一种转炉用镁质护炉料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种转炉用镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料含有氧化镁、碳以及碳化硅和硅的组合物，且所述碳化硅和硅的组合物、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1∶10～15∶2～4，以及以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化硅和硅的组合物的含量为1～4.5重量％。采用本发明的转炉用镁质护炉料的强度高，可以直接进高位料仓，如每炉添加溅渣前渣量的3～5重量％即可满足溅渣护炉要求，实现了炉衬镁砂的再生利用。
【专利说明】一种转炉用镁质护炉料
【技术领域】
[0001]本发明属于转炉炼钢领域，具体地，涉及一种转炉用镁质护炉料。
【背景技术】
[0002]20世纪50年代，氧气顶吹转炉炼钢(亦称LD法和BOF法)逐步取代空气转炉法和平炉炼钢法，成为现代炼钢的主要方法。70年代，顶底复吹技术提高了转炉冶炼的效率和钢水质量，降低了生产成本。80年代，MgO-C砖成功应用到炼钢转炉，由于其优良的抗渣性能和抗热震性能使转炉炉龄明显提高。90年代，美国LTV公司采用溅渣护炉技术，大幅提高了 MgO-C砖的使用寿命，转炉炉龄达2万炉以上。然而，溅渣护炉对渣的成分和高温性能有要求，主要是通过控制渣中TFe和MgO的含量以保证渣的可溅性和耐热性。而转炉冶炼低碳、超低碳钢，特别是半钢冶炼时，终渣的FeO和TFe含量高，此时渣的熔化温度低、粘度小，不适合溅渣操作，必须加护炉料或调渣剂对终渣进行改性处理。
[0003]专利CN103602777A提供了一种溅渣护炉料及其制备方法，属于炼钢溅渣护炉【技术领域】，该溅渣护炉料包括菱镁矿20~30%、轻烧镁粉35~45%、镁粉5~15%、硅微粉12~20%、纳米级钛白粉2.5~5%、氯化镁3.5~5%，其余为C。其中，菱镁矿中化学成分按重量百分比计为:MgO 38~45%、Si02l~2%、Ca0 I~2%、其余为C ;轻烧镁粉中化学成分按重量百分比计为:Mg090~95%、S120.5~l%、CaO 0.5~1.5%、其余为C。该制备方法包括将按上述配比好的原料混合、破碎至粒径为小于3mm的混合料，加入适量水，进行挤压造粒，然后烘干、分筛，即得所述的溅渣护炉料。使用该溅渣护炉料可以提高溅渣层的熔化温度和粘度，还可以增加溅渣的铺展性和润湿性，可以达到一次溅渣可维持3炉以上的护炉效果。
[0004]专利CN101200772提供了一种改良型能多炉使用的溅渣护炉料及其制备方法，其特征在于，该溅渣护炉料由废弃镁碳砖、复合脱氧剂(金属镁粉、金属铝粉、硅铁合金)以及含有T12的原料等组成。该溅渣护炉料的质量百分组成为:MgO 30~75%、总C 3~20%、Al2032~10%, T12I~10%, Mg 0.3-5%, Al I~12%、余量为S12 ;复合脱氧剂量显著提高了炉温和对FeO的还原作用，提高了转炉炼钢的收得率；特别是引入T12与溅渣时吹入的氮气形成高熔点氮钛化合物提高了渣的粘度，增强了溅渣料与转炉衬砖MgO-C砖的附着力，提高了护炉效果，并因T12的加入提高了溅渣层与炉衬砖的结合强度，使溅渣护炉技术从需每炉溅渣提高至每溅渣一次可持续使用3~5炉的显著效果。
[0005] 专利CN102586536A公开了一种菱镁石尾矿为原料的转炉炼钢终渣改质剂及其生产方法，该终渣改质剂由下列成分按重量百分比组成:菱镁石尾矿20-30%、轻烧菱镁石尾矿35-45%、白云石8-15%、无烟煤粉15-25%,其中，菱镁石尾矿中化学成分按重量百分比为计，MgO 40~47%、Si02l-2%、Ca0 I~2%、其余为烧损；无烟煤粉中化学成分按重量百分比为计，C 85-90%、灰分7-15%，挥发份7-10% ;白云石中化学成分按重量百分比为计，MgO 42~47%、Ca0 45~55%、其余为夹杂。该终渣改质剂的生产方法:取菱镁石尾矿按重量百分比20-30%、轻烧菱镁石尾矿按重量百分比35_45%、白z?石按重量百分比8_15%、无烟煤粉按重量百分比15-25%，经混磨、造球后，在室温中干燥。菱镁石尾矿为原料的转炉炼钢终渣改质剂可以全部替代现有转炉终渣加入的改质剂或镁质护炉料，而且使用后优于现有转炉溅渣护炉的改质剂和镁质护炉料。另外，可以彻底解决菱镁石尾矿堆积对环境造成的危害，实现了资源的回收利用。
[0006]专利CN102787204A提供了一种节能环保型转炉溅渣护炉料及其生产工艺，该转炉溅渣护炉料中各种原料的重量份数配比为:轻烧镁粉30~50、用后废镁碳砖20~30、石灰石15~30、焦炭O~5、活性石灰除尘粉I~5。所述的轻烧镁粉中MgO ^ 85%,S12 ^ 1.5%、Ca0≤2.0%，灼减≤11%，轻烧镁粉的粒度120目过筛量不少于90% ;用后转炉废镁碳砖中MgO≤70%，C≤12%，粒度≤5mm;石灰石中CaO≤53.5%,Si02^ 1.5%,S≤0.025 %，粒度≤16mm ;焦炭中的固定碳≤80 %，S≤0.4 %，挥发份〈10 %，灰份〈10%，发热值≤6000大卡，粒度10~25mm，上下限各不超过5% ;活性石灰除尘粉中的CaO≤80%，粒度≤1mm。经搅拌机、球磨机中磨碎至小于180目后，制粒晾干。
[0007]专利CN101413043提供了一种利用除尘灰作为主要原料制造的炼钢调整剂及其制备方法，以解决现有技术中倒弃除尘灰会污染环境的问题。该炼钢调整剂是由下述重量配比的原料制备而成的:67~73%的除尘灰、7~13%的碳化硅材料、15~20%的镁质材料；以及按除尘灰、碳化硅材料、镁质材料总重量的5~10%的添加的结合剂。其中，所述除尘灰中按重量百分比含CaO =45-55%, MgO =10-18%, S12:5-9% ;所述镁质材料中按重量百分比含CaO:4-8%, MgO =65-75%, S12:6~12% ;所述碳化硅材料中按重量百分比含SiC ≤ 75%。
[0008]为了实现钒铁冶炼炉衬废弃镁质材料(钒铁冶炼炉衬镁砂)的再生利用，开发转炉用镁质护炉料即可提高其附加值。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种转炉用镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料含有氧化镁、碳以及碳化硅和硅的组合物，且所述碳化硅和硅的组合物、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1:10~15:2~4，以及以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化硅和硅的组合物的含量为I~4.5重量％。
[0010]在本发明中，本发明所提供的转炉用镁质护炉料的强度高，可以直接进高位料仓，如每炉添加溅渣前渣量的3~5重量％即可满足溅渣护炉要求，实现了炉衬镁砂的再生利用。
[0011]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013]本发明提供了一种转炉用镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料含有氧化镁、碳以及碳化硅和硅的组合物，且所述碳化硅和硅的组合物、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1:10~15:2~4，以及以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化硅和硅的组合物的含量为I~4.5重量％。根据上述限定的所述碳化硅和硅的组合物、所述氧化镁以及所述碳的含量的比例范围，以及所述碳化硅和硅的组合物的含量，可以具体地得出，在本发明中，以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化硅和硅的组合物的含量为I~4.5重量％，则所述氧化镁的含量为45~67.5重量％,所述碳的含量为9~18重量％。
[0014]根据本发明，优选地，所述碳化硅和硅的组合物、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1: 14~15:2.75~3.25，且以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化硅和硅的组合物的含量为2~4重量％。同理，根据上述限定的所述碳化硅和硅的组合物、所述氧化镁以及所述碳的含量的比例范围，以及所述碳化硅和硅的组合物的含量，可以具体地得出，在本发明中，以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化硅和硅的组合物的含量为2~4重量％，则所述氧化镁的含量为56~60重量％,所述碳的含量为11~13重量％。
[0015]根据本发明，将氧化镁、碳以及碳化硅和硅的组合物的含量控制在上述比例范围之内的镁质护炉料在应用时，由于该镁质护炉料的强度高，可以直接进高位料仓，能够实现每炉添加溅渣前渣量的3~5重量％即可满足溅渣护炉要求，实现了炉衬镁砂的再生利用。
[0016]根据本发明，所述镁质护炉料的形状没有具体限定，可以为任意形状，优选情况下，所述镁质护炉料为椭圆形粒子，能够有效地使其优点发挥。
[0017]根据本发明，所述椭圆形粒子的长轴为30~80mm,优选为30~50mm ;所述椭圆形粒子的短轴为10~35mm,优选为15~20mm。
[0018]根据本发明，在所述碳化硅和硅的组合物中，碳化硅和硅的含量没有具体限定，优选情况下，碳化硅和硅的含量的重量比为1:1~2，更优选情况下，碳化硅和硅的含量的重量比为1:1。
[0019]根据本发明，所述镁质护炉料可以通过以下方法制备:将第一镁砂、第二镁砂、菱镁矿、无烟煤以及碳化硅和硅的组合物在结合剂的存在下混炼。
[0020]根据本发明，所述镁质护炉料的制备还包括将第一镁砂、第二镁砂、菱镁矿、无烟煤以及碳化硅和硅的组合物在结合剂的存在下混炼，将混炼后的混合物加1.5~2.0%水混匀后经双辊压球机造粒。
[0021]根据本发明，所述第一镁砂中化学成分的含量按重量百分比计为:MgO为87~89重量％，CaO为2~4重量％，S12S 2~4重量％ ,Al2O3为I~2重量％ ；
[0022]根据本发明，所述第二镁砂为钒铁冶炼炉衬镁砂；优选地，所述第二镁砂中化学成分的含量按重量百分比计为=MgO为67~69重量％，CaO为5~6重量％，S12为3~4重量％，Al2O3为20~25重量％，V2O3含量为I~2重量％。
[0023]根据本发明，所述第一镁砂的粒度可以为O~3mm，所述第二镁砂的粒度可以为O~3mm，所述菱镁矿的粒度可以为0.074~0.10mm，所述无烟煤的粒度可以为0.12~
0.15mm,所述碳化娃和娃的组合物的粒度可以为0.01~0.08mm。
[0024]根据本发明，采用的所述第一镁砂可以按照该第一镁砂的粒级配比进行配料，例如，可以根据所述第一镁砂的粒级配比为3-1_:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5~6:4~5进行备料；采用的所述第二镁砂可以按照该第二镁砂的粒级配比进行配料，例如，可以根据所述第二镁砂的粒级配比为3-1_:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5~6:4~5进行备料；优选地，采用的所述第一镁砂的粒级配比为3-lmm:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5:4进行备料；采用的所述第二镁砂的粒级配比为3-lmm:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5:4进行备料。在本发明中，将所述第一镁砂和所述第二镁砂按照上述比例关系进行配料，能够使制备的镁质护炉料强度高，可以直接进高位料仓，如能够实现每炉添加溅渣前渣量的3~5重量％即可满足溅渣护炉要求，实现了炉衬镁砂的再生利用。
[0025]根据本发明，所述菱镁矿中化学成分按重量百分比计为=MgCO3为90~95重量％，其余为杂质，且其含量为5~10重量％。
[0026]根据本发明，所述无烟煤中化学成分按重量百分比计为:C含量> 90重量％，优选地，C含量为90~95重量其余为挥发份，且其含量为小于等于10重量％，优选为5.0~
10重量％。
[0027]根据本发明，所述第一镁砂、所述第二镁砂、所述菱镁矿、所述无烟煤以及所述碳化硅和硅的组合物的用量的重量比可以为35~42:35~42:2~6:11~15:2~5，优选为37~41:37~41:3~5:12~14:2~4。在本发明中，将所述第一镁砂、所述第二镁砂、所述菱镁矿、所述无烟煤以及所述碳化硅和硅的组合物的用量控制在上述范围之内，能够使制备的镁质护炉料强度高，可以直接进高位料仓，能够实现每炉添加溅渣前渣量的3~5重量％即可满足溅渣护炉要求，实现了炉衬镁砂的再生利用。
[0028]根据本发明，将第一镁砂、第二镁砂、菱镁矿、无烟煤以及碳化硅和硅的组合物在结合剂的存在下混炼；在本发明中，所述结合剂没有具体限定，可以为本领域技术人员所熟知的结合剂，只要能够将第一镁砂、第二镁砂、菱镁矿、无烟煤以及碳化硅和硅的组合物粘合在一起即可。
[0029]根据本发明，以第一镁砂、第二镁砂、菱镁矿、无烟煤以及碳化硅和硅的组合物的总重量为基准，所述结合剂的用量为I~2重量％。
[0030]根据本发明，所述混炼的时间为10~25分钟，优选为15~20分钟。
[0031]根据本发明，将混炼后的混合物加入水中混匀后经双辊压球机造粒。其中，以该混炼后的混合物的总重量为基准，所述水的用量为1.5~2.0重量％。
[0032]实施例1
[0033](I)选料
[0034]选择第一镁砂、第二镁砂、菱镁矿以及无烟煤，其中:
[0035]所述第一镁砂中化学成分的含量按重量百分比计为:MgO为88重量％，CaO为3重量％，S12S 3重量％，Al2O3为2重量％ ;
[0036]所述第二镁砂中化学成分的含量按重量百分比计为:MgO为68重量％，CaO为5重量％，S12为3重量％，Al2O3为22重量％，V2O3为2重量％ ；
[0037]所述菱镁矿中化学成分按重量百分比计为=MgCO3为93重量％ ；
[0038]所述无烟煤中化学成分按重量百分比计为:C含量为95重量％。
[0039](2)备料
[0040] 将所述第一镁砂的粒级配比为3-1_:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5:4进行备料；将所述第二镁砂的粒级配比为3-lmm:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5:4进行备料；将所述菱镁矿和所述无烟煤在球磨机中分别磨碎至其粒度为0.074~0.1Omm和0.12~0.15mm之间；在所述碳化硅和硅的组合物中，碳化硅与硅的用量的重量比为1:1。
[0041]将上述所述第一镁砂、所述第二镁砂、所述菱镁矿、所述无烟煤以及所述碳化硅和硅的组合物按照重量比为37:37:3:12:2混合为混合物Al。
[0042](3)混炼
[0043]将步骤(2)中的混合物Al在结合剂的存在下混炼15分钟，其中，该结合剂的用量为I重量％，得到混合物A2 ；
[0044](4)造粒
[0045]将该混合物A2加入水中混匀后经双辊压球机造粒，其中，以该混炼后的混合物的总重量为基准，所述水的用量为1.5重量％。
[0046]结果经双棍压球机造粒后的镁质护炉料为椭圆形，其长轴为30~50mm,短轴为15-20mm ;且所述氧化镁的含量为56重量％ ,所述碳的含量为11重量％ ,所述碳化娃和娃的组合物的含量为2重量％。
[0047]所制备的镁质护炉料强度高，可以直接进高位料仓，将该镁质护炉料应用于转炉炼钢领域，能够实现每炉添加溅渣前渣量的3重量％即可满足溅渣护炉要求。
[0048]实施例2
[0049](I)选料
[0050]选择与实施例1相同的第一镁砂、第二镁砂、菱镁矿以及无烟煤。
[0051]⑵备料
[0052]将所述第一镁砂的粒级配比为3-1_:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5:4进行备料；将所述第二镁砂的粒级配比为3-lmm:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5:4进行备料；将所述菱镁矿、所述无烟煤在球磨机中分别磨碎至其粒度为0.074~0.10mm、0.12~0.15mm之间，其中，在所述碳化硅和硅的组合物中，碳化硅与硅的用量的重量比为1:1。
[0053]将上述所述第一镁砂、所述第二镁砂、所述菱镁矿、所述无烟煤以及所述碳化硅和硅的组合物按照重量比为41:41:5:14:4混合为混合物BI。
[0054](3)混炼
[0055]将步骤(2)中的混合物BI结合剂的存在下混炼20分钟，其中，该结合剂的用量为2重量％，得到混合物B2 ；
[0056](4)造粒
[0057]将该混合物B2加入水中混匀后经双辊压球机造粒，其中，以该混炼后的混合物的总重量为基准，所述水的用量为2.0重量％。
[0058]结果经双棍压球机造粒后的镁质护炉料为椭圆形，其长轴为30~50mm,短轴为15-20mm ;且所述氧化镁的含量为60重量％ ,所述碳的含量为13重量％ ,所述碳化娃和娃的组合物的含量为4重量％。
[0059]所制备的镁质护炉料强度高，可以直接进高位料仓，将该镁质护炉料应用于转炉炼钢领域，能够实现每炉添加溅渣前渣量的3.5重量％即可满足溅渣护炉要求。
[0060]实施例3
[0061]⑴选料
[0062]选择与实施例1相同的第一镁砂、第二镁砂、菱镁矿以及无烟煤。
[0063](2)备料
[0064]将所述第一镁砂的粒级配比为3-1_:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5:4进行备料；将所述第二镁砂的粒级配比为3-lmm:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5:4进行备料；将所述菱镁矿、所述无烟煤在球磨机中分别磨碎至其粒度为0.074~0.10mm、0.12~0.15mm之间，其中，在所述碳化硅和硅的组合物中，碳化硅与硅的用量的重量比为1:1。
[0065]将上述所述第一镁砂、所述第二镁砂、所述菱镁矿、所述无烟煤以及所述碳化硅和硅的组合物按照重量比为39:39:4:13:3混合为混合物Cl。
[0066](3)混炼
[0067]将步骤⑵中的混合物Cl结合剂的存在下混炼18分钟，其中，该结合剂的用量为
1.5重量％，得到混合物C2 ；
[0068](4)造粒
[0069]将该混合物C2加入水中混匀后经双辊压球机造粒，其中，以该混炼后的混合物的总重量为基准，所述水的用量为1.5重量％。
[0070]结果经双棍压球机造粒后的镁质护炉料为椭圆形，其长轴为30~50mm,短轴为15-20mm ;且所述氧化镁的含量为58重量％ ,所述碳的含量为12重量％ ,所述碳化娃和娃的组合物的含量为3重量％。
[0071]所制备的镁质护炉料强度高，可以直接进高位料仓，将该镁质护炉料应用于转炉炼钢领域，能够实现每炉添加溅渣前渣量的4重量％即可满足溅渣护炉要求。
[0072]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0073]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0074] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种转炉用镁质护炉料，其特征在于，所述镁质护炉料含有氧化镁、碳以及碳化硅和硅的组合物，且所述碳化硅和硅的组合物、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1:10~15:2~4，以及以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化硅和硅的组合物的含量为I~4.5重量％。
2.根据权利要求1所述的镁质护炉料，其中，所述碳化硅和硅的组合物、所述氧化镁以及所述碳的含量的重量比为1: 14~15:2.75~3.25，且以该镁质护炉料的总重量为基准，所述碳化娃和娃的组合物的含量为2~4重量％。
3.根据权利要求1或2所述的镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料为椭圆形粒子。
4.根据权利要求3所述的镁质护炉料，其中，所述椭圆形粒子的长轴为30~80mm，优选为30~50mm ;所述椭圆形粒子的短轴为10~35mm,优选为15~20mm。
5.根据权利要求1或2所述的镁质护炉料，其中，在所述碳化硅和硅的组合物中，碳化娃和娃的含量的重量比为1:1~2。
6.权利要求1-5中任意一项所述的转炉用镁质护炉料，其中，所述镁质护炉料通过以下方法制备:将第一镁砂、第二镁砂、菱镁矿、无烟煤以及碳化硅和硅的组合物在结合剂的存在下混炼。
7.根据权利要求6所述的镁质护炉料，其中，所述第一镁砂中化学成分的含量按重量百分比计为:MgO为87~89重量％，CaO为2~4重量％，S12S 2~4重量％，Al2O3为I~2重量％ ;所述第二镁砂为钒铁冶炼炉衬镁砂；优选地，所述第二镁砂中化学成分的含量按重量百分比计为:MgO为67~69重量％，CaO为5~6重量％，S12为3~4重量％，Al2O3为20~25重量％，V2O3为I~2重量％。
8.根据权利要求6所述的镁质护炉料，其中，所述第一镁砂的粒度为O~3mm，所述第二镁砂的粒度为O~3mm，所述菱镁矿的粒度为0.074~0.1mm，所述无烟煤的粒度为0.12~0.15mm，所述碳化硅和硅的组合物的粒度为0.01~0.08mm。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的镁质护炉料，其中，采用的所述第一镁砂的粒级配比为3-1_:l-0.074mm:<0.074mm = 1:5~6:4~5 ;采用的所述第二镁砂的粒级配比为 3-lmm:1-0.074mm:〈0.074mm = 1:5 ~6:4 ~5。
10.根据权利要求6所述的镁质护炉料，其中，所述菱镁矿中化学成分按重量百分比计为=MgCO3为90~95重量％。
11.根据权利要求6所述的镁质护炉料，其中，所述无烟煤中化学成分按重量百分比计为:C含量>90重量％，优选为90~95重量％。
12.根据权利要求9所述的镁质护炉料，其中，所述第一镁砂、所述第二镁砂、所述菱镁矿、所述无烟煤以及所述碳化硅和硅的组合物的用量的重量比为35~42:35~42:2~6:11~15:2~5，优选为37~41:37~41:3~5:12~14:2~4。
13.根据权利要求6所述的镁质护炉料，其中，所述混炼的时间为10~25分钟。
【文档编号】C21C5/36GK104131132SQ201410355575
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】李龙, 陈永, 冉茂华, 戈文荪, 张柳方, 王建, 陈炼, 李扬洲, 杨森祥, 杨金成, 黄德胜, 李平凡, 杨大刚, 杜利华 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司