专利名称：一种转炉用无氟化渣剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及炼钢用转炉炉渣助熔剂，尤其涉及一种转炉用无氟化渣剂及其制备方
法。
背景技术：
炼钢的过程是炼渣的过程。造好渣是炼钢工艺中重要环节，如转炉炼钢炉渣的理化性质及渣量，关系到钢中杂质的去除，关系到金属中上浮非金属夹杂物的吸收，关系到喷溅大小和金属的收得率。石灰是常用的造渣材料，冶炼过程中CaO易与SiO2反应生成高熔点的C2S (2050°C)，会造成炉渣粘稠，影响了成渣速度和出现“反干”现象，导致氧枪粘钢、金属喷溅、炉渣脱夹杂能力下降等一系列问题。因此，炼钢同时需同时进行化渣，使渣尽快具有适当的碱度、氧化性和流动性，以使钢铁冶炼尽快进行。转炉用化渣剂的开发应具备以下几方面原则1)熔点低、化渣能力强、避免高熔点C2S生成；2)对炉衬侵蚀作用小；3)不污染钢水；4)对生态环境污染小；5)熔化吸热少；6)成本适中、质量稳定、用量合适。萤石是目前常用的助熔化渣剂，主要成分为CaF2，具有熔点低且与CaO、硅酸钙生成低熔点共晶物质的特性，如CaF2与CaO在1362°C共晶，CaF2与Ca0、Si02形成三元共晶体枪晶石3Ca0 · 2Si02 · CaF2的熔点为1130°C，因此萤石具有很强的助熔化渣作用。此外，萤石还可以破坏硅酸盐渣系中硅氧络合离子的网状结构，从而有效降低渣的粘度。但利用萤石化渣存在如下缺点炉衬侵蚀性强、污染环境、危害人体健康、萤石品位质量不稳定，面临逐步被淘汰境地。因此，需要开发新型的无氟化渣剂。中国专利CN101082072A公开了《一种炼钢炉渣的新型化渣剂》一定程度上解决了上述技术问题，但是产品存在以下问题(I)熔化吸热量高，不利于化渣；(2) TFe含量高达60 85%，易发生反应(FeO)+C= (Fe)+CO，侵蚀炉衬、影响炉龄。若单纯采用Al2O3化渣，会因Al2O3熔点高，作用不明显。有报道指出采用TFe与Al2O3联合化渣会满足生产需要，但实际应用发现因熔池反应动力学条件不满足而导致化渣效果偏差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种转炉用无氟化渣剂及其制备方法。其突出特点是加入的金属铝会还原渣中的氧化铁(2Al+3Fe0=Al203+3Fe)增加钢水的金属收得率，反应发生同时放出大量热量有助于化渣；此外，反应生成的Al2O3因活性高，又会进一步参与化洛。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种转炉用无氟化渣剂，它含有金属招(Al)、三氧化二招(A1203)、铁及其氧化物(TFe)、二氧化娃(SiO2)、氧化|丐(CaO)、氧化镁(MgO)及不可避免的其它杂质；其所含组份的重量百分比分别为金属铝I 15、三氧化二招38 55、铁及其氧化物8 22、二氧化娃;^ 20、氧化10、氧化镁< 4,其它物质余量。
在上述转炉用无氟化渣剂中，所述金属铝为铝灰或铝屑或含铝废料或铝铁合金或铝粒，或其中的两种或两种以上以任意比例的混合的混合物。上述转炉用无氟化渣剂的制备方法，具有如下工艺流程1)原材料取样分析及备料；2)配料按预定配比对所用物料称量；3)混料将上述原料混合加入混碾机混匀后进行混碾就，得混匀物料；4)压球将上述混匀物料放入对辊式压球机内滚压成球，球径为5 40mm ；5)焙烧将上述筛分合格的球粒进入隧道窑中于100 500°C烘烤处理30 100分钟，成品水份O. 5%以下时冷却、筛分、包装、入库。本发明的有益效果是可显著改善熔池反应动力学条件，化渣效果好，很好解决了因炉渣“返干”造成的氧枪粘钢、金属喷溅及炉渣脱S、P能力差问题；降低渣中TFe含量，增加钢水的金属收得率，降低钢水吨耗成本；减少炉衬侵蚀，溅渣护炉效果好；因不含F—，益于环保，实现无氟炼钢，适合于转炉炼钢生产进程清洁化的要求。
具体实施例方式
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实施例I
一种转炉用无氟化洛剂，它含有金属铝(Al)、三氧化二铝(A1203)、铁及其氧化物(TFe)、二氧化硅(Si02)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)及不可避免的其它杂质；其所含组份的重量百分比分别为金属招I 15、三氧化二招38 55、铁及其氧化物8 22、二氧化娃< 20、氧化10、氧化镁< 4,其它物质余量。上述转炉用无氟化渣剂中，所述金属铝为铝灰或铝屑或含铝废料或铝铁合金或铝粒，或其中的两种或两种以上以任意比例的混合的混合物。上述转炉用无氟化渣剂的制备方法，具有如下工艺流程
O原材料取样分析及备料
将金属铝粒、矾土粉、氧化铁皮及结合剂(木质素黄酸钙)采购到位分别储存，并对原料取样分析，其化学组成分别是
金属铝粒A1彡90% ；
矾土粉A1203 彡 70%、SiO2 彡 25% ；
氧化铁皮70% ( TFe ( 90% ；
结合剂(木质素黄酸钙)木质素含量>50 65%
2)配料:
将取样分析后的原料称重金属铝粒80kg、矾土粉700kg、氧化铁皮220kg、结合剂(木质素黄酸韩)15kg ；
3)混料
将上述原料混合加入混碾机混匀后进行混碾就，得混匀物料；
4)压球
将上述混匀物料放入对辊式压球机内滚压成球，球径为5 40mm ；
5)焙烧
将上述筛分合格的球粒进入隧道窑中于200°C烘烤处理100分钟，成品水份O. 5%以下时冷却、筛分、包装、入库。以上实施的成品化学成分的组份含量按重量百分比分别为Al 7. 1%, Al2O3 52. 4%, TFe 17. 5%, SiO2 17. 4%, CaO 3. 6%, MgO I. 2%。实施例2
一种转炉用无氟化洛剂，它含有金属铝(Al)、三氧化二铝(A1203)、铁及其氧化物(TFe)、二氧化硅(Si02)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)及不可避免的其它杂质；其所含组份的重量百分比分别为金属招I 15、三氧化二招38 55、铁及其氧化物8 22、二氧化娃< 20、氧化10、氧化镁< 4,其它物质余量。上述转炉用无氟化渣剂中，金属铝为铝灰或铝屑或含铝废料或铝铁合金或铝粒，或其中的两种或两种以上以任意比例的混合的混合物。上述转炉用无氟化渣剂的制备方法，具有如下工艺流程
O原材料取样分析及备料 将铝灰、铁矾土及结合剂(木质素黄酸钙)采购到位分别储存，并对原料取样分析，其化学组成分别是
铝灰8% ^ Al ^ 15%、60% ( Al2O3 ( 80% ；
铁矾土 =Al2O3 彡 35%、SiO2 ( 25%、10% ( TFe ( 30% ；
结合剂(木质素黄酸钙)木质素含量>50 65%
2)配料
将取样分析后的原料称重招灰350kg、铁帆土 650kg、结合剂(木质素黄酸|丐)IOkg ；
3)混料
将上述原料混合加入混碾机混匀后进行混碾就，得混匀物料；
4)压球
将上述混匀物料放入对辊式压球机内滚压成球，球径为5 40mm ；
5)焙烧
将上述筛分合格的球粒进入隧道窑中于500°C烘烤处理30分钟，成品水份O. 5%以下时冷却、筛分、包装、入库。以上实施的成品化学成分的组份含量按重量百分比分别为
Al 4. 9%, Al2O3 45. 2%, TFe 19. 7%, SiO2 16. 8%, CaO 8. 4%, MgO 3. 5%。实施例3
一种转炉用无氟化洛剂，它含有金属铝(Al)、三氧化二铝(A1203)、铁及其氧化物(TFe)、二氧化硅(Si02)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)及不可避免的其它杂质；其所含组份的重量百分比分别为金属招I 15、三氧化二招38 55、铁及其氧化物8 22、二氧化娃< 20、氧化10、氧化镁< 4,其它物质余量。上述转炉用无氟化渣剂中，金属铝为铝灰或铝屑或含铝废料或铝铁合金或铝粒，或其中的两种或两种以上以任意比例的混合的混合物。上述转炉用无氟化渣剂的制备方法，具有如下工艺流程
O原材料取样分析及备料
将铝屑、铁矾土及结合剂(木质素黄酸钙)采购到位分别储存，并对原料取样分析，其化学组成分别是
铝屑30% ^ Al ^ 80% ；
铁矾土 A1203 彡 35%、SiO2 ( 25% ；10% ( TFe ( 30% ；结合剂(木质素黄酸钙)木质素含量>50 65%
2)配料
将取样分析后的原料称重铝屑80Kg、铁矾土 920Kg、结合剂(木质素黄酸钙)20kg ；
3)混料
将上述原料混合加入混碾机混匀后进行混碾就，得混匀物料；
4)压球
将上述混匀物料放入对辊式压球机内滚压成球，球径为5 40mm ； 5)焙烧
将上述筛分合格的球粒进入隧道窑中于300°C烘烤处理60分钟，成品水份O. 5%以下时冷却、筛分、包装、入库。以上实施的成品化学成分的组份含量按重量百分比分别为
Al 6. 5%, Al2O3 54. 3%, TFe 10. 8%, SiO2 15. 3%, CaO 9. 1%, MgO 2. 9%。实施例4
一种转炉用无氟化洛剂，它含有金属铝(Al)、三氧化二铝(A1203)、铁及其氧化物(TFe)、二氧化硅(Si02)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)及不可避免的其它杂质；其所含组份的重量百分比分别为金属招I 15、三氧化二招38 55、铁及其氧化物8 22、二氧化娃< 20、氧化10、氧化镁< 4,其它物质余量。上述转炉用无氟化渣剂中，金属铝为铝灰或铝屑或含铝废料或铝铁合金或铝粒，或其中的两种或两种以上以任意比例的混合的混合物。上述转炉用无氟化渣剂的制备方法，具有如下工艺流程
O原材料取样分析及备料
将含铝废料、矾土粉、氧化铁皮及结合剂(木质素黄酸钙)采购到位分别储存，并对原料取样分析，其化学组成分别是
含铝废料3% ^ Al ^ 10% ；
矾土粉A1203 彡 70%、SiO2 彡 25% ；
氧化铁皮70% ( TFe ( 90% ；
结合剂(木质素黄酸钙)木质素含量>50 65%
2)配料:
将取样分析后的原料称重含铝废料20kg、矾土粉800kg、氧化铁皮180 kg、结合剂(木质素黄酸钙)18kg ；
3)混料
将上述原料混合加入混碾机混匀后进行混碾就，得混匀物料；
4)压球
将上述混匀物料放入对辊式压球机内滚压成球，球径为5 40mm ；
5)焙烧
将上述筛分合格的球粒进入隧道窑中于400°C烘烤处理50分钟，成品水份O. 5%以下时冷却、筛分、包装、入库。以上实施的成品化学成分的组份含量按重量百分比分别为
Al I. 3%, Al2O3 50. 6%, TFe 15. 3%, SiO2 19. 5%, CaO 8. 4%, MgO 3. 2%。
试验应用例采用本发明实施例2制备的转炉用无氟化渣剂，2011年7月在国内某大型钢厂的150吨转炉上进行试验，试验过程和数据结果表明加入该无氟化渣剂后，熔渣的流动性好，渣中的氧化铁含量下降约5%，炉壁挂渣、护炉效果好，无氧枪粘钢、金属喷溅现象，有利促进了熔渣对钢中S、 P的吸附、去除，效果显著。
权利要求
1.一种转炉用无氟化渣剂，其特征在于它含有金属铝(Al)、三氧化二铝(A1203)、铁及其氧化物(TFe)、二氧化娃(5102)、氧化|丐(0&0)、氧化镁(1%0)及不可避免的其它杂质；其所含组份的重量百分比分别为金属铝I 15、三氧化二铝38 55、铁及其氧化物8 22、二氧化硅< 20、氧化钙< 10、氧化镁< 4，其它物质余量。
2.根据权利要求I所述的转炉用无氟化渣剂，其特征在于所述的金属铝为铝灰或铝屑或含铝废料或铝铁合金或铝粒，或其中的两种或两种以上以任意比例的混合的混合物。
3.—种如权利要求I或2所述转炉用无氟化渣剂的制备方法，其特征是该制备方法包括以下步骤 I)原材料取样分析及备料；2)配料按预定配比对所用物料称量；3)混料将上述原料混合加入混碾机混匀后进行混碾就，得混匀物料；4)压球将上述混匀物料放入对辊式压球机内滚压成球，球径为5 40mm ;5)焙烧将上述筛分合格的球粒进入隧道窑中于100 500°C烘烤处理30 100分钟，成品水份O. 5%以下时冷却、筛分、包装、入库。
全文摘要
本发明涉及一种转炉用无氟化渣剂及其制备方法，它含有金属铝、三氧化二铝、铁及其氧化物、二氧化硅、氧化钙、氧化镁及不可避免的其它杂质，适应于转炉炼钢时化渣。所用原料普通，成球工艺先进、可靠，无氟化渣剂使用方便。本发明的优点是可显著改善熔池反应动力学条件，化渣效果好，很好解决了因炉渣“返干”造成的氧枪粘钢、金属喷溅及炉渣脱S、P能力差问题；降低渣中TFe含量，增加钢水的金属收得率，降低钢水吨耗成本；减少炉衬侵蚀，溅渣护炉效果好；因不含F-，益于环保，实现无氟炼钢，适合于转炉炼钢生产进程清洁化的要求。
文档编号C21C5/36GK102827990SQ20121030785
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者王国华, 许双贵, 汪汉杰, 陈希来, 贾晓 申请人:西峡县恒基冶材有限公司