利用碳酸钠和钢渣的高性能压块及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及压块及其制造方法，尤其详细地涉及一种包含用于脱硫转炉内的钢液的脱硫剂即碳酸钠和炉渣及粘结剂的压块及其制造方法。根据本发明，提供一种钢液被出钢至盛钢桶之前，在高温的转炉内进行第一次脱硫，出钢至盛钢桶时，借助下落力搅拌而进行追加性的脱硫的高效脱硫压块。
【专利说明】利用碳酸钠和钢渣的高性能压块及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及压块及其制造方法，尤其详细地涉及一种增强钢液的脱硫效率而提 商钢液的品质，并使减少炼钢工序而提商效率的压块及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 压块是将煤炭或焦煤等的粉末捏成的团，当前回收利用钢铁厂的炼钢工艺中产生 的炼钢炉渣、炼钢粉尘等炼钢工艺副产物制造。
[0003] S卩，钢铁厂中的各道工序中产生炉渣或粉尘，由此，进行对其回收利用的各种研 究。因炉渣或粉尘包含碳或铁，因此，通过对其回收利用，可节省原材料费用，粉尘在煤炭 的运输等过程中产生，炉渣在铸铁制造中的废气的水集尘等过程中产生。
[0004] 一般而言，因粉尘或炉渣的体积太小，难以直接使用，因此，添加粘结剂而制造成 为球形后使用，或在粉尘或炉渔中添加粘结剂，制造成为压块后使用。
[0005] 为了控制影响钢铁性能的硫磺的含量，在普通炼铁工艺中，在高炉中生产铁水之 后，输送并通过预处理或Kanvara反应工艺而进行脱硫处理。此时，完成脱硫作业的铁水 被输送至转炉，在转炉中装入废铁和铁水等主要原料，并从上方吹入高压氧，并从下方强 制吹入惰性气体，而执行吹炼作业。
[0006] 完成吹炼作业时出钢的钢液被容纳于盛钢桶。此时，为了去除钢液中残存的硫 磺成分，向盛钢桶内投入如脱硫石灰（CaO)等辅助原料和为提高脱硫效率的脱硫剂的萤石 (fluorite)等。之后，为了促进反应，向钢液中注入高压氩气。使在该盛钢桶内产生强制循 环搅拌力，而进行去除钢液内硫磺成分的反应。
[0007] 此现有的方法，向钢液施加人为的搅拌力的方法，S卩，向容纳有钢液的盛钢桶的 上部及下部吹入氩气的方法，采取了将从盛钢桶的上部吹入气体的枪下降并浸入金属液之 后，将氩气吹入金属液内，并将供给气体的装置连接于盛钢桶的下部，将气体从钢液的下 部吹入的方式。
[0008] 此类人为反应促进方法因投入钢液的石灰和硫磺的反应效率低，而使脱硫效率极 其低下，并且，用于将人为的搅拌力施加至盛钢桶的气体吹入时间被要求长达10多分钟， 因此，成为使整体炼钢工艺的生产力低下的原因。
[0009] 并且，此方式具有如下问题：将惰性氩气直接注入钢液内，从而急剧地降低作业温 度。因此，为了克服此问题，要求必须提高转炉的作业最终温度，才能出钢的追加性工艺。
[0010] 并且，对于向盛钢桶投入萤石而脱硫的现有的方式，存在如下缺点：因相互化学 反应而使炉渣中含有氟，由此，无法回收利用炉渣。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] (专利文献 1)KR2011-0052086A1
【发明内容】
[0014] 技术课题
[0015] 本发明提供一种直接投入熔融有钢液的转炉，而提高钢液的脱硫能力的压块及其 制造方法。
[0016] 本发明提供一种直接投入熔融有钢液的转炉，而防止因钢液内被吹入氩气而导致 温度下降的压块及其制造方法。
[0017] 本发明提供一种直接投入熔融有钢液的转炉，而不向盛钢桶投入萤石，也能有效 地脱硫的压块及其制造方法。
[0018] 本发明提供一种有效地改善工艺，而缩短作业时间的压块及其制造方法。
[0019] 技术方案
[0020] 本发明的实施例的压块包括：用于在转炉内去除硫磺的脱硫剂即碳酸钠和炉渣及 粘结剂。
[0021] 包含于本发明的压块的所述碳酸钠和炉渣及粘结剂，其特征在于：包含5?7:1? 2:0. 8?1的重量比。
[0022] 包含于本发明的压块的所述炉渣，其特征在于：包含Al203、Si02、Ca0、Fe0&Mg0* 的至少某一种。
[0023] 并且，所述炉渣另外包含Na2O3I至20重量％。
[0024] 包含于本发明的压块的所述粘结剂，其特征在于：包含膨润土、沸石、硅胶、磷酸 铝、水玻璃、水泥、糖浆或淀粉中的至少某一种。
[0025] 本发明的实施例的压块的制造方法，包含如下步骤：准备碳酸钠、炉渣及粘结剂； 混合所述碳酸钠、炉渣及粘结剂，制造原料；将所述原料模压成型；将所述模压成型的原料 进行干燥及固化处理。
[0026] 本发明的压块制造方法，其特征在于：所述碳酸钠和炉渣及粘结剂的混合以5? 7:1?2:0. 8?1的重量比进行。
[0027] 本发明的压块制造方法，其特征在于：所述炉渣，包含Al203、Si02、Ca0、Fe0及MgO 中的至少某一种。
[0028] 并且，所述炉渣另外包含Na2O3I至20重量％。
[0029] 本发明的压块制造方法，其特征在于：所述粘结剂包含膨润土、沸石、硅胶、磷酸 铝、水玻璃、水泥、糖浆或淀粉中的至少某一种。
[0030] 本发明的压块制造方法，其特征在于：所述模压成型的原料的干燥及固化处理进 行18至30小时。
[0031] 有利效果
[0032] 根据利用本发明的压块的钢液精炼方法，将压块投入至熔融有钢液的转炉，开始 第一次脱硫工艺，出钢至盛钢桶的期间，借助钢液的自由下落力而产生的力进行搅拌，与 新投入于未反应钢液及钢液的石灰及添加炉渣进行反应，进行第二次脱硫工艺。
[0033] 因此，不增加现有技术中必须的人为地向钢液施加的搅拌力的其它工艺，也可进 行，因此，可提高工艺效率及生产效率。
[0034] 并且，可防止发生为了向钢液施加强制搅拌力，因注入所吹入的高压的氩气的现 有的工艺，而导致钢液的温度下降的问题。
[0035] 而且，不使用为提1?当如钢液脱硫效率而所投入的萤石等，也能提1?脱硫效率， 因此，避免发生反应之后炉渣内含有大量的氟的问题，从而，极大提高了工艺后的炉渣回 收利用率。
[0036] 并且，显著减少在出钢之后，因在盛钢桶内投入碳酸钠及反应时所发生的CO2气 体，导致干扰作业人员视野现象，从而，改善了出钢时的作业稳定性及作业准确度。
【专利附图】
【附图说明】
[0037] 图1为显示本发明的实施例的压块制造方法的顺序图；
[0038] 图2为简要显示本发明的实施例的钢液的精炼顺序的顺序图。
【具体实施方式】
[0039] 下面，参照附图对本发明的实施例进行更详细地说明。但本发明并非现定于在此 显示的实施例，可以各种形态实现，本实施例作为本发明的公开实施例，阐明用于使本发 明所属范围内的普通技术人员理解本
【发明内容】
。附图上相同的符号表示相同的要素。
[0040] 本发明的实施例的压块包含作为脱硫剂的碳酸钠、炉渣及粘结剂。
[0041] 在本发明中，所述碳酸钠（sodaash;Na2CO3)是以化学组合Na 2CO3而被熟知的物 质，为具有99. 9%以上的既定组合的原料。此类碳酸钠在本发明的压块中，与钢液内的硫磺 或磷进行反应而起到清除炉渣的作用。其具体反应如下。
[0042] Na2C03+S - CCHNa2S
[0043] 对包含于本发明的压块的碳酸钠的含量未做特别限定，但碳酸钠的含量过多或 过少时，与炉渣反应量少，由此，与钢液中的硫磺或磷的反应不能充分进行，而突出了只增 加炉渣的量而无法有效地制造的问题。因此，本发明中，被制造的压块的整体重量中，要求 包含碳酸钠达50重量％以上，优选地，包含50至70重量％。根据此类碳酸钠的含量，在从 转炉出钢之前被投入而进行第一次脱硫时，非常有效。但，所述碳酸钠的含量根据制造的 钢的种类，可从所述含量范围中进行适当选择。
[0044] 在本发明中，所述炉渣（slag)，是借助进行第二次精炼时，用于保温钢液且吸附 钢中的杂质而使用的钎剂，而在铁水上生成，主要成分包括A1 203、Si02、CaO、FeO及MgO中 的至少某一种构成。
[0045] 并且，所述炉渣除上述所述主要成分之外，另外还包含Na2O3。但，包含所述Na 2O3 时，其含量为1至20重量％，优选地，包含5至20重量％。Na2O3不被包含在上述范围时，改 变利用最后制造的压块的钢液的最后组合，由此，发生无法符合最后钢的硬度的问题。
[0046] 对于包含于本发明的压块的炉渣的含量，如上述所述的碳酸钠一样未做特别限 定，但转炉内的第一次脱硫工艺中，考虑借助碳酸钠的脱硫反应为主要反应时，炉渣的含 量越少，而提高脱硫效率，相反地，炉渣的含量越多，所制造的压块悬浮于炉渣层，由此，造 成在炉渣表面进行反应的脱硫效果减半的问题。此外还发生如下问题，因压块内碳酸钠的 含量少，不能充分得到所需的脱硫和脱磷的反应效率。
[0047] 因此，在本发明中，成比例包含所述炉渣的含量与所述碳酸钠的含量。具体地， 所述炉渣与碳酸钠以1?2:5?7的重量比，优选地，1?1. 5:5. 5?6. 5的重量比，更 优选地1?1. 2:5. 5?6的重量比，最优选地，1:5. 5的重量比包含于本发明的压块。
[0048] 在本发明中，粘结剂（Binder)是一种增加压块的粘度，混合为易于使碳酸钠和炉 渣相互反应的状态，起到使发生凝聚作用的物质。此类粘结剂可选择膨润土、沸石、硅胶、磷 酸铝、水玻璃、水泥、糖浆或淀粉中的至少某一种。
[0049] 包含于本发明的压块的粘结剂大量含有时，在压块的制造工艺中，因包含于粘结 剂的成分等而改变钢液的最后组合，由此产生无法符合最后钢的硬度的问题。因此，优选 地，粘结剂凝聚为相互混合有碳酸钠和炉渣的状态，含有能顺畅执行反应程度的量。具体 地，本发明中的粘结剂含量与碳酸钠的含量对比，包含0.8?1:5?7的重量比，优选地 0.8?1:5. 5?6. 5的重量比，更优选地0.8?1:5. 5?6的重量比，最优选地0.8:5. 5 的重量比。
[0050] 下面，参照图1，对本发明的压块制造方法进行说明。
[0051] 本发明的实施例的压块的制造方法，包括以下步骤：准备碳酸钠、炉渣及粘结剂 (SlO);混合所述准备的碳酸钠、炉渣及粘结剂，制造压块原料（S20);将所述制造的压块原 料模压成型（S30);及将所述成型的压块原料进行干燥及固化处理（S40)。
[0052] 更具体地，首先准备作为用于制造本发明的压块的成分的碳酸钠、炉渣及粘结剂 (SlO)。
[0053] 其次，将所述SlO步骤中所准备的碳酸钠、炉渣及粘结剂以5?7:1?2:0. 8?1 的重量比，优选地5. 5?6. 5:1?1.5:0. 8?1的重量比，更优选地5. 5?6:1 :1.2:0. 8? 1的重量比，最优选地5. 5:1:0. 8的重量比进行混合，而制造压块原料（S20)。
[0054] 之后，将以所述成分及重量比所制造的压块原料模压成型（S30)。所述压块原料 的模压成型在本发明所适用的【技术领域】中，一般施加使用的320至400psi的压力进行。根 据此类模压成型，压块原料具有既定硬度。
[0055] 如上所述成型的压块原料在经过干燥及固化处理步骤（S40)之后，制造为最后的 压块。此时，经过干燥及固化工艺的步骤原因为制造之后的压块的承压硬度低于适于输送 及作业的程度，而无法立即使用于精炼。此类干燥及固化时间为18小时以上，优选地18 至30小时，更优选地18至24小时，一定温度以上，利用优选地20至40°C的暖风而进行 干燥及固化处理。
[0056] 下面，参照图2对本发明的实施例的钢液精炼方法进行说明。此时，本发明的实 施例的钢液精炼方法是指利用如上所述制造的压块的精炼方法。
[0057] 本发明的实施例的钢液精炼方法包括以下工艺：在转炉进行吹炼过程之后，投入 压块的第一次脱硫工艺（S100);出钢至盛钢桶的工艺（S200);及出钢之后，向盛钢桶追加 投入石灰及炉渣的第二次脱硫工艺（S300)。即，将钢液从转炉出钢至盛钢桶之前，压块被 投入且出钢时，借助下落力而进行搅拌，从而促进反应，之后，投入石灰和炉渣，完成去除 另外的硫横。
[0058] 进行更具体地说明时，首先铁水被从高炉转移至转炉，在转炉内经过与高压氧反 应的吹炼过程而制造成钢液。
[0059] 在转炉中完成钢液的吹炼过程之后，投入压块而开始第一次脱硫工艺（S100)。在 高温的转炉中，因碳酸钠和硫磺或磷进行强烈的反应，而与火焰一起产生CO 2，此时进行高 效的第一次脱硫工艺。
[0060] 完成强烈的第一次脱硫反应时，倾斜转炉，将转炉内的钢液出钢至盛钢桶 (S200)。此时进行借助下落力对钢液的搅拌，未反应的下部钢液和碳酸钠发生反应，再一次 提高脱硫效率。在进行出钢时，因碳酸钠的反应而产生的强烈的CO2生成反应已在转炉进 行，因此，不干扰作业者的视野，从而不妨碍出钢作业。
[0061] 并且，在所述出钢工艺中，尤其从开始出钢工艺之后起，存在时间间隔，且将石 灰和炉渣追加投入盛钢桶而开始第二次脱硫反应（S300)。此时，被投入的石灰的量，根据 出钢的钢液的钢的种类，而以各不相同的量被投入盛钢桶，优选地，每Ikg钢液投入1至 5g，更优选地，1至3g的量。并且，炉渣以石灰的投入量的10至20重量％被投入。例如， 向钢液投入IOOkg的石灰时，炉渣被投入10至20kg。投入的炉渣的量不足10重量％时，存 在第二次脱硫反应低的问题，超过20重量％时，与投入量相比，第二次脱硫反应的效果甚 微，而不经济。
[0062] 在出钢中完成石灰和炉渣的投入之后，持续进行钢液的出钢一定时间，因此类持 续性的下落力而进行的搅拌，而持续搅拌盛钢桶内的钢液，从而，提高脱硫效率（S400)。 [0063] 下面，通过实验实施例，对本发明进行更具体地说明。
[0064][表1]为对现有的压块投入方式和本发明的压块投入方式的脱硫效率进行的实 验结果，显示对于各个投入方式和量的脱硫结果。
[0065]【表1】
【权利要求】
1. 一种压块，该压块包含用于在转炉内钢液脱硫的脱硫剂即碳酸钠、炉渣及粘结剂， 其特征在于： 所述炉渣包含A1203、Si02、CaO、FeO及MgO中的至少某一种和Na 203，所述Na203包含1 至20重量％。
2. 根据权利要求1所述的压块，其特征在于： 所述碳酸钠和炉渣及粘结剂为5?7:1?2:0. 8?1的重量比。
3. 根据权利要求1所述的压块，其特征在于： 所述粘结剂包含膨润土、沸石、硅胶、磷酸铝、水玻璃、水泥、糖浆或淀粉中的至少一种。
4. 一种压块的制造方法，其特征在于， 包括以下步骤： 准备碳酸钠、炉渣及粘结剂，其中，所述炉渣，包含Al203、Si02、Ca0、Fe0及MgO中的至少 某一种和Na203，且所述Na203含有1至20重量％; 混合所述碳酸钠、炉渣及粘结剂，制造原料； 将所述原料模压成型； 将所述模压成型的原料进行干燥及固化处理。
5. 根据权利要求4所述的压块的制造方法，其特征在于： 所述碳酸钠和炉渣及粘结剂为5?7:1?2:0. 8?1的重量比。
6. 根据权利要求4所述的压块的制造方法，其特征在于： 所述粘结剂包含膨润土、沸石、硅胶、磷酸铝、水玻璃、水泥、糖浆或淀粉中的至少某一 种。
7. 根据权利要求4所述的压块的制造方法，其特征在于： 所述干燥及固化的处理步骤进行18至30小时。
【文档编号】C21C7/064GK104294007SQ201410139037
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2013年4月12日
【发明者】苏在悍, 高炳俊 申请人:Sic株式会社