专利名称：以lf精炼炉渣为原料的转炉助熔剂及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种转炉助熔剂及其生产方法，尤其是以LF精炼炉渣为原料的转炉助熔剂及其生产方法。
背景技术：
精炼炉渣是炼钢过程中产生的副产品。作为一种工业废渣，各钢厂都是与普通转炉钢渣混在一起，无规律的翻倒于矿渣山上，待其冷却后进行磁选加工处理，从中选出所占比例较小的渣钢，剩余尾渣一直没有找到可以有效利用的方法和手段。不仅堆放占地，更主要的是对环境污染极为严重。
为了发展循环经济，使这部分炉渣得到有效利用，鞍钢公司组织相关技
术人员对其进行了深入的研究与试验，并测得其中主要化学成分如下
CaO: 450/o 540/o、 Si02: 7% 27%、 FeO: 0.6% 1.2%、F: —般<0.25%、 A1203: 40/0 26%、 S: 0.2% 0.5%， R: 2 7。从化学成分上分析，精炼炉渣是富含CaO、 Al203的碱性或高碱性炉渣。如何对其中的部分化学成分加以利用，是决定精炼炉渣能否利用的关健问题。渣中所含的Ab03和CaF2可以在炼钢过程中与CaO形成低熔点化合物，从而降低炼钢熔点温度，提高炼钢速度。因此我们认为其有可能作为转炉助熔剂用于炼钢生产。为此，我们收集了少量出炉时间较短的块状渣样进行了转炉炼钢应用性试验，试验结果显示用精炼炉渣作为转炉助熔剂是可行的。
但精炼炉渣出炉后在温度较高的短时间内可部分呈块状，待冷却到一定温度(0 300°C， 一般自然冷却仅需1 3天)就会部分或全部粉化变成粉砂状。工业化大生产中不可能将高温态的块状物料直接投入转炉，且块状物料的化学成分差异较大也决定了难以对其直接利用，而变为粉状物料后受炼钢工艺限制又无法加入转炉。因此要想对精炼炉渣加以利用就要解决其均匀性
和成块问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以LF精炼炉渣为原料的转炉助熔剂及其生产方法，充分利用精炼炉渣所富含的A1203、 CaO，将其加工成化学成分均匀的实体，以便于加入转炉，从而使工业废渣得到有效利用，减少环境污染，降低炼钢生产成本。
本发明的目的是这样实现的， 一种以LF精炼炉渣为原料的转炉助熔剂，其主要成分为LF精炼炉渣。为了调整产品化学成分，增强产品强度，本发明还可以在LF精炼炉渣中加入铁矿粉、尘泥，加入量为LF精炼炉渣重量的5% 10%。
一种以LF精炼炉渣为原料生产转炉助熔剂的方法
a. 将LF精炼炉渣混匀后做筛分、磁选处理，除去其中的部分渣块和铁粒得到质地均匀的10mm以下的粉砂状物料作为生产原料；
b. 将上述原料送入混匀、碾压设备并与水混合，水的加入量为原料重量的10% 15%，然后进行混匀并压实，(一般约经过10 30分钟混合碾压，也可适当延长碾压时间)，待物料中部分水分蒸发，含水率小于5%时，物料达到成型所需的密实性(以手攥紧后成块不散且成型后落入接料器不碎为标准)即可将物料送入压实设备压实成型为实体；
c. 成型后的实体经烘干机强制干燥或经1 3天自然晾晒，使其含水率《1%，强度》llMpa。
本发明还可以向制成的生产原料中加入各种粘结剂(粘结剂应不构成对钢质的影响)，纤维素类粘结剂的加入量为原料重量的0.03% 0.3%，用以增强产品的初始强度和出厂强度。本发明还可以向制成的生产原料中分别或混合加入铁矿粉、尘泥，加入
量为原料重量的5% 10%，用以调整产品的化学成分，同时增强产品的初始强度和出厂强度。
本发明以LF精炼炉渣为原料生产出来的出厂实体产品，强度^llMPa，含水率《1%，含粉率《2%，解决了原有精炼炉渣化学成分不均、易粉化的问题，具备了转炉助熔剂的使用条件，化渣速度快，减少"返干"和氧枪粘渣现象，可以部分或全部替代铁钒土。针对各炼钢厂产生精炼渣碱度的不同，可以节省部分石灰石。除低硫钢外，脱硫、脱磷效果与掺入原有助熔剂情况相当，能够保证冶炼效果，使精炼废渣得到有效利用，减少环境污染，降低炼钢生产成本。
具体实施例方式
本发明分别以存放3天(时测温度为45'C)和6天(时测温度为3(TC)的两组LF炉精炼炉渣试样为基样，分别对其进行混匀、筛分、磁选处理，除去了其中的部分渣块和铁粒，得到两组质地均匀的10mm以下的粉砂状物料试样作为生产原料。
经检测两组精炼炉渣的化学成分见表1。
表l、试验精炼炉渣温度与化学成分
试验 编号渣温 度。c存放 时间化学成分％CaOSi02Fe203FeOFA1203SMgOMnOR
1453天51.587.142. 161.000.8526.250.259, 140.277.22
2306天54.6224.971.600.960.27.760.518. 060.282.187
将上述两组试样各取2000Kg，分别送入轮碾机，第一组试样与256 Kg纯水混合，第二组试样与252Kg0.3%CMC纤维素水乳胶液混合，其配料组成见表2。
5表2、配料组成
试样 编号精炼炉渣量 kg结合剂加入量kg水0.3%CMC纤 维素水乳胶液HPMC纤维素 水乳胶液矿粉尘泥
120002560000
22000025201000
在轮碾机内，分别经过30分钟混合碾压，物料中部分水分蒸发，时测其
含水率分别小于5%，且物料基本达到一定的密实性(手攥紧后成块不散)，分别将物料送入压密机进一步压实后送入成型设备成型为实体。成型实体经3天自然晾晒后出厂，其出厂产品检测结果见表3。
表3、出厂产品检测结果
试样 编号成型产品初绐状态出厂产品强度 MP a出厂产品含水率 %出厂产品含粉率 %
1落入接料器不碎12.30.71.5
2落入接料器不碎11.80.81.8
所生产出来的实体产品在转炉炼钢过程中的应用效果详见表4。
表4、转炉应用效果
试样 '弓-渣种应用效果
1LF炉精炼渣1) 加入助熔剂的炉次，冶炼过程中炉渣整体比较活跃，成渣速度快，不返 干，减少粘枪现象，与铁水Si含量有关； 2) 以加入300 500Kg为效果最佳； 3) 可以以0.5吨该助熔剂替代0.3吨铁钒土； 4) 每加入0.5吨该助熔剂可以替代0.169吨石灰石； 5) 脱硫情况与正常炉次相当； 6) 脱磷情况与正常炉次相当。
2LF精炼炉渣1) 加入助熔剂的炉次，冶炼过程中炉渣整体比较活跃，成渣速度快，不返 干，减少粘枪现象。以加入500Kg以上效果较佳； 2) 可以以0.5吨该助熔剂替代0.24吨铁钒土； 3) 基本不能替代石灰石； 4) 脱硫情况与正常炉次相当； 5) 脱磷情况与正常炉次相当。
6本发明以存放8天、温度为25-C的LF炉精炼炉渣进行混匀、筛分、磁选处理，除去其中的部分渣块和铁粒得到质地均匀的10mm以下的粉砂状物料，将其分成5组试样。
精炼炉渣的化学成分见表5。
表5、 LF精炼炉渣化学成分
试验 编号化学成分o/。CaO(麵Si02Fe203FeOFA1203SMgOMnOR
150. 680. 3315. 212. 161.000. 2021.480. 307. 140.273. 33
249. 320. 2415. 311.601.201. 1021. 270. 308. 060. 283. 22
350. 680. 3315.212. 161.000. 2021.480. 307. 140.273. 33
450. 680. 3315. 212. 161.000. 2021.480. 307. 140. 273. 33
550. 680. 3315. 212. 161.000. 2021.480. 307. 140.273.33
将5组试样各取2000Kg，分别与0.1%的CMC纤维素水乳胶液、0.03%HPMC纤维素水乳胶液和水混合，并且在试样3和4中分别加入了矿粉、尘泥，然后送入轮碾机混匀、碾压，经过28分钟混合碾压，物料中部分水分蒸发，时测含水率小于5%时将物料送入压实设备成型为实体。其配料组成详见表6。
表6、配料组成
试样 编号数量kg结合剂加入量kg水0.1 %的CMC 纤维素水乳胶液0.03%HPMC 纤维素水乳胶液矿粉尘泥
120000248000
220000025000
32000265002000
42000238000200
520002600000
成型实体经强制干燥或1 3天自然晾晒后便可出厂，其出厂产品检测结果见表7。
7表7、成型及出厂产品检测结果
试样 编号成型初始状态出厂产品强度 MP a出厂产品含水率 %出厂产品含粉率 %
1落入接料器不碎12.60.71.7
2落入接料器不碎11.90.81.6
3落入接料器不碎13.60.91.6
4落入接料器不碎12.80.81.5
5落入接料器不碎11.20.81.7
以上5组试样所生产出来的成型实体在转炉炼钢过程中的应用效果基本一致。具体如下
一) 化渣情况
加入助熔剂的炉次，冶炼过程中炉渣整体比较活跃，成渣速度快，不返干，减少粘枪现象，与铁水Si含量有关；能够明显改善转炉前期的化渣情况，可以部分或全部替代铁矾土的使用。
二) 去硫情况
生产S《0.010。/。的钢种，不宜使用LF精炼炉渣球；生产SX).010。/。的钢
种，可以使用LF精炼炉渣球，但要考虑铁水硅数。
三) 对炉渣碱度和脱磷、影响及减少白灰消耗情况
1)精炼炉渣碱度因LF处理的钢种、处理的时间和脱硫任务的不同而有很大区别，对于LF炉每罐精炼炉渣的成分波动很大，若不经过混合处理，碱度很难确定。
2)本次试验用的LF精炼炉渣球是处理硅镇静钢后的精炼炉渣，其碱度与正常的转炉终渣的碱度(3.0 3.5左右)相当，可以从改善前期化渣、增大渣量、提高前期去P能力方面适当减少石灰用量(加入1吨LF精炼炉渣球可减少白灰消耗0.5吨，从温度损失考虑，LF精炼炉渣球用量每炉平均不宜超过0.5卩屯)。
本发明以精炼炉渣作为助熔剂时，如果钢厂方便将精炼炉渣按所生产钢种不同分开，则生产助熔剂厂家可根据钢厂对不同钢种对助熔剂的需要加入
8部分铁矿粉、尘泥等，通过物理混料方式对化学成分含量进行调整，并分别 成型供给特定的钢厂。如钢厂无法将不同钢种精炼炉渣分开，则生产助熔剂 厂家可以将各不同钢种、炉次产生的精炼渣进行统一均化、成型，由钢厂根 据钢种的不同决定助熔剂的使用量。
本发明所生产的精炼炉渣助熔剂产品存放长时间会出现二次粉化现象， 因此不宜长时间存放，且在存放和运输过程中应严格做到防潮防雨。
本发明以精炼炉渣作为造渣助熔剂具有化渣速度快、减少"返干"和氧 枪粘渣现象。可以部分或全部替代铁钒土，替代量视各钢厂情况而不同。针 对各炼钢厂产生精炼渣碱度的不同，可以节省部分石灰。除低硫钢外，脱硫、 脱磷效果与原助熔剂掺入情况相当，能够保证冶炼效果。
权利要求
1、一种以LF精炼炉渣为原料的转炉助熔剂，其特征在于助熔剂的主要成分为LF精炼炉渣。
2、 根据权利要求1所述的一种以LF精炼炉渣为原料的转炉助熔剂，其特征在于在LF精炼炉渣中加入铁矿粉、尘泥，加入量为LF精炼炉渣重量的5% 10%。
3、 一种用于权利要求1所述的以LF精炼炉渣为原料的转炉助熔剂生产方法，其特征在于a. 将LF精炼炉渣混匀后做筛分、磁选处理，除去其中的部分渣块和铁粒得到质地均匀的10mm以下的粉砂状物料作为生产原料；b. 将上述原料与水混合，水的加入量为原料总重量的10% 15%，经混合碾压，物料中部分水分蒸发，达密实性要求时将物料送入压实设备成型为实体；c. 成型实体经强制干燥或自然晾晒后，含水率《1%，强度^llMpa。
4、 根据权利要求3所述的一种以精炼炉渣为原料的转炉助熔剂生产方法，其特征在于向生产原料中加入铁矿粉、尘泥，加入量为原料重量的5% 10%。
5、 根据权利要求3或4所述的一种以精炼炉渣为原料的转炉助熔剂生产方法，其特征在于向生产原料中加入粘结剂，粘结剂的加入量为原料重量的0.03% 0.3%。
6、 根据权利要求3或4所述的一种以精炼炉渣为原料的转炉助熔剂生产方法，其特征在于混合碾压时间为10 30分钟，自然晾晒时间为1 3天。
7、 根据权利要求5所述的一种以精炼炉渣为原料的转炉助熔剂生产方法，其特征在于粘结剂为纤维素类粘结剂。
全文摘要
本发明公开了一种以LF精炼炉渣为原料的转炉助熔剂及其生产方法，将LF精炼炉渣混匀后做筛分、磁选处理，除去其中的部分渣块和铁粒得到质地均匀的10mm以下的粉砂状物料作为生产原料；将上述原料与水混合，水的加入量为原料重量的10％～15％，经过混合碾压，物料中部分水分蒸发，达到密实性要求时，将物料送入压实设备成型为实体；成型实体经强制干燥或自然晾晒后，强度≥11MPa，含水率≤1％。本发明解决了原有精炼炉渣化学成分不均、易粉化的问题，具备了转炉助熔剂的使用条件，化渣速度快，减少“返干”和氧枪粘渣现象，可以替代铁钒土，节省部分石灰石，使废渣得到有效利用，减少环境污染，降低炼钢生产成本。
文档编号C21C5/00GK101463406SQ200710159128
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月20日 优先权日2007年12月20日
发明者凯 张, 刚 杜, 杨丽华, 王仁贵, 苏兴文, 郝树满 申请人:鞍山钢铁集团公司;东北大学;鞍钢股份有限公司