专利名称：一种铁水脱硫渣稀渣剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改善铁水脱硫渣流动性能的稀渣剂，适合于渣量大、碱度 高、粘度大、熔点高的脱硫渣的助熔，属于铁水脱硫预处理辅助材料领域。
背景技术：
对于铁水脱硫预处理的脱硫渣主要是由带入的高炉渣和脱硫剂脱硫后残 渣组成，由于碱性脱硫剂消耗量大和高炉渣的带入，因而，脱硫渣量大、碱度 高、粘度大、熔点高，导致脱硫预处理扒渣操作困难，脱硫渣残留量大，引起
铁水回硫；同时，高粘度脱硫渣的渣铁混淆，引起扒渣过程铁水流失，宏观测 试结果表明伴随扒渣流失的铁水量高达渣量的50%,铁损严重，直接影响了产 量及钢铁料消耗指标；此外，由于脱硫渣的高粘度，导致脱硫器具、渣耙、脱 硫铁水容器粘渣严重，由于粘渣中铁水冷凝对结合强度的增强作用，致使粘渣 清理十分困难，并对粘渣面产生严重的机械损伤，导致相关设备使用寿命降低。 因此，如何改善铁水脱硫预处理后脱硫渣的性能已成为提高铁水脱硫预处理技 术经济指标的一个重要研究内容。例如日本专利昭55-47310《铁水包用渣层 易熔剂》，公开了一种防止脱硫渣固化的改质剂，其化学成分为(重量)Si02 50 70%、 Al2O320 36%、 Na20+K20 10 15%，通过与脱硫渣反应生产低熔 点渣，并采用铝热剂补充热量，进一步改善渣的流动性，达到渣铁分离、顺利 排渣与提高金属收的率的目的，但存在如下问题(1)在高炉渣带入量大的条 件下，改质能力不足炎)改质剂呈酸性，影响了脱硫效果；(3)采用铝热剂进行
热量补充，导致改质剂成本高。中国专利ZL98100567.5《一种脱硫渣改质剂》， 公开了一种用以改善铁水脱硫渣流动性能的改质剂，其化学成分为(重量) SiO2 35 50%、 Na2C03 35 50%， CaF2 8 15%，余量为Fe203、 ？205和其它不 可避免的杂质，并在高炉渣吨铁带入量高的条件下，达到了降低脱硫渣熔点、 改善脱硫渣流动性的改质效果，但Na2C03化学原料的大量使用，虽然起到了 促进脱硫的作用，但加剧了铁水容器耐火材料工作衬的侵蚀，同时，以高纯度 化学原料与天然原料为主的原材料结构，提高了改质剂的成本。并且，上述两 种改质剂主要是用作钙基脱硫剂的铁水脱硫渣的改质，对于以石灰与镁粉复合 脱硫剂的铁水脱硫，脱硫剂中金属镁粉含量高达20% (重量)以上，其脱硫渣 成分明显区别于钙基脱硫剂的脱硫渣，导致上述改质剂改质能力不足，其中金 属镁脱硫反应生成的硫化镁进一步与氧化钙反应形成氧化镁，增大了脱硫渣的 粘度，提高了脱硫渣的熔点，导致实际生产中脱硫预处理扒渣操作困难，脱硫 渣残留量大，引起铁水回硫；同时，高粘度脱硫渣的渣铁混淆，引起扒渣过程 铁损大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是较低成本地有效改善铁水脱硫渣流动性能 的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种铁水脱硫渣 稀渣剂，它由以下重量百分比的原料组成萤石粉45 55%，锂辉石矿粉22 28°/。，工业纯碱15 20%，硼砂3 5%，氧化铁皮粉2 4°/o。
在上述方案中
所述萤石粉中CaF2的含量^85。/。，粒度S0.178mm。所述锂辉石矿粉是由天然矿细磨制成，粒度S0.150mm，其主要化学成分 的重量百分比含量为Li20， 0.8 1.5%; Si02 ， 71 76%; A1203， 18 20%。 所述氧化铁皮粉为轧钢氧化铁皮球磨制成，粒度^0.178mm。 所述工业纯碱中Na2C03的含量38%。 所述硼砂中Na2B4(V10H2O的含量35%。
本发明以萤石粉、锂辉石矿粉、工业纯碱为主要原材料，主要化学成分为 CaF2、 Na2C03和Si02.通过酸性化合物Si02进行脱硫渣高碱度的中和，与碱 性物质形成低熔点复合氧化物，降低脱硫渣熔点；通过Na2C03与脱硫渣的反 应，形成低熔点复合钠化合物，同时，通过Na2C03的直接参与铁水脱硫，起 到提高脱硫效率的作用。通过多种强助熔剂助熔性能的综合，提高了脱硫渣中 低熔点、低粘度易熔体的生成量，增强了对脱硫渣的稀渣效果，扩展了本发明 稀渣剂对脱硫渣的适应能力。同时，大量天然矿物原材料的使用，降低了稀渣 剂的原材料成本。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作出详细的说明。
实施例1:
铁水脱硫渣稀渣剂由以下重量百分比的原料组成萤石粉45%，粒度 S0.178mm,锂辉石矿粉28%,粒度^0.150mm，工业纯碱20%,硼砂5°/。，氧 化铁皮粉2%，粒度^).178mm。将上述原料加入搅拌器内搅拌均匀，即得到所 需的铁水脱硫渣稀渣剂，并按每袋5公斤进行装袋包装。采用制备的铁水脱硫 渣稀渣剂在实验室进行了助熔效果的实验，在方形瓷舟内加入40克铁水脱硫 渣稀渣剂，放入实验电炉内升温至1000'C，保温10分钟后取出倾倒，熔融的 铁水脱硫渣稀渣剂顺利流出；在坩埚内先加入100克脱硫渣，再在脱硫渣表面 加入—半重量的铁水脱硫渣稀渣剂，放入实验电炉内升温至IIOO'C，保温20 分钟后取出倾倒，熔渣顺利流出。 实施例2:
铁水脱硫渣稀渣剂由以下重量百分比的原料组成萤石粉55%，粒度
S0.178腿，锂辉石矿粉22。/c，粒度S0.150匪，工业纯碱15%，硼砂4%,氧 化铁皮粉4n/。，粒度^U78mm。将上述原料加入搅拌器内搅拌均匀，即得到所 需的铁水脱硫渣稀渣剂，并按每袋5公斤进行装袋包装。采用制备的铁水脱硫 渣稀渣剂在某钢厂的320吨鱼雷罐镁基混合喷吹和钙基混合喷吹脱硫两种脱硫 生产条件下进行了工业性试验，按照吨铁0.8 1公斤在脱硫前加入铁水脱硫渣 稀渣剂，工业性试验结果表明，单罐平均倒渣量分别提高70%和72%。 实施例3:
铁水脱硫渣稀渣剂由以下重量百分比的原料组成萤石粉51%，粒度 S0.178mm，锂辉石矿粉25%,粒度S0.150mm，工业纯碱19%，硼砂3%，氧 化铁皮粉2。/。，粒度^).178mm。将上述原料加入搅拌器内搅拌均匀，即得到所 需的铁水脱硫渣稀渣剂，并按每袋5公斤进行装袋包装。某钢厂的50吨铁水 罐颗粒镁吹脱硫扒渣过程中，由于高炉渣含钛、带入量大、碱度高、熔点高， 导致铁水表面脱硫渣碎散、扒渣困难，特采用制备的铁水脱硫渣稀渣剂进行了 工业性试验，在按照吨铁0.5公斤在脱硫前加入铁水脱硫渣稀渣剂，工业性试 验结果表明，脱硫渣团聚，縮短单罐扒渣时间50%。
本铁水脱硫渣稀渣剂的主要化学成分为CaF2、 Na2C03和Si02，通过酸性 化合物Si02进行脱硫渣高碱度的中和，与碱性物质形成低熔点复合氧化物，降低脱硫渣熔点；通过Na2C03与脱硫渣的反应，形成低熔点复合钠化合物， 同时，通过Na2C03的直接参与铁水脱硫，起到提高脱硫效率的作用，但考虑 到Na2C03高温条件下的挥发及其腐蚀性能，特限制工业纯碱的重量百分比加 入量不超过20%。 CaF2作为一种熔渣助熔剂，其助熔机制可以由无规网络学说 给予解释，在熔体中，F-离子进入由Si-O四面体形成的网络中，使原来的桥 氧变为非桥氧，因而打断了 Si-O四面体之间的联接，形成断网。特别是F进 入网络中形成的断网处电价饱和，不会再被网络中间体联起来，其降低了熔体 表面张力，增加了熔体的润湿性，所以，CaF2是冶金工业中常用的强助熔剂。 由于萤石价格低廉，对耐火材料侵蚀弱于工业纯碱，因而，本发明选取了萤石 粉的重量百分比配入量为45 55%。 Li20同K20、 Na20 --样是常用的碱金属 氧化物。氧化锂分子量为29.9，是碱金属中离子半径最小的，与K20、 Na20 相比，Li20具有更强的助熔作用，能显著降低熔体的粘度，加快熔化速度，因 而，锂辉石的引入，进一步改善了稀渣剂对脱硫渣的改质作用。硼砂是无色半 透明的晶体或白色结晶粉末，在空气中容易失水风化，加热到380"C左右，失 去全部结晶水成无水盐，在880'C熔成玻璃态，作为一种强助熔剂在冶金、玻 璃、陶瓷等工业得到广泛应用，此外，铁的氧化物与多种氧化物反应能生产多 种易熔化合物和易熔体，因而，在本发明中少量引入轧钢氧化铁皮粉与硼砂能 改进对脱硫渣的稀渣效果，同时降低本发明稀渣剂自身的熔点，扩展稀渣剂与 脱硫渣之间的反应接触面积，提高脱硫渣的助熔效果。对于镁基脱硫剂，由于 金属镁脱硫后生成的硫化镁稳定性低于硫化钙，因而，在有氧化钙存在的条件 下，将进一步与氧化钙反应生成硫化钙与氧化镁，由于氧化镁的引入，提高了 脱硫渣的熔点和粘度，因而，在高炉渣带入量大的条件下，尤其是含钛高炉渣，将加剧脱硫扒渣的困难与渣铁混淆的现象。本发明通过多种强助熔剂助熔性能 的综合，提高了脱硫渣中低熔点、低粘度易熔体的生成量，增强了对脱硫渣的 稀渣效果，扩展了本发明稀渣剂对脱硫渣的适应能力，通过高炉渣不同成分与 带入量以及不同种类脱硫剂生产条件下的脱硫渣稀渣工业性试验，取得了降低 铁损与方便脱硫扒渣的效果。同时，大量天然矿物原材料的使用，降低了稀渣 剂的原材料成本。
本发明铁水脱硫渣稀渣剂具有如下优点
1、 本发明铁水脱硫渣稀渣剂制备简单，原材料来源广，成本低、适应性强。
2、 本发明综合了多种强助熔剂的优点，通过锂辉石天然矿物原料的采用 引入Li20成分，在不增加原材料成本的基础上，增强了铁水脱硫渣稀渣剂的 助熔效果，具有助熔性能优良的特点，可满足钙基和镁基脱硫剂铁水脱硫渣的 助熔改性需要。
3、 本发明选择天然矿物为主要原材料，具有原材料成本低、采购方便的 优点。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作 出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保 护范围之内。
权利要求
1、一种铁水脱硫渣稀渣剂，由以下重量百分比的原料组成萤石粉45～55％，锂辉石矿粉22～28％，工业纯碱15～20％，硼砂3～5％，氧化铁皮粉2～4％。
2、 如权利要求1所述的铁水脱硫渣稀渣剂，其特征在于所述萤石粉中 CaF2的含量^85。/。，粒度S0.178mm。
3、 如权利要求1所述的铁水脱硫渣稀渣剂，其特征在于所述锂辉石矿粉 是由天然矿细磨制成，粒度^0.150mm，其主要化学成分的重量百分比含量为 Li20， 0.8 1.5%; Si02 ， 71 760/o; A1203， 18 20%。
4、 如权利要求1所述的铁水脱硫渣稀渣剂，其特征在于所述氧化铁皮粉 为轧钢氧化铁皮球磨制成，粒度^0.178mm。
5、 如权利要求1所述的铁水脱硫渣稀渣剂，其特征在于所述工业纯碱中 Na2C03的含量298%。
6、 如权利要求1所述的铁水脱硫渣稀渣剂，其特征在于所述硼砂中 Na2B4O7*10H2O的含量^:95%。
全文摘要
本发明公开了一种改善铁水脱硫渣流动性能的铁水脱硫渣稀渣剂，由以下重量百分比的原料组成萤石粉45～55％，锂辉石矿粉22～28％，工业纯碱15-20％，硼砂3～5％和氧化铁皮粉2～4％。其中，萤石粉中CaF<sub>2</sub>的含量≥85％，粒度≤0.178mm；锂辉石矿粉是由天然矿细磨制成，粒度≤0.150mm，其主要化学成分的重量百分比含量为Li<sub>2</sub>O，0.8～1.5％；SiO<sub>2</sub>，71～76％；Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，18～20％。氧化铁皮粉为轧钢氧化铁皮球磨制成，粒度≤0.178mm。工业纯碱中Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>的含量≥98％。硼砂中Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub>·10H<sub>2</sub>O的含量≥95％。本发明以萤石粉、锂辉石矿粉、工业纯碱为主要原材料，能有效改善铁水脱硫渣流动性能，适合于渣量大、碱度高、粘度大、熔点高的脱硫渣的助熔，原材料成本低。
文档编号C21C7/064GK101338348SQ200810048588
公开日2009年1月7日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者李具中, 欧阳德刚, 王清方, 罗安智, 胡清明, 邹继新, 陶晓林 申请人:武汉钢铁(集团)公司;武汉红地节能材料有限公司