专利名称：用于aod双渣法冶炼化渣剂及aod双渣法冶炼化渣方法
技术领域：
本发明涉及一种不锈钢冶炼化渣剂及冶炼化渣方法，主要是涉及用于AOD双渣法冶炼化渣剂及AOD双渣法冶炼化渣方法，属于不锈钢冶炼领域。
背景技术：
目前炼钢过程多使用萤石作造渣化渣剂，因为萤石中的主要成分CaF2可以加速炉渣快速熔化，使较稠的炉渣变稀，以增加炉渣的流动，使之易于脱硫，但在高温和炉渣的作用下，CaF2部分部分变成挥发物，对设备、人体和环境都有大量伤害，尤其是不锈钢冶炼常用的AOD炉，通常会受到CaF2侵蚀炉衬、包衬的现象，对于双渣法冶炼工艺来说，两次造渣使CaF2侵蚀炉衬、包衬的现象更为严重，另外，萤石作为化渣剂的主要成分，使用量很高，而萤石由于数量有限价格也越来越高，因此无论从环保还是成本考虑，都迫切需要研究改进型的化渣剂，专利公开号为CN1027003639 (2012-10-03)的中国专利，公开了一种无氟化渣齐U，该化渣剂的主要成分为铝矾土，该方法虽然不含F_，但是对于AOD双渣法冶炼不锈钢来 讲，成本仍然偏高，而且化渣效果还不够。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种AOD双渣法冶炼化渣剂，所述化渣剂由第一组分和第二组分组成；所述第一组分为浇钢上浇注之后产生的废弃物高铝废砖；所述第二组分为萤石；所述高铝废砖包含有下列质量百分比(％)的组分=Al2O368-72，SiO2 22-28，CaO 2-5, Fe2O3 2-5;所述第一组分与所述第二组分的质量比值为O. 5 I。该AOD双渣法冶炼化渣剂成本低，利于环保且化渣综合效果好。为了提高不锈钢的使用性能，通常采用AOD双渣法冶炼，生产低磷钢水，而在AOD双洛法冶炼中，AOD炉预还原步骤使用萤石进行化洛的量一般为每炼I吨钢加入萤石20-28Kg，而每吨萤石的价格大概在2000-2500元，因此，成本非常高；本发明采用高铝废砖和萤石组成化渣剂可以大大降低成本，因为本发明中高铝废砖浇钢上浇注之后产生的废弃物，主要成分为质量分数为68-72%的Al2O3，22-28%的SiO2, 2-5%的CaO和2-5%的Fe2O3,另外还含有少许杂质；一般炼钢厂会以低于35元/吨的价格出售该高铝废砖，因此，通过高铝废砖的加入，使化渣的成本大大降低。本发明中高铝废砖和萤石的加入量不仅从炉渣的熔点、黏度、碱度、化渣能力方面进行考虑，还要从其自身的作用效果和与萤石相互配合进行确定，本发明人经过长期研究才得出在AOD冶炼时所述第一组分与所述第二组分的质量比值为O. 5 :1的关系。高铝废砖中含有丰富的Al2O3,其加入到预还原渣中后会形成CaO-SiO2-Al2O3三元渣系(或CaO-SiO2-Al2O3-CaF2四元渣系)替代原来CaO-SiO2-CaF2三元渣系，以达到降低渣熔点，达到化渣还原的目的，因为利用高铝砖加入可以有效调整预还原渣中Al2O3的含量，使CaO-Al2O3-SiO2三元系渣处于低熔点位置，另外，根据碱性氧化渣在1600°C时的黏度(Pa. S)和组成关系的近似公式Lg η 1600 ν =2. 882+0. 0455 (Al2O3) -O. 509 (SiO2) +1. 17 (P2O5) -23. 2 (S) -O. 0122 (MnO) +O. 0165 (FeO) -O. 0322 (Fe2O3) -O. 0201 (MgO) +0. 0178 (CaO)，通过对该公式的计算，控制 Al2O3的加入量进而控制高铝废砖的加入量，以使炉渣黏度控制在O. 4 Pa. S左右，再结合附图1中关于CaO-Al2O3-SiO2-系的黏度关系图上可以看出，黏度最小值为O. 3 Pa. S，该区域对应在Al2O3含量为3%-8%左右，最后，发明人将CaO-Al2O3-SiO2渣系中Al2O3的含量最终控制在3%-4. 5%，该含量可以在尽量避免碱度降低的情况下，最大可能降低炉渣黏度，增加炉渣的流动性，满足冶炼的需求。本发明用高铝废砖中Al2O3含量高质量分数为68-72%，而Al2O3在950°C左右会受热分解成Y-Al2O3，为表面具有细孔的疏松结构，对化渣很有用，另外，本发明用高铝砖中SiO2含量高质量分数为22-28%，SiO2也具有较强的化渣能力。本发明萤石中的0&匕可以使炉渣中主要成分CaO的熔点最低降至1360°C，本发明用高铝废砖中Al2O3可以使炉渣中主要成分CaO的熔点最低降至1395°C，本发明人在AOD冶炼时通过对高铝废砖和萤石加入量的合理调整，不仅可以降低炉渣熔点，还使AOD双渣法冶炼时化渣工艺成本大大降低，对环境、身体和设备的影响也大大降低。作为优选，所述AOD双渣法冶炼中渣系包含有下列质量百分比(％)的组分CaO61-65，SiO2 31-35，Al2O3 3_5。渣系中还有少量杂质。作为优选，所述高铝废砖的厚度小于10厘米。本发明可以将厚度小于10厘米的高铝废砖直接加入到钢液中，无需磨细，因为高铝砖是随硅铁一同加入，该段时间是AOD炉炉内温度最高的时间段，并且伴随渣固态渣向液态渣的转化，使得A1203可以充分进入炉渣，起到化渣的目的，并且经过6-7分钟的搅拌，在高温，强搅拌，化学反应三重作用下，块状的高铝废砖可以完全化开，达到破石灰，化渣还原的效果。作为优选，所述高铝废砖的厚度小于6厘米。本发明的另一个目的是提供一种AOD双渣法冶炼化渣方法，所述化渣方法采用由第一组分和第二组分组成的化渣剂；所述第一组分为浇钢上浇注之后产生的废弃物高铝废砖；所述第二组分为萤石；所述高铝废砖包含有下列质量百分比(％)的组分=Al2O368-72，SiO2 22-28，CaO 2-5, Fe2O3 2-5 ;所述第一组分与所述第二组分的质量比值为O. 4 I ;将所述化渣剂在AOD炉精炼还原的预还原过程中随预还原剂硅铁一起加入钢中，并将AOD炉中炉渣碱度控制为2-4，炉渣黏度控制在O. 3-0. 4，搅拌时间控制为5_8分钟。本发明的碱度是指炉渣中CaO与SiO2的比值，本发明中炉渣碱度和黏度的控制都是由化渣剂的加入量和加入时间以及高铝废砖和萤石相互作用配合来实现的。作为优选，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖6_13Kg。作为优选，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖8-1 lKg。作为优选，所述AOD冶炼时按AOD炉的使用次数分别计算高铝废砖和萤石的加入量所述使用次数为0-20时，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖9-llKg，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入萤石5-7Kg ;所述使用次数为20-40时，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖7-9Kg，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入萤石7-9Kg ;所述使用次数为40-60时，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖5-7Kg，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入萤石9-llKg。对于使用次数不同的AOD炉分别调整高铝废砖和萤石的加入量，可以使化渣效果更好。
本发明的有益效果是1、本发明AOD炉预还原步骤使用萤石进行化渣的量一般为每炼I吨钢加入萤石20-28Kg，而每吨萤石的价格大概在2000-2500元，因此，成本非常高；本发明采用高铝废砖和萤石组成化渣剂可以大大降低成本。2、本发明用高铝废砖中Al2O3含量高质量分数为68-72%，而Al2O3在950°C左右会受热分解成Y-Al2O3，为表面具有细孔的疏松结构，对化渣很有用，另外，本发明用高铝砖中SiO2含量高质量分数为22-28%，SiO2也具有较强的化渣能力。3、本发明萤石中的CaF2可以使炉渣中主要成分CaO的熔点最低降至1360°C，本发明用高铝废砖中Al2O3可以使炉渣中主要成分CaO的熔点最低降至1395°C，本发明人在AOD冶炼时通过对高铝废砖和萤石加入量的合理调整，不仅可以降低炉渣熔点，还使AOD双渣法冶炼时化渣工艺成本大大降低，对环境、身体和设备的影响也大大降低。
4、本发明可以将厚度小于10厘米的高铝废砖直接加入到钢液中，无需磨细，因为高铝砖是随硅铁一同加入，该段时间是AOD炉炉内温度最高的时间段，并且伴随渣固态渣向液态渣的转化，使得Al2O3可以充分进入炉渣，起到化渣的目的，并且经过6-7分钟的搅拌，在高温，强搅拌，化学反应三重作用下，块状的高铝废砖可以完全化开，达到破石灰，化渣还原的效果。5、本发明采用高铝废砖和萤石组成化渣剂，采用AOD双渣法冶炼，不仅不降低脱硫、脱磷和脱氧效果，还可以大大降低成本，利于环保。
图1是本发明用于AOD双渣法冶炼化渣剂及AOD双渣法冶炼化渣方法的CaO-Al2O3 -SiO2-系的黏度图。
具体实施例方式本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例1
一种AOD双渣法冶炼化渣剂，其由厚度为10厘米高铝废砖和萤石组成，高铝废砖按重量百分比(％)有下列组分组成=Al2O3 68-72, SiO2 22-28，CaO 2-5, Fe2O3 2_5，其余为杂质；所述AOD双渣法冶炼中渣系按质量百分比(％)的下列组分组成CaO 61-65，SiO2 31-35，Al2O3 3-5，其余为杂质；在AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖6Kg ;所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入萤石6Kg ;所述化渣剂在AOD炉精炼还原的预还原过程中随预还原剂硅铁一起加入钢中，并将AOD炉中炉渣碱度控制为2，炉渣黏度控制在O. 3，加入后搅拌时间为5分钟。实施例2
一种AOD双渣法冶炼化渣剂，其由厚度为6厘米高铝废砖和萤石组成，高铝废砖按重量百分比(％)有下列组分组成=Al2O3 68-72, SiO2 22-28，CaO 2-5, Fe2O3 2_5，其余为杂质；所述AOD双渣法冶炼中渣系按质量百分比(％)的下列组分组成CaO 61-65, SiO2 31-35, Al2O33-5，其余为杂质；在AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖9Kg ;所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入萤石9Kg ;所述化渣剂在AOD炉精炼还原的预还原过程中随预还原剂硅铁一起加入钢中，并将AOD炉中炉渣碱度控制为3，炉渣黏度控制在O. 35，加入后搅拌时间为6分钟。 实施例3
一种AOD双渣法冶炼化渣剂，其由厚度为4厘米高铝废砖和萤石组成，高铝废砖按重量百分比(％)有下列组分组成=Al2O3 68-72, SiO2 22-28，CaO 2-5, Fe2O3 2_5，其余为杂质；所述AOD双渣法冶炼中渣系按质量百分比(％)的下列组分组成CaO 61-65, SiO2 31-35, Al2O33-5，其余为杂质；在AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖IlKg ;所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入萤石IlKg ;所述化渣剂在AOD炉精炼还原的预还原过程中随预还原剂硅铁 一起加入钢中，并将AOD炉中炉渣碱度控制为4，炉渣黏度控制在O. 4，加入后搅拌时间为8分钟。
权利要求
1.一种AOD双渣法冶炼化渣剂，其特征在于所述化渣剂由第一组分和第二组分组成； 所述第一组分为浇钢上浇注之后产生的废弃物高铝废砖；所述第二组分为萤石；所述高铝废砖包含有下列质量百分比(％)的组分=Al2O3 68-72, SiO2 22-28，CaO 2-5, Fe2O3 2-5;所述第一组分与所述第二组分的质量比值为O. 5 :1。
2.如权利要求1所述一种AOD双渣法冶炼化渣剂，其特征在于所述AOD双渣法冶炼中渣系包含有下列质量百分比(％)的组分CaO 61-65，SiO2 31-35，Al2O3 3-5。
3.如权利要求2所述一种AOD双渣法冶炼化渣剂，其特征在于所述高铝废砖的厚度小于10厘米。
4.如权利要求3所述一种AOD双渣法冶炼化渣剂，其特征在于所述高铝废砖的厚度小于6厘米。
5.一种AOD双渣法冶炼化渣方法，其特征在于所述化渣方法采用由第一组分和第二组分组成的化渣剂；所述第一组分为浇钢上浇注之后产生的废弃物高铝废砖；所述第二组分为萤石；所述高铝废砖包含有下列质量百分比(％)的组分=Al2O3 68-72，SiO2 22-28，CaO 2-5，Fe2O3 2-5 ;所述第一组分与所述第二组分的质量比值为O. 4 1 ;将所述化渣剂在AOD 炉精炼还原的预还原过程中随预还原剂硅铁一起加入钢中，并将AOD炉中炉渣碱度控制为 2-4，炉渣黏度控制在O. 3-0. 4，搅拌时间控制为5-8分钟。
6.如权利要求5所述一种AOD双渣法冶炼化渣方法，其特征在于所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖6-13Kg。
7.如权利要求6所述一种AOD双渣法冶炼化渣方法，其特征在于所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖8-1 lKg。
8.如权利要求7所述一种AOD双渣法冶炼化渣方法，其特征在于所述AOD冶炼时按 AOD炉的使用次数分别计算高铝废砖和萤石的加入量所述使用次数为0-20时，所述AOD 冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖9-llKg，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入萤石 5-7Kg ;所述使用次数为20-40时，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖7_9Kg，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入萤石7-9Kg ;所述使用次数为40-60时，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入高铝废砖5-7Kg，所述AOD冶炼时每炼I吨钢需要加入萤石9-llKg。
全文摘要
本发明涉及一种不锈钢冶炼化渣剂及冶炼化渣方法，主要是涉及用于AOD双渣法冶炼化渣剂及AOD双渣法冶炼化渣方法，属于不锈钢冶炼领域。一种AOD双渣法冶炼化渣剂，所述化渣剂由第一组分和第二组分组成；所述第一组分为浇钢上浇注之后产生的废弃物高铝废砖；所述第二组分为萤石；所述高铝废砖包含有下列质量百分比(%)的组分Al2O368-72,SiO222-28，CaO2-5，Fe2O32-5;所述第一组分与所述第二组分的质量比值为0.51。本发明AOD双渣法冶炼化渣剂成本低，利于环保且化渣综合效果好。
文档编号C21C7/076GK103014242SQ201210548218
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者丁斌华, 杨辉, 梅晓方, 费建军, 赵顺荣 申请人:永兴特种不锈钢股份有限公司