专利名称：一种用废弃料和钢渣制备镁球用于炼钢的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及炼钢连铸机使用的中间包废弃涂料、转炉炼钢钢渣磁选后尾渣的回收利用，将其添加部分的粘结剂，制成镁球，替代与减少白云石的使用量，改善工业垃圾对炼钢厂的环境污染。
背景技术：
连铸机中间包使用的镁钙质涂料，其主成分为氧化镁，其在中间包涂料中间的质量百分数在75%以上，按照材质主要分为镁钙质、镁铝质、干式料三大类；不论哪一种中间包涂料，使用前采用湿法搅拌成为泥团状，或者采用粘结剂，在中间包内壁上涂抹成型，然后烘烤作为耐材使用。连铸机在作业过程中，中间包涂料有一部分在钢水的物理冲刷作用下进入钢液，成为夹杂物上浮于中间包表面的渣层内，或者沿着中间包涂料中间的孔隙进入中间包涂料内，或者留在钢液内，这一部分占中间包涂料的三分之一，其余三分之二的涂料随着中间包一个浇次的结束被倾翻到中间包翻包区，成为一种炼钢的废弃物。由于这种废弃物，在翻包使用过程中，中间包覆盖剂渣中含有Al、K、Na离子的氧化物混入其中，由于含有了 Al、K、Na离子，将会降低这种废弃物的熔点，所以中间包废弃的涂料难以作为耐火材料循环使用。目前国内钢厂的做法是将其作为工业垃圾排放，这种垃圾中有价值的电熔镁砂没有得到有效的利用，对于中国的镁质资源都是一种严重的损害。
此外，炼钢过程中产生的氧化性钢渣，在经过热泼、滚筒渣、风淬、热闷、浅盘法等工艺处理以后，利用磁选工艺，选出其中含铁的原料返回炼钢、烧结、炼铁等工序使用以后， 还有部分的含TFe在4-8%的尾渣，用于其它的用途，还有一部分废弃，没有全量的利用，附加值很低。另外一方面，转炉炼钢过程中，为了造渣的需要和保护炉衬，加入白云石、轻烧白云石、镁钙石灰以及其他含有氧化镁的原料，其一是为了增加渣中氧化镁的含量，有助于石灰的溶解，有利于早期成渣参与脱碳、脱磷的反应；其二是为了增加炉渣的粘度，减少炉渣对于炉衬的物理冲刷侵蚀。理想的渣中氧化镁的含量在8 14%。使用轻烧白云石或镁钙石灰，用量较大，造成化渣的时间长，加料操作时间长，渣中氧化镁含量不稳定，成渣速度慢，渣量较大等缺陷，
检索文献 披露(I)吴武华、薛文东、高长贺等连铸中间包工作衬的历史及其最新研究进展材料导报2006 (20卷)该文献披露了连铸机中间包使用的涂料向更高氧化镁含量的干湿料方向发展，文章没有提及中间包涂料使用以后如何有效利用的问题.(2)王爱东、赵建平镁质干式料在薄板坯连铸中间包上的应用耐火材料2004 (4)该文献阐述了连铸机中间包涂料向干式料发展的工艺方向，是炼钢技术进步的一个趋势，同样也没有提及中间包涂料使用以后，如何处理.(3)朱新华，冯聚和，李玲珍溅渣护炉技术发展现状及其应用河北理工学院学报2006 (4)该文献介绍了转炉溅渣护炉工艺的特点，以及为了实现这一工艺目的，转炉冶炼过程中普遍使用轻烧白云石、镁钙石灰、白云石压块等含氧化镁的渣料、没有提及使用连铸机中间包废弃涂料作为增加渣中氧化镁含量的材料.由以上文献可知，目前还没有在转炉炼钢过程中，系统而有效的利用废弃中间包涂料的方法。
本发明将转炉吹炼过程中渣中需求的氧化镁，全部或者大部分由氧化镁含量较高的废弃中间包涂料和氧化镁含量较低的转炉炼钢尾渣结合制备的镁球提供，全量或者部分替代传统炼钢工艺使用的白云石，有利于减少转炉冶炼过程中产生的渣量，这一点对于转炉炼钢来说是大有裨益的。由氧化镁含量较高的废弃中间包涂料和氧化镁含量较低的转炉炼钢尾渣结合制备的镁球，含有硅酸二钙等成分，是转炉基础渣的主要成分，能够帮助转炉冶炼过程中迅速成渣，缩短成渣时间，优化转炉的吹炼过程。转炉炼钢厂产生的中间包废弃涂料和炼钢尾渣得到了最大限度的资源化循环使用，最大限度的提高了它们循环利用的附加值，减少了炼钢厂对于白云石的需求量，节约了资源。发明内容
本发明的目的在于利用中间包废弃涂料含有较高的氧化镁的特点，结合炼钢尾渣含有硅酸二钙的有利成分，添加硅酸盐水泥为粘结剂，使之造球，应用于转炉炼钢，实现炼钢废弃物的循环利用，达到节能减排的目的。
本发明的目的是这样实现的一种用废弃料和钢渣制备镁球用于炼钢的工艺，分步骤实施；
步骤I镁球制备
将中间包废弃涂料/炼钢尾渣/硅酸盐水泥按质量比1. 26-1.8:1:0.1混匀，然后加水拌合，其加水量为110-200kg/吨；拌合均匀后采用钢渣粉压球机压制成球，其粒径为10-30_，再经烘干机烘干备用；其中废弃涂料需先破碎再使用，其粒径为3-5_;
步骤2镁球投加
方案I在120吨转炉炼钢开吹前30s，将石灰、镁球依次加入，石灰加入量为 2. 8-4. O吨，镁球加入量为2. 0-2. 5吨，其中镁球的加入量占镁球总量的55%，剩余的45% 在第二批渣料中投加；镁球投加完毕，转炉按常规的冶炼程序操作即可；
方案2在120吨转炉炼钢开吹前30s，将镁球和白云石混合加入，其镁球与白云石投加质量比为1.5:1 ;镁球投加完毕，转炉按常规的冶炼程序操作即可。
本发明的技术原理利用中间包废弃涂料与炼钢尾渣和硅酸盐水泥造镁球，在转炉开吹的同时加入，随着熔池的温度升高，镁球中间的低熔点岩相物质很快熔化，镁球中间的氧化镁参与成渣反应，能够生成对于冶炼有利的钙镁橄榄石等物质，并且镁球中间的硅酸二钙和硅酸三钙可以直接与脱磷的产物快速结合为磷酸三钙和磷酸四钙，所以加入镁球以后，转炉初渣的成渣速度比加入白云石相比快I 3min，脱磷效果优于传统的使用白云石造渣的脱磷效果；随着冶炼的进行，以及石灰渣料的陆续加入，渣中MgO含量达到饱和状态，吹炼进行到终点时，炉渣碱度超过3. O以后，MgO在渣中的溶解度下降到8%，当渣中 MgO含量超过其溶解度时，有部分溶解的MgO以结晶态析出，这样能够最大限度的满足转炉脱碳脱磷与保护炉衬，实现冶炼结束以后溅渣护炉工艺 的展开，使用量低于使用白云石的量，还能够提高废钢加入的比例。
本发明基于以上的特点，从连铸机中间包废弃涂料和炼钢尾渣的成分和组织结构的特点入手，将二者添加部分对于转炉炼钢没有明显负面影响的硅酸盐水泥，其主成分中间硅酸二钙，硅酸三钙，铝酸三钙的总含量大于92%，压制成为球状的炼钢原料，用于转炉炼钢使用，效果极佳；本工艺不仅能够消化炼钢厂产生的工业废物，还能够优化冶炼的工艺，体现出极好的循环经济实例，彰显技术进步。
具体实施方式
以下结合实施例对发明作进一步说明。
实施例
以一座3 X 120吨转炉为例
转炉年产钢500万吨，使用镁钙质中间包涂料，吨钢2kg，有1. 2kg随着中间包的翻包作业脱落到翻包区域，具体操作如下.
I)中间包翻包以后，将铸余钢块使用行车或者吊车拉走，剩余的中间包涂料，挑拣出其中的杂物以后，使用徐工集团的ZL50G轮式装载机将其装入卡车，拉运到造球生产区域待用；
2)转炉的氧化钢渣经过热闷渣工艺，磁选完含铁金属料以后剩余的尾渣，将尾渣拉运到造球生产区域待用；
3)采购部分的硅酸盐水泥，拉运到造球生产区域待用；
4)将以上原料按照中间包废弃涂料/炼钢的尾渣/硅酸盐水泥按照质量比 1.6:1:0.1的比例混匀，然后加水拌合，使用钢渣粉压球机或者耐火材料压球机压制成 20mm的球体，烘干后待用；
5)将制好的镁球拉运到转炉炼钢厂副原料区域，使用皮带机将镁球运输到转炉冶炼使用的高位料仓待用；
6)转炉使用含MgO为31%的白云石每炉加入3. 5吨，换算的镁球加入量为每炉2.1 吨，在不使用白云石，每炉加入镁球2.1吨即可，或者加入混合的镁球和白云石，其加入比为1. 5:1，其中石灰中CaO含量>90% ;然后加水拌合，其加水量为200kg/吨，使用钢渣粉压球机压制成20_的球体，经烘干机烘干，其中先将废弃涂料破碎，粒径在4_使用；
7)在120吨转炉开吹前30s,加入第一批石灰和镁球,第一批镁球的加入量占总镁球量的55%，剩余的45%在第二批渣料中投加，转炉石灰加入量为4. O吨，镁球加入量为2. 5 吨，投加镁球完毕，转炉按照正常的冶炼程序进行冶炼即可。
采用本工艺制备的镁球，经验证其成分质量百分比为CaO彡40% ；Si02 ( 5. 7% ； MgO ≥50% ；S≤ O. 085% ；P ( O. 14% ;水分≤ 2. 0%。
本工艺选用的钢渣粉压球机由郑州市科华电器设备有限公司生产，型号为 KY-20A ;钢渣粉压球机由河南红星机器有限公司生产，型号为Y160M-R3。
权利要求
1.一种用废弃料和钢渣制备镁球用于炼钢的工艺，其特征在于分步骤实施； 步骤I镁球制备 将中间包废弃涂料/炼钢尾渣/硅酸盐水泥按质量比1.26-1.8:1:0.1混匀，然后加水拌合，其加水量为110-200kg/吨；拌合均匀后采用钢渣粉压球机压制成球，其粒径为10-30mm,再经烘干机烘干备用；其中废弃涂料需先破碎再使用，其粒径为3_5mm ; 步骤2镁球投加 方案I在120吨转炉炼钢开吹前30s，将石灰、镁球依次加入，石灰加入量为2. 8-4. O吨，镁球加入量为2. 0-2. 5吨，其中镁球的加入量占镁球总量的55%，剩余的45%在第二批渣料中投加；镁球投加完毕，转炉按常规的冶炼程序操作即可； 方案2在120吨转炉炼钢开吹前30s，将镁球和白云石混合加入，其镁球与白云石投加质量比为1.5:1 ;镁球投加完毕，转炉按常规的冶炼程序操作即可。
2.根据权利要求1所述工艺，其特征在于转炉使用含MgO31%的白云石和含Ca0>90%的石灰。
全文摘要
本发明提供的一种用废弃料和钢渣制备镁球用于炼钢的工艺，步骤1将原料中间包废弃涂料/炼钢的尾渣/硅酸盐水泥质量比1.26-1.8:1:0.1混匀，加水110-200kg/吨拌合，采用钢渣粉压球机压制成10-30mm的球，经烘干机烘干备用；其中废弃涂料破碎粒径为3-5mm；步骤2在120吨转炉炼钢开吹前30s，将石灰、镁球依次加入，石灰加入量为2.8-4.0吨，镁球加入量为2.0-2.5吨，其中镁球的加入量占镁球总量的55%，剩余的45%在第二批渣料中投加；或者在120吨转炉炼钢开吹前30s，将镁球和白云石混合加入，其镁球与白云石投加质量比为1.5:1；投加镁球完毕，转炉按照常规的冶炼程序操作即可。
文档编号C21C5/28GK103031400SQ20121035882
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者俞海明, 王瑞利, 段建勇, 徐涛, 黄星武, 王晟安, 周兰新, 陈跃军, 王伟, 胡永胜, 姜新平, 戴达奎, 王洪林, 徐江, 马辉, 杜嘉伦, 陈婷, 刘光宇 申请人:新疆八一钢铁股份有限公司