专利名称：转炉泡沫渣压渣剂及其使用方法
技术领域：
本发明属 于冶金技术领域，特别涉及一种转炉泡沫渣压渣剂及其使用方法。
背景技术：
在转炉冶炼过程中，由于氧射流对熔池的强烈冲击和碳-氧反应生成CO气泡的沸腾作用，使熔池上部金属、熔渣和气体三相剧烈混合，形成转炉内发达的乳化和泡沫状态。 准确的乳化概念是指金属液滴或气泡弥散在炉渣中，若液滴或气泡量较小而且在炉渣中可以自由运动，则该现象叫渣钢或渣气乳化；若炉渣中仅有气泡，而且数量多或者气泡大，使气泡无法自由运动，则该现象叫炉渣泡沫化，它是渣气乳化体系中的一种常见现象。在转炉碳氧化期，乳化和泡沫现象随着碳_氧反应兴衰而发生，发展和衰退。泡沫化程度与转炉供氧和造渣制度，以及渣成分、渣粘度等密切相关，它是高温下伴随有化学反应发生的受多种操作因素影响的一种复杂现象。有研究表明，在总吹氧时间的1/4之后，喷头浸没于乳化液中，此后氧枪如打气筒，不断使熔渣发泡；在总吹氧时间的约1/2后，液面上涨到最高峰，此时脱碳速度最大；在总吹氧时间的最后1/10，因熔池含碳量减少和脱碳速度下降而使液面下降。在操作控制不当时，能够导致泡沫渣格外发展，使渣面快速上涨。通常看到的碳氧化期炉口溢渣，就是泡沫渣发达，渣液面上涨高度超过炉口所致。操作严重失误将造成喷溅，使渣铁瞬间喷涌而出，造成吹损，增加钢铁料消耗。同时，喷溅也危及操作人员安全并可能烧毁设备。因此直接从抑制泡沫渣发展入手采取措施，对消除炉渣过度泡沫化带来的隐患将更加有利，而目前还没有公开的文献介绍该类问题的解决技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种转炉泡沫渣压渣剂及其使用方法，通过在转炉吹炼时加入泡沫渣压渣剂，抑制泡沫的发展，同时加快冶炼过程，提高耐火材料的寿命，减少环境污
^fe ο本发明的转炉泡沫渣压渣剂的成分按重量百分比含Ca03(T35%，Mg02(T25%， Al20310 15%，Si0210 15%，Fe0<l%, B2O3L 5 2. 5%，余量为杂质。上述的泡沫渣压渣剂为直径2(T30mm的球状。上述的转炉泡沫渣压渣剂的制备方法按以下步骤进行
1、将硼泥粉、冶金石灰粉和铝灰混合均勻，混合比例根据各原料的化学分析结果按上述成分进行配比；
2、将混合后的物料在造球机上用水湿润滚动成球，直径2(T30mm，然后自然干燥或者在 120士 10°C条件下烘干，至水分重量含量<1%，获得转炉泡沫渣压渣剂。上述的硼泥粉是由硼泥经干燥粉碎后制成，主要成分按重量百分比含Mg035、5%， Si0222 32%，Β2032· 5 5· 6%, Al2O3O. Γδ. 0%, Ca02. 0 6· 0%，水分 lwt%，余量为杂质；
上述的铝灰为工业上铝发生熔融的工序中产生的废渣，其中氧化铝重量含量为75 80%，余量为Mg、 Si、Fe的氧化物及杂质。本发明的转炉泡沫渣压渣剂的使用方法为
在转炉吹炼的碳氧化期，将转炉泡沫渣压渣剂加入到转炉内，加入量为2 3kg/t钢液。上述使用方法中，将转炉泡沫渣压渣剂输送到转炉顶料仓中，由供料系统加入到转炉内。上述使用方法中，转炉泡沫渣压渣剂在转炉吹炼的碳氧化中期前分二次或者三次加入到转炉内。本发明的氧气转炉泡沫渣压渣剂粒度在2(T30mm，粒度介于石灰块粒度范围的中限，而且粒度波动范围小，加入到转炉后穿越渣层能够对渣中的气泡起物理破坏作用，使渣中气体逸出，从而抑制炉渣泡过度泡沫化的趋势。冶炼对炉渣的要求是具有一定的碱度、合适的氧化性和流动性、适度泡沫化；要提高渣碱度就需要加碱性造渣材料，本发明的泡沫渣压渣剂主体成分是Ca0、Mg0、Si02，正是炼钢常用的主要造渣料；同时，由于压渣剂中硼泥含 B2O3，它是低熔点助熔剂，有利于泡沫渣压渣剂自身和炉内原有渣料熔化，因此本发明的产品相当于含硼合成造渣剂，有利于促进和参与转炉快速成渣，有利于促进冶炼任务的完成。转炉冶炼前期是Si、Mn氧化期，由于Si、Mn的大量氧化及所加主要造渣材料石灰尚未完全熔化和成渣，因此在Si、Mn氧化结束及碳氧化开始阶段，炉渣碱度不高，渣中存在大量的大集团的复杂链状或网状硅氧离子，炉渣粘度很大；当加入能够产生02_的CaO、MgO 等氧化物时，可以促使复杂的硅氧离子裂解为简单的硅氧离子，使渣子粘度减小，这种低粘度渣容易使渣中气体得以排出；本发明的产品以CaO、MgO为主要成分，有利于降低炉渣粘度，从而也有利于泡沫渣中气体的排出。B2O3是炼钢过程中非常有效的助熔剂，其熔点为450°C，在渣中能够快速熔化，同时可以与渣中的Ca0、Mg0等多种碱性氧化物形成低熔点复合化合物，如熔点为988°C的MgO-B2O3,熔点为1100°C的CaOB2O3等，使渣系熔点下降，促进CaO溶解，加快精炼过程的进行； B2O3比由CaF2与渣中碱性氧化物形成的复合化合物熔点要相对低300°C左右，它离子半径小，作用迅速，所以是比CaF2更有效的助熔剂，能够促进快速成渣；据研究介绍，渣中B2O3每增加1%可以降低炉渣熔化温度25°C左右；此夕卜，用B2O3代替CaF2K渣，可以减少CaF2对炉衬的侵蚀，有助于提高耐火材料使用寿命，同时也减少了 CaF2对环境的污染和人体的危害。本发明的产品所用原料硼泥和铝灰，都是相应行业生产后的废品；硼泥主要含碱性物质，排放之处寸草不生，影响土地和水质；失去水分后常随风飞散，对生态和大气造成危害；原料中还含有铝灰，它是铝熔融过程中的废渣，回收其中的铝资源能够降低成本和保护环境。本发明为上述工业废料提供新的使用途径，对节约能源和提高资源利用率及环境保护都有利，同时有助于解决转炉内炉渣适当泡沫化的问题。
具体实施例方式本发明实施例中采用的硼泥粉是由硼泥经干燥后，用物理方法将成块部分破碎制成，主要成分为氧化镁，其余成分为硼、硅、铝、钙和钾的氧化物及杂质。本发明采用的硼泥是以硼镁石为原料生产硼砂和硼酸时产生的副产物，生产过程中采用湿法排出硼泥，硼泥自然含水率为25 35wt%，呈颗粒细小的棕褐色泥状。本发明实施例中采用的冶金石灰粉主要成分为CaO，含量80、0%，余量为杂质。
本发明实施例中采用的铝灰是工业上铝发生熔融的工序中产生的废渣，其中氧化铝重量含量为75 80%，余量为Mg、Si、Fe的氧化物及杂质。
本发明实施例中采用的造球机为圆盘造球机。实施例1
转炉泡沫渣压渣剂的成分按重量百分比含Ca035%，Mg020%, Al20315%, Si0215%, FeOO. 6%，B2O3L 5%，杂质12. 9%，外观为直径20mm的球状；
制备方法为将硼泥粉、冶金石灰粉和铝灰混合均勻，混合比例根据各原料的化学分析结果按上述成分进行配比；将混合后的物料在造球机上用水湿润滚动成球，直径20mm，用水湿润时水的用量以能够使物料成球为准；
然后自然干燥至水分重量含量<1%，获得转炉泡沫渣压渣剂； 使用方法为
在150t转炉上冶炼普通钢，铁水经预脱硫处理；
将转炉泡沫渣压渣剂输送到转炉顶料仓中，由供料系统加入到转炉内，在碳氧化中期前平均分二次加入，总加入量为2kg/t钢液；
加入泡沫渣压渣剂后，转炉内的泡沫化趋势明显减小，冶炼过程平稳，终点命中率提高。采用同样设备按原有技术精炼，渣量，冶炼终点成分和温度控制水平一般，有时铁水不够造成生产节奏不正常，会有喷溅和溢渣现象出现。实施例2
转炉泡沫渣压渣剂的成分按重量百分比含Ca030%，Mg025%, Al20310%, Si0210%, FeOO. 9%，Β2032· 0%，杂质22. 1%，外观为直径25mm的球状；
制备方法为将硼泥粉、冶金石灰粉和铝灰混合均勻，混合比例根据各原料的化学分析结果按上述成分进行配比；将混合后的物料在造球机上用水湿润滚动成球，直径25mm，用水湿润时水的用量以能够使物料成球为准；
然后在120士 10°C条件下烘干至水分重量含量<1%，获得转炉泡沫渣压渣剂； 使用方法为
80t转炉冶炼普通钢，铁水经预脱硫处理，铁水成分不稳定；
将转炉泡沫渣压渣剂输送到转炉顶料仓中，由供料系统加入到转炉内，在碳氧化中期前平均分三次加入，总加入量为2. 5kg/t钢液；
使用后泡沫渣压渣剂具有压渣、造渣、化渣的多方面效果，加速成渣并有抑制泡沫渣过度发展的效果；采用同样设备按原有技术精炼，渣量，冶炼终点控制水平一般，有喷溅和溢渣现象出现。实施例3
转炉泡沫渣压渣剂的成分按重量百分比含Ca030%，Mg025%, Al20310%, Si0210%, FeOO. 5%，B2032. 5%，杂质22%，外观为直径30mm的球状；
制备方法为将硼泥粉、冶金石灰粉和铝灰混合均勻，混合比例根据各原料的化学分析结果按上述成分进行配比；将混合后的物料在造球机上用水湿润滚动成球，直径30mm，用水湿润时水的用量以能够使物料成球为准；
然后在120士 10°C条件下烘干至水分重量含量<1%，获得转炉泡沫渣压渣剂； 使用方法为将转炉泡沫渣压渣剂输送到转炉顶料仓中，由供料系统加入到转炉内，在碳氧化中期前平均分三次加入，总加入量为3kg/t钢液；
使用后泡沫渣 压渣剂具有压渣、造渣、化渣的多方面效果，加速成渣并有抑制泡沫渣过度发展的效果；采用同样设备按原有技术精炼，渣量，冶炼终点成分控制水平一般，有喷溅和溢渣现象出现。
权利要求
1.一种转炉泡沫渣压渣剂，其特征在于该压渣剂的成分按重量百分比含Ca03(T35%， Mg02(T25%，Al20310 15%，Si02l(Tl5%，FeO<l%, B2O3L 5 2. 5%，余量为杂质。
2.根据权利要求1所述的一种转炉泡沫渣压渣剂，其特征在于该压渣剂为直径 20"30mm的球状。
3.—种权利要求1所述的转炉泡沫渣压渣剂的使用方法，其特征在于按以下步骤进行在转炉吹炼的碳氧化期，将转炉泡沫渣压渣剂加入到转炉内，加入量为2 3kg/t钢液； 所述的转炉泡沫渣压渣剂的成分按重量百分比含Ca03(T35%，Mg02(T25%，Al203l(Tl5%， Si0210 15%，Fe0<l%, B2O3L 5 2. 5%，余量为杂质。
4.根据权利要求3所述的转炉泡沫渣压渣剂的使用方法，其特征在于转炉泡沫渣压渣剂在转炉吹炼的碳氧化中期前分二次或者三次加入到转炉内。
全文摘要
一种转炉泡沫渣压渣剂及其使用方法，转炉泡沫渣压渣剂的成分按重量百分比含CaO30~35%，MgO20~25%，Al2O310~15%，SiO210~15%，FeO<1%，B2O31.5~2.5%，余量为杂质；使用方法为在转炉吹炼的碳氧化期，将转炉泡沫渣压渣剂加入到转炉内，加入量为2~3kg/t钢液。本发明的产品所用是相应行业生产后的废品，对节约能源和提高资源利用率及环境保护都有利，同时有助于促进转炉内适当泡沫化问题。
文档编号C21C5/28GK102212639SQ201110134378
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者戴云阁, 王德康 申请人:大石桥市荣源镁矿有限公司