 泥、石灰石粉或石灰粉、矾土粉以及硅酸钠组成，该发明的实质是石灰粉与矾土粉构成铝酸 钙系渣，加入硼泥一起构成助熔渣，该发明适合钢水在LF钢包内的炉外精炼过程，由于渣 中不含有氧化剂，不能实现氧化熔炼，所以不适合于电炉炼钢熔炼过程。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于电炉炼钢过程的助熔化渣剂，解决目前采用萤 石、铝酸钙及铁氧化物作助熔剂存在的氟污染、成本高、炉衬侵蚀严重等诸多问题，同时，该 发明利用废弃硼泥为主要原料，配加廉价的铁矾土、生石灰和氧化铁作助熔化渣剂，在降低 炼钢造渣成本的同时，实现废弃硼泥资源的高附加值再利用，并消除硼泥对土壤及水资源 的污染。本发明的目的是通过下列技术方案来实现的一种电炉炼钢用新型含硼无氟助熔化渣剂，其特征在于该助熔化渣剂由以下原料 按重量份配制硼泥30-50份，铁矾土 20-40份，生石灰20_40份，氧化铁5_15份。硼泥的技术指标优选化03含量为2-4. 5%，其中化03、MgO, CaO含量越高越好，S、 P、SiO2的含量越低越好；铁矾土的技术指标优选Al2O3 ^ 45%, Fe2O3 10-25%, SiO2 ^ 10%, S^O. 10%, P 彡 0. 08% ；生石灰的技术指标优选CaO ^ 90%, SiO2 ^ 3. 0%, S ^ 0. 035%, P ^ 0. 015% ；氧化铁的技术指标优选!^e2O3 ^ 90%，其余杂质S、P、SiO2等的含量越低越好。本发明的新型含硼无氟助熔化渣剂的制备方法如下将原料充分干燥脱水后按重 量份数比例称量配料，混合均勻，磨细到200目以下，然后依次采用压球、干燥、烧结、筛分 后制成成品，成品的粒度范围l_30mm。本发明的新型含硼无氟助熔化渣剂也可采用下述制备方法将原料充分干燥脱 水后按重量份数比例称量配料，混合均勻，磨细到200目以下，然后依次采用预熔、冷却、破 碎、筛分制成成品，成品的粒度范围l_30mm。所有原料特别是硼泥在生产前要进行烘干，有效去除水分，以避免与其他物料混 合时发生化学反应和粘结现象。对硼泥而言，通常采用150-250°C烘干3小时，以排除水分。本发明中各主要原料的主要作用和配加比例确定根据如下1)硼泥脱水后硼泥的主要组成为=MgO 24-40%, SiO2 20-35%, B2O3 2-4. 5%, B2O3作为降低渣系熔点的重要组元起到助熔作用，硼泥的添加比例为30-50份，将渣中B2O3 的含量在1-2. 25%，起到调整渣熔化温度的作用，同时，渣中的MgO在10-20%，起到保护炉 衬不受侵蚀的作用；2)铁矾土 铁矾土中的大于45% Al2O3和10-25% Fe2O3都对CaO渣有很好的助熔化渣作用，本发明中添加20-40份的铁矾土，将渣中的CaO与Al2O3控制在低熔点的铝酸钙 12Ca0 · 7A1203为主体相范围，Fe2O3起到化渣和冶炼前期的氧化剂作用，实现冶炼初期脱磷 的目的；3)生石灰石灰的主要作用是保证冶炼初期渣的碱度，实现冶炼前期的脱磷需 要，本发明中添加20-40份的生石灰，使渣中CaO在30%左右，保证渣的早期脱磷脱硫能力。4)氧化铁本发明中添加5-15份的氧化铁，将初渣中氧化铁的含量控制在20%左 右，使渣具有强的脱磷能力和好的熔化性能。本发明的新型含硼无氟助熔化渣剂的主要技术指标见表1表1本发明的新型含硼无氟助熔化渣剂的主要技术指标(成分重量百分数)
权利要求
1.一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂，其特征在于所述助熔化渣剂由以下原料按 重量份配制硼泥:30-50份；铁矾土 20-40份；生石灰2040份氧化铁5-15份。
2.如权利要求1所述的一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂，其特征在于硼泥中的 化03质量百分含量为2-4. 5%，其中&03、Mg0、CaO含量越高越好，S、P、SiO2的含量越低越 好。
3.如权利要求1所述的一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂，其特征在于所述铁矾 土的成份以质量百分含量计算，Al2O3彡45%, Fe20310-25%, SiO2彡10%, S彡0. 10%, P 彡 0. 08%。
4.如权利要求1所述的一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂，其特征在于所述生石 灰的成份以质量百分含量计算，CaO彡90%, SiO2 ^ 3.0%, S^O. 035%, P彡0. 015% ；
5.如权利要求1所述的一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂，其特征在于；所述氧化 铁的成份以质量百分含量计算，Fe2O3 ^ 90%，其余杂质的含量越低越好。
6.如权利要求5所述的一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂，其特征在于所述杂质 包括 S、P*Si02。
7.一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂的制备方法，其特征在于将原料充分干燥脱 水后按重量份数称量配料，磨细到200目以下，混合均勻，然后依次采用压球、干燥、烧结和 筛分制成成品。
8.一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂的制备方法，其特征在于将原料充分干燥脱 水后按重量份数称量配料，到200目以下，混合均勻，然后依次采用预熔、冷却、破碎和筛分 制成成品。
9.如权利要求1述的一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂的制备方法，其特征在于 所述硼泥在生产前要进行烘干，有效去除水分，以避免与其他物料混合时发生化学反应和 粘结现象，采用150-250°C烘干3小时，以排除水分。
全文摘要
本发明提供一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂，属于钢铁冶炼技术领域。该化渣剂是由下述成分按重量份比例制成硼泥30-50份，铁矾土20-40份，生石灰20-40份，氧化铁5-15份。其制备方法如下将原料充分干燥脱水后按重量份数称量配料，磨细混匀，然后采用压球-干燥-烧结或预熔-冷却-破碎-筛分的方法制成块状渣。本发明与现有技术相比的有益效果是该发明产品代替萤石、铝酸钙及铁氧化物作助熔剂，消除了氟污染以及减轻了化渣剂对炉衬的侵蚀，特别是实现了废弃硼泥再利用并用储量丰富、廉价的铁矾土代替成本高的铝酸钙，对矿物资源合理综合利用及降低炼钢成本，实现高效、低成本、绿色少污染炼钢都具有重要意义。
文档编号C21C5/54GK102071283SQ20101050593
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者张廷旺, 李桂荣, 王宏明, 赵玉涛, 闫永其 申请人:江苏大学