专利名称：一种炼钢用碳铁发热剂及生产工艺和使用方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于钢铁冶金和机械行业作为炼钢用的碳铁发热剂及这种发热剂的生产工艺和使用方法，归属于C21C5/00类。
背景技术：
目前对固态(或液态)金属进行加热的方法主要有电加热及化学加热，其中化学加热又分为如下两种——直接或间接地在盛装固态(或液态)金属的容器内(或外)喷入可燃烧物使其燃烧产生热量来加热金属，其次是将发热剂加入到固态(或液态)金属中利用发热剂的氧化放热以加热固态(或液态)金属。电加热和喷入可燃物燃烧加热液态金属的技术成熟，且应用较广泛，但是需要专用设备，其不足之处为①投资大，占地大；②操作处理过程复杂；③运行成本高。
发热剂种类很多，从炼钢的应用范围来看，可分为转炉发热剂、电炉发热剂、钢包发热剂及中间包发热剂等，而从发热剂本身的主要元素可分为碳质发热剂、硅质发热剂、铝质发热剂及其它金属或非金属发热剂等。不同的发热剂其作用不尽相同。电炉发热剂助熔废钢，提高化学能在电炉中的输入比例，降低电耗；转炉发热剂可提高转炉的废钢比，降低铁水单耗，同时可适当降低吹损，尤其对铁水供应不足的转炉炼钢来说，也是增加产量和降低消耗的好办法。但不同的发热剂对转炉炼钢的作用是不一样的。硅质发热剂的发热量较高，生成的产物为酸性氧化硅，为了减轻它对碱性转炉的侵蚀，必须加入足够的碱性氧化物，以提高炉渣碱度，这样造成渣量增加，消耗的热量增加，而削弱了硅质发热剂发热能力，同时造成金属损耗增加。铝质发热剂发热能力大，生成的产物为中性氧化铝，对转炉炉衬的影响不太大，但该发热剂价格高，增加炼钢生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需专用设备、操作方便、不侵蚀炉衬、不增加渣量和成本较低的碳铁发热剂。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是本案所提炼钢用发热剂由含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂及粘结剂按一定重量比组成。先将含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂等分别破碎、研磨、混匀、制粒及焙烧、烘烤制成一定形状的固体颗粒，检验包装待用，这种发热剂在电炉或转炉上使用时，造渣碱度控制在2.5～3.5之间，对转炉其供氧压力为0.8～1.2MPa之间，在最后加入一批碳铁发热剂后吹氧3～4分钟，降低氧枪位置再吹氧30～60秒钟，倒炉操作。
采用如上技术方案提供的炼钢用碳铁发热剂，在电炉或转炉冶炼过程中分批加入到炉内，利用碳铁发热剂中的相关元素氧化放出的化学热加热或熔化固体金属或液态金属使其升温，其优点在于①不需建造专用设备，操作方便灵活，运行成本低；②碳铁发热剂为一定形状的固体颗粒，其比重为3.5～4.5t/m3，当发热剂加入到转炉内后，发热剂将下沉到钢渣里面处，在炼钢温度下，发热剂逐渐粉化，并在强大的氧气流作用下，充分氧化，生成一氧化或二氧化等烟气及其渣相，同时放出热量，被废钢或钢水吸收，达到熔化废钢或升温钢水的目的；③碳铁发热剂主要发热元素为碳，生成产物主要为烟气，渣量少，不会对转炉炉衬造成不良影响，并减少金属损失；④碳铁发热剂比重和强度均为较高的颗粒成品，其加入方式可以随废钢一起加入到转炉中，也可以放置在高位料仓以便在炼钢过程中分批加入，不需改变现行工艺；⑤本碳铁发热剂主要发热元素为碳，因添加了延缓碳反应的抑制添加剂，且颗粒成品加入到炉内后不会造成发热剂的局部堆积，也避免了转炉内局部反应强度过大而造成喷溅的隐患。
具体实施例方式
下面对本发明的具体实施方式
作进一步的详细描述。
本案所述的炼钢用碳铁发热剂由含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂、粘结剂组成，其中含碳材料占重量的55～93％，添加剂占重量的0～10％，稳定剂占重量的0～15％，比重调节剂占重量的1～20％，粘结剂占重量的2～16％。
含碳材料为焦炭、煤、石墨、类石墨、沥青、石油焦、电极粉，它们的含碳量在30～100％。
添加剂为金属铝(Al)、硅(Si)、钙(Ca)。
稳定剂为碳化硅(SiC)、硅铁(Fe-Si)、硅钙合金(Si-Ca)、石灰石(CaCO3)、白云石(MgCO3)。
比重调节剂为铁粒、钢或铁渣粒、氧化铁皮、铁屑，它们的含铁量在20～90％；粘结剂为水玻璃、树脂、沥青、糖渣、纸浆、水。
先将含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂分别经破碎机破碎成0～50mm的颗粒，然后筛分将0～5mm的小颗粒选出，余下的大颗粒用球磨机或雷蒙磨等研磨成0～200目的粉料，将上述0～5mm颗粒与0～200目粉料混均作为原料。按重量百分比将含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂放入搅拌机内混匀2～50分钟，加入粘结剂后再混合2～60分钟，然用成型机将混合好的料制成球状或椭球状或圆柱体状或正(长)方体状等其它形状的固体颗粒，在室温下自然干燥，或在25～800℃温度条件下烘干、焙烧1～48小时，自然冷却，检验包装。
碳铁发热剂在电炉或转炉冶炼操作中的加入方式有两种①将碳铁发热剂均匀分摊在废钢槽内，随废钢一起加入到电炉或转炉炉内；②将发热剂放置于高位料仓中，在炼钢过程中分批加入到电炉或转炉炉内。
使用这种碳铁发热剂，注意吹炼与倒炉操作。①对电炉与转炉的造渣制度控制炉造渣碱度在2.5～3.5之间，适当控制炉渣粘度(低粘度)，确保炉渣透气性和流动性良好；②对转炉的吹氧制度供氧压力为0.8～1.2MPa之间；③倒炉操作在加入最后一批碳铁发热剂后，必须吹氧(O2)3～4分钟，适当降低氧枪位置再吹氧(O2)30～60秒钟，以确保碳铁发热剂充分反应并排尽生成烟气，然后倒炉操作。
使用这种碳铁发热剂于8吨电炉上，结果表明①90～100公斤碳铁发热剂可多熔化1.6～1.8吨废钢；②碳铁发热剂反应平稳，未发生喷溅现象；③不增加石灰消耗，因此不增加渣量与铁损；④对钢水无质量影响；⑤不改变现行工艺。
使用这种碳铁发热剂于100吨转炉上，应用结果表明①每炉加入300公斤左右碳铁发热剂可多加入4.5～6.5吨废钢，铁水单耗约在850公斤/吨钢，在同样铁水条件下增加钢产量10～15％；②碳铁发热剂反应平稳，没发生喷溅现象；③与加硅质发热剂相比，石灰消耗降低3～5公斤/吨钢；④炉衬侵蚀状况明显改善，对钢水无任何不良质量影响；⑤从高位料仓加入，操作方便，且不需要改变现行工艺。
其它实施例如下实施例1添加剂占重量的4％，稳定剂占重量的10％、比重调节剂占重量的8％、粘结剂占重量的4％，含碳材料占重量的70％。生产工艺和使用方法与本说明书中所述相同。
实施例2添加剂占重量的6％，稳定剂占重量的4％、比重调节剂占重量的15％、粘结剂占重量的15％，含碳材料占重量的60％。生产工艺和使用方法与本说明书中所述相同。
实施例3添加剂占重量的8％，稳定剂占重量的2％、比重调节剂占重量的5％、粘结剂占重量的8％，含碳材料占重量的75％。生产工艺和使用方法与本说明书中所述相同。
权利要求
1.一种炼钢用碳铁发热剂，由含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂、粘结剂组成，其特征在于添加剂占重量的0～10％，稳定剂占重量的0～15％，比重调节剂占重量的1～20％，粘结剂占重量的2～16％，其余为含碳材料；含碳材料焦炭、煤、石墨、类石墨、沥青、石油焦、电极粉；添加剂金属铝、硅、钙；稳定剂碳化硅、硅铁、硅钙合金、石灰石、白云石；比重调节剂铁粒、钢或铁渣粒、氧化铁皮、铁屑；粘结剂水玻璃、树脂、沥青、糖渣、纸浆、水。
2.一种根据权利要求1所述的炼钢用碳铁发热剂的生产工艺，其特征在于先将含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂分别经破碎机破碎成0～50mm的颗粒，然后筛分将0～5mm的小颗粒选出，余下的大颗粒用球磨机或雷蒙磨等研磨成0～200目的粉料，将上述0～5mm颗粒与0～200目粉料混均作为原料。按重量百分比将含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂放入搅拌机内混匀2～50分钟，加入粘结剂后再混合2～60分钟，用成型机将混合好的料制成固体颗粒，在室温下自然干燥，在25～800℃温度条件下烘干、焙烧1～48小时，自然冷却，检验包装。
3.一种根据权利要求1所述碳铁发热剂的使用方法，在电炉或转炉冶炼操作中的加入方式有两种或将碳铁发热剂均匀分摊在废钢槽内，随废钢一起加入到电炉或转炉炉内；或将发热剂放置于高位料仓中，在炼钢过程中分批加入到电炉或转炉炉内；其特征在于造渣碱度控制在2.5～3.5之间，对转炉炼钢其供氧压力为0.8～1.2MPa之间；在加入最后一批碳铁发热剂后，吹氧(O2)3～4分钟，降低氧枪位置再吹氧(O2)30～60秒钟，然后倒炉操作。
全文摘要
本发明公开了一种炼钢用碳铁发热剂及生产工艺和使用方法。发热剂由含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂、粘结剂组成。先将含碳材料、添加剂、稳定剂、比重调节剂分别经破碎机破碎成颗粒，用球磨机或雷蒙磨等研磨成0～200目的粉料，按重量百分比配置上述各种原料，并在搅拌机内混合后加入粘结剂，继续混匀，用成型机将其制成一定形状的固体颗粒，将固体颗粒自然干燥或在25～800℃.1～48小时条件下烘干、焙烧、自然冷却、包装待使用。这种碳铁发热剂在电炉或转炉上使用，控制造渣碱度在2.5～3.5之间，对转炉炼钢，供氧压力在0.8～1.2MPa之间，吹氧与倒炉操作。用这种发热剂可增加废钢用量，增产5～15％。
文档编号C21C5/00GK1523121SQ0312479
公开日2004年8月25日 申请日期2003年9月4日 优先权日2003年9月4日
发明者吴光亮, 王哲 申请人:吴光亮