专利名称：一种以精炼钢包铸余回收渣为基的转炉炼钢高效脱磷剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以精炼钢包铸余回收渣为基的转炉高效脱磷剂。高效益化回收利用炼钢精炼钢包铸余废渣，节省石灰、萤石用量，高效脱磷。
背景技术：
精炼钢包铸余废渣属于高碱性预熔渣，渣中游离(CaO)高、活性度大，随着对钢品质要求的提高铁水基本都经过了 100%的铁水预处理，以致铸余渣中的有害元素硫含量都不高，即使是经过了 LF炉(钢包精炼炉)深脱硫处理，经统计渣中(S) <0.30%，因此满足炼钢精炼碱性原料对(CaO)含量、(CaO)形态及有害元素控制要求。同时铸余渣中存在的低熔点12Ca0 -7A1203物相具备的助熔化渣能力，可减少或取代炼钢过程萤石的用量，这也是一种环保型的炼钢助熔化渣材料。如果对其只采用简单的热闷技术等处理，应是对其附加值的浪费。故，如何充分发挥精炼钢包铸余渣的冶金功能，使其在炼钢过程循环利用，这不仅降低了生产成本，而且发挥了资源的最大化利用，是钢铁厂低碳经济之路。目前国内尚未形成单独针对炼钢厂精炼铸余渣的处理工艺，大多数都是按转炉渣的处理工艺处理后，将其中的渣铁回收加以利用。由于该工艺存在的局限性，处理过程中需要喷洒大量水，而且处理周期较长。现场容易产生大量的蒸汽和粉尘，给周围环境造成极大的影响。处理后的尾渣因含有大量游离氧化钙f (CaO)、游离氧化镁f (MgO)，一直都未能得到很好的利用。某些炼钢厂，已经堆放了大量的尾渣，既污染环境又占用土地；更为重要的是铸余渣(炼钢精炼后铸余炉渣)本身就是一种资源，通过采取合理的回收方式，就能够实现在炼钢厂循环利用，发挥其精炼能力，实现精炼铸余渣资源的最大化利用，有利于钢铁厂发展低碳经济，循环经济。
发明内容
本发明针对精炼钢包铸余渣中游离(CaO)高、活性度大，含有低熔点12Ca0 ·7Α1203 物相，有很好助熔化渣作用的特点。同时考虑精炼钢包铸余渣由于须满足各类钢种精炼的要求，成分变化范围大的特点，在使用一定添加剂的条件下，配制了一种转炉炼钢高效脱磷剂，既提高了转炉炼钢的脱磷效率，又节省了转炉炼钢过程的石灰用量，得到了一种炼钢过程铸余废渣在炼钢厂内部高效化循环回收利用的途径。同时铸余渣中存在的低熔点 12Ca0 · 7A1203物相具备的助熔化渣能力，可减少或取代炼钢过程萤石的用量，这既降低了生产成本，又防止了萤石带来的环境污染。本发明的技术方案一种以精炼钢包铸余回收渣为基的转炉高效脱磷剂，其原料组分及其重量百分比精炼钢包铸余回收渣80-100%，白云石0-20%，石灰石0-20%，铝矾土 0-10% ；
其化学有效成分的重量百分比为CaO 50 60 %，Al2O3 24 34 %，MgO 6 12 %，SiO2 彡 13%, S<0. 3%, H2CKO. 5%,挥发份 0 10 % ；
原料粒度小于3mm(6目以上)，其中6 20目<30% ；采用高压成球技术成球，粒度 20 40mm，其中< 20mm粒级;^ 5% ;> 40mm粒级< 15% ；加入量15 20Kg/吨钢。CaO=CaO是转炉炼钢脱磷所须的主要化合物，一般由石灰提供，从热力学角度讲， 炉渣脱磷反应分子式为4Ca0+5
+2[P]=4Ca0. P2O5，随着CaO的加入，渣中的游离CaO增加，炉渣磷容量增大，脱磷能力增强，脱磷率上升。精炼钢包铸余回收渣中主要成分为CaO (Ca0>40%),以其为基得到的脱磷剂代替部分石灰提供CaO，回收了资源，节省了石灰。铸余渣中CaO含量不够可通过添加石灰石、白云石来补充。如果偏高可通过石灰石、白云石、铝矾土来综合调整。Al2O3 =Al2O3在铸余渣中主要以12Ca0 · 7A1203低熔点物相存在，在转炉炼钢渣中将阻止脱磷所需石灰表面2Ca0 · SiO2固体壳层的生成，同时代替萤石与CaO形成低熔点物质，促进快速成渣，保证脱磷反应在低温下进行的动力学条件，充分发挥低温脱磷的热力学条件，实现高效脱磷。但Al2O3其酸性虽只为SiO2W 1/3，但毕竟为酸性氧化物，其过量加入会影响熔渣碱性，使脱磷效率降低。研究表明本发明的转炉高效脱磷剂中Al2O3含M
，加入量为15 20Kg/吨钢范围，可控制转炉终渣中Al2O3含量为3 7wt%，这既可保证炼钢过程助熔又能保证高的脱磷效率。铸余渣中Al2O3含量不足，可通过添加铝矾土来补充。如果偏高可通过石灰石、白云石、铝矾土来综合调整。MgO 在该发明中含有适量MgO主要起到助熔化渣提高脱磷效率作用，同时也能保护镁质炉衬，减少炉衬向熔渣的熔解过程。铸余渣中MgO含量低，可通过添加白云石来补充。如果偏高可通过添加剂来综合调整。Si02、S、H20、挥发份=SiO2为酸性物质对脱磷不利，须控制其量。由于精炼钢包铸余回收渣中含有一定量SiO2,本发明限制其量小于13%。S及H2O水分为有害物质须尽量控制其含量。根据转炉炼钢原料对有害元素的限制要求，本发明控制S<0. 3 wt%, H20<0. 5 wt%0 挥发份是添加剂石灰石、白云石原料自然带入的，含量高有利于脱磷剂在炉渣中分布均勻， 但过高又影响熔池温度，目前最高控制在10%范围内，对炼钢反应没有不利影响；
粒度作为转炉炼钢脱磷剂因要通过高位料仓加入炉内，这需要一定的粒度要求，本发明采用干压成球技术(制成球团)使得本发明的高效脱磷剂的球团粒度为20 40mm、其中 < 20mm粒级彡5%、> 40mm粒级< 15%，可保证加入过程中的收得率和化渣速度的要求。 将各原料组分混勻后制成球团，可采用高压成球技术成球。原料组分粒度干压成球技术要求原料粒度小于3mm(6目以上)，其中6 20目 <30%。加入量为控制转炉终渣中Al2O3含量为3 7wt%，实现既可保证炼钢过程助熔化渣又能保证高的脱磷效率。在本发明的转炉高效脱磷剂成分范围内，本发明高效脱磷剂在转炉炼钢过程中加入量为15 20Kg/吨钢。该发明在转炉炼钢过程应用后与常规脱磷方法相比，吨钢节省石灰量8 15Kg/t 钢，可代替萤石助熔，脱磷效果稳定，在冶炼过程钢水中[C]为0.5 0. 6%时脱磷率稳定的 >65%,相比使用前脱磷率平均提高12%，冶炼终点([C]0.03 0.09%)脱磷率稳定的>85%， 相比使用前脱磷率平均提高3%。本发明利用精炼钢包铸余回收渣中游离(CaO)高、活性度大，含有低熔点12Ca0 · 7A1203物相，有很好助熔化渣作用的特点，以其为基料得到一种转炉高效脱磷剂，在转炉炼钢过程中使用能提供(CaO)节省石灰和萤石，并能快速助熔化渣，充分发挥低温脱磷的热力学条件。这不但降低了炼钢过程的石灰、萤石用量，而且还实现了高效脱磷，提高了钢渣利用的使用价值。
具体实施例方式本发明的一种转炉炼钢高效脱磷剂，主要原料为精炼钢包铸余回收渣，
原料组分及其配比精炼钢包铸余回收渣的重量百分比80-100%，白云石0-20%，石灰石0-20%，铝矾土 0-10% ；脱磷剂化学有效成分的重量百分比为CaO 50 60 %，Al2O3 24 34 %，MgO 6 12 %，SiO2 彡 13%, S<0. 3%, H20<0. 5%,挥发份 0 10 % ；原料粒度 彡3mm(6目以上)，其中6 20目<30% ；采用高压成球技术成球，粒度20 40mm，其中
<20mm粒级的数量< 5%;> 40mm粒级的数量< 15% ；脱磷剂加入转炉炼钢的加入量15 20Kg/吨钢。其中，精炼钢包铸余回收渣具体的重量百分比为80%、82%、86%、88%、90%、94%、 96%,98%,99% 等；白云石的重量百分比为0%、1%、2%、5%、6%、8%、10%、12%、14%、15%、16%、 175%、18%、20% 等；石灰石的重量百分比为0%、1%、2%、5%、6%、8%、10%、12%、14%、15%、16%、 175%、18%、20% 等；铝巩土的重量百分比为0%、1%、2%、5%、6%、8%、10%、12%、14%、15%、16%、 175%、18%、20% 等；CaO 的具体重量百分比可以为:50%、52%、54%、56%、58%、60% 等；Al2O3 的具体重量百分比可以为24 %、24· 5%,25%,25. 5%,26%,26. 5%,27%,27. 5%,28%,28. 5%、29%、 29. 5%,30%,30. 5%,31%,31. 5%、32%、33%、34% 等；MgO 的具体重量百分比可以为:6%、6· 5%、 7%、7· 5%、8%、8· 5%、9%、9· 5%、10%、11%、11. 5%、12% 等；SiO2 的具体重量百分比可以为1%、 2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、12. 5%、12· 8% 等；挥发份的具体重量百分比可以为0%,0. 5%、1%、1· 5%、2%、2· 5%、3%、3· 5%、4%、4· 5%、5%、5· 5%、6%、6· 5%、7%、7· 5%、8%、8· 5%、 9%、9. 5%、10%等；S、H20作为其中的有害元素，其含量应该尽可能低，本发明分别限定其低于 0.3%、0.5%;脱磷剂加入量的具体重量可以为15 Kg/吨钢、15. 5 Kg/吨钢、16 Kg/吨钢、 16.5 Kg/吨钢、17 Kg/吨钢、17. 5 Kg/吨钢、18 Kg/吨钢、18. 5 Kg/吨钢、19 Kg/吨钢、19. 5 Kg/吨钢、20Kg/吨钢等；粒度的具体尺寸可以为20mm、21mm、22mm、23 mm、24 mm、25 mm、26 mm、27 mm、29mm、30 mm、32 mm、34 mm、36 mm、38 mm、40mm 等，上述具体的百分比含量、用量、 粒度，都能满足本发明的要求，实现本发明的目的。其具体实施方式
为 实施例(一)
高效脱磷剂化学成分为CaO 58 wt%, :A120325 wt%, MgO :6wt%，SiO2 :5 wt%, S<0. 3%, H20<0. 5% ；加入量20Kg/吨钢；粒度22 40mm，其中< 20mm粒级< 4 % ； > 40mm粒级
<11%。实施例(二)
高效脱磷剂化学成分为:CaO 50 wt%, :Al20327wt%, MgO :9wt%, SiO2 :llwt%, S<0. 3%, H20<0. 5% ；加入量16Kg/吨钢；粒度20 38mm，其中< 20mm粒级< 3 % ； > 40mm粒级
< 8%。
本发明的高效脱磷剂，在工业试验中与常规转炉炼钢脱磷效率相比，吨钢节省石灰量8 15Kg/t钢，代替萤石助熔，脱磷效果稳定，在冶炼过程钢水中[C]为0.5 0.6% 时脱磷率稳定的>6596，相比使用前脱磷率平均提高12%，冶炼终点([C]0. 03 0. 09%)脱磷率稳定的>8596，相比使用前脱磷率平均提高3%。
权利要求
1.一种以精炼钢包铸余回收渣为基的转炉炼钢高效脱磷剂，其特征在于(1)包括如下原料组分及其重量百分比精炼钢包铸余回收渣80_100%，白云石 0-20%，石灰石0-20%，铝矾土 0-10%; )所述脱磷剂有效成分及其重量百分比含量为 CaO 50 60 %，Al2O3 24 34 %，MgO 6 12 %，SiO2 彡 13%, S<0. 3%, H20<0. 5%,挥发份 0 10 % ；各原料组分的粒度小于3mm，其中6 20目<30% ；精炼钢包铸余回收渣成分的重量百分比=CaO 40 65 %，Al2O3 15 35%，MgO 3 16 %，SiO2 0. 5 16 %，S<0. 35%, Η20<0· 5% ；白云石的各个构成组分的重量百分比为=CaO 30 35 %，Al2O3 :1 3 %，MgO :16 20 %，挥发份 40 50，SiO2 彡 2%, S<0. 1%，Η20<0· 5% ；石灰石的各个构成组分的重量百分比为=CaO 50 56 %，Al2O3 :1 3 %，MgO 1 5%， 挥发份 40 50，SiO2 彡 2%, S<0. 1%，Η20<0· 5% ；铝矾土的各个构成组分的重量百分比为CaO :0 5 %，Al2O3 85 95 %，MgO :0 5 %，SiO2 :<10%，S<0. 1%，H2CKO. 5%。
2.根据权利要求1所述以精炼钢包铸余回收渣为基的转炉炼钢高效脱磷剂，其特征在于所述脱磷剂制成球团；球团粒度为20 40mm，其中< 20mm粒级彡5% ；> 40mm粒级 < 15%。
3.根据权利要求1或2所述以精炼钢包铸余回收渣为基的转炉炼钢高效脱磷剂，其特征在于所述脱磷剂加入转炉炼钢的加入量为15 20Kg/吨钢。
全文摘要
本发明公开了以精炼钢包铸余回收渣为基的转炉高效脱磷剂，其原料配比精炼钢包铸余回收渣80-100%，白云石0-20%，石灰石0-20%，铝矾土0-10%；有效成分的重量百分比为CaO50～60%，Al2O324～34%，MgO6～12%，SiO2≤13%，S<0.3%，H2O<0.5%,挥发份0～10%。本发明以大于80%的精炼钢包铸余回收渣为基料，利用其碱性高、渣中游离(CaO)高、活性度大，含有低熔点12CaO·7Al2O3物相，有很好助熔化渣作用，在转炉炼钢过程的脱磷反应中，能提供(CaO)代替一定量石灰及萤石，保证转炉冶炼前期快速得到高碱性的脱磷渣，充分发挥低温脱磷热力学条件的特点，来实现转炉炼钢过程的高效脱磷；吨钢可节省石灰量8～15Kg/t钢，脱磷效果稳定。
文档编号C21B3/06GK102517416SQ201110451538
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者唐萍, 帅林, 文光华, 李万绪 申请人:重庆大学