电炉炼钢用发泡剂及其制备方法与流程

本发明的实施例涉及一种电炉炼钢用发泡剂及其制备方法，尤其涉及一种固体废弃物配制的电炉炼钢用发泡剂，特别涉及一种电炉炼钢用发泡剂及其制备方法。

背景技术：

1、造泡沫渣技术简单的说就是指在电炉炼钢过程中，向熔融的炉渣内提供大量的气体，使得炉渣发泡，像棉被一样盖住电弧，避免电弧裸露，以降低电弧直接向炉衬辐射，提高能源利用效率。泡沫渣技术是电炉炼钢普遍采取的工艺技术之一，它的应用可以有效的降低电耗，缩短冶炼周期，降低噪声、保护炉衬等。

2、对于电炉冶炼造泡沫渣的过程，除了要求渣具有良好的发泡性能外，还需要有足够的发泡气源。为了能形成稳定的泡沫渣，现有的冶炼工艺一般都是通过向炉内喷吹碳粉来实现的。钢水脱碳反应产生的co和喷吹入炉的碳粉和渣中的氧化铁反应产生的co作为稳定的发泡气源，再配合冶炼的造渣反应，就可以形成足够的泡沫渣。一般情况下，造泡沫渣电炉喷吹碳的量约为3～10公斤/吨钢。

3、专利cn103160641a公开了一种以石灰石、焦粉、铁鳞等为主要原料研制的电炉炼钢溶氧用发泡剂；该发泡剂资源丰富，生产工艺简单，泡沫渣形成稳定持久，节能效果明显。

4、专利cn101871033b公开了一种利用瓦斯灰制作泡沫渣的方法，先将瓦斯灰加入到储料罐中，待电炉冶炼熔渣形成后，利用氮气作为载流气体，用喷枪将瓦斯灰喷吹入电炉渣中。高炉炼铁产生的瓦斯灰中含有大量的碳，喷入电炉后和氧化铁发生反应生成co气体，在渣中形成性质较稳定的气泡，形成泡沫渣，包住电弧，也减少了对电炉耐火材料的侵蚀。

5、专利cn102719605a公开了用于电弧炉冶炼不锈钢过程造泡沫渣的制造方法，发泡球以包括30～50％的氧化铁皮或粉，8～12％焦碳粉，25～45％废钢屑，5～15％铁粉，1～3％废弃塑料破碎料为原料经热压造球团，并在其外部包裹一层以水泥熟料或水泥为原料的硬质层，在电炉冶炼时分批次投入炉内使用。该发泡剂产品压球后还要包裹一层水泥质的硬壳，加工过程比较复杂。

6、专利cn101096734公开了一种电炉冶炼不锈钢钢渣发泡剂，此发明的发泡剂利用生石灰和白云石并配有al2o3为主原料研制的，生石灰和白云石分解后可生成造泡沫渣所需的气源，al2o3可降低渣的熔点，由此来达到渣泡沫化的作用。但是，石灰石和生白云石的加入会进一步提高渣的粘度，渣可能会硬化；另外，石灰石和生白云石表层分解后，渣内sio2与cao、mgo可能会反应生成硬质层，影响co2的产生速率，泡沫渣的效果不易控制。

7、专利cn101096717、kr20010017606(a)、us6228137(b1)等也提供了电炉冶炼泡沫渣生成方法，其主要的核心是在炉内熔池基本形成后喷吹碳粉产生co来产生泡沫渣。

8、期刊论文《含锌粉尘造电弧炉泡沫渣的研究》研究了含锌高炉粉尘、转炉二次除尘灰和电弧炉粉尘按不同配比造块与沥青焦粉混合后加入电弧炉进行造泡沫渣的工艺技术，研究了不同粉尘和沥青焦加入量对炉渣发泡高度和维持时间的影响。结果表明，在电炉渣中加入粉尘有助于炉渣发泡，高炉粉尘压块加入量为渣量的20％时炉渣发泡效果最佳；沥青焦加入量为渣量的5％～10％时炉渣发泡效果最好；高炉粉尘、转炉除尘灰、电炉粉尘混合加入时，泡沫渣最大高度维持时间最长。

9、废轮胎是一种城市废弃物，中国年产约1200万吨，但无害化利用率不足60％。轮胎由天然胶、合成胶、炭黑、骨架材料、助剂等多种成分混合组成，主要组成见表1。这些物质具有较高的经济价值，因此废旧轮胎的回收利用具有巨大的市场潜力。

10、表1废旧轮胎的主要成分组成，(wt％)

11、

12、目前，废轮胎的回收利用方式主要有直接利用、粉碎加工利用、热能利用、热解利用等几种方式。钢铁企业利用废旧轮胎，国内还比较少见，处于起步阶段。国外钢铁企业对废旧轮胎利用起步较早。美国gerdauameristeel在田纳西洲杰克逊厂在电炉中回收利用废旧轮胎，与煤相比，排放降低了19.5％，能明显降低能源与原材料成本。俄罗斯西西伯利亚钢铁公司开发了一种在转炉内回收利用废旧汽车轮胎的技术，轮胎在转炉里的燃烧利用对炼钢各项指标及所炼钢的质量无不良影响,特别是检测当中未发现钢水硫含量有增高的趋势。大气中的转炉烟尘排放，也无异常变化。日本新日铁广田厂成功利用废汽车轮胎代替煤粉作为生铁和废钢熔化炉的一种碳源和热源使用。

13、专利cn106350635b公开了一种利用废塑料和废橡胶制作电弧炉炼钢用泡沫渣的方法，其主要工艺路径为将废塑料和废橡胶的粉碎切割成5×5mm小碎料块后，当炉渣的温度达到1600～1650℃时向炉渣中喷入，同时进行富氧操作，喷入炉内的的废塑料和废橡胶以及冶金级焦碳和氧气反应，产生大量的气体被炉渣捕获后，形成大量泡沫渣。但这种方法对载体气体压力及输送管路等要求较高，且会造成炉渣喷溅严重，生产安全性保障的成本较高。

技术实现思路

1、本发明的实施方式的目的在于提供一种利用废旧轮胎为主要原料来生产加工电炉炼钢用的发泡剂的方法，实现废旧轮胎等固废资源的回收利用，降低碳粉等炼钢用原辅材料的消耗，节约采购成本的电炉炼钢用发泡剂及其制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明的实施方式设计了一种电炉炼钢用发泡剂，其特征在于，包括：以重量百分数计，

3、废旧轮胎胶粉40～60％；

4、用后镁碳砖15～30％；

5、粘结剂5～15％；

6、高炉除尘灰0～15％；

7、石灰石粉0～15％；

8、其余为水。

9、进一步，本发明的电炉炼钢用发泡剂中，所述的废旧轮胎胶粉，以重量百分数计，其中，c的含量大于75％，s的含量小于2％，h的含量3～8％，所述废旧轮胎胶粉的灰分的含量小于15％。

10、进一步，本发明的电炉炼钢用发泡剂中，所述高炉除尘灰的主要组成成分，以重量百分数计，1～5％的cao；3～8％的sio2，；1～5％的al2o3；25～35％的t.fe；25～40％的t.c；杂质p2o5+s的总含量小于1.5％。

11、进一步，本发明的电炉炼钢用发泡剂中，所述石灰石粉中cao的含量,以重量百分数计，大于45％。

12、进一步，本发明的电炉炼钢用发泡剂中，所述用后镁碳砖是指从已到使用寿命的炼钢钢包上拆解下来的镁碳砖，

13、进一步，本发明的电炉炼钢用发泡剂中，所述用后镁碳砖中的mgo的含量70％～90％，c的含量10％～30％。

14、进一步，本发明的电炉炼钢用发泡剂中，所述粘结剂为水泥熟料、cmc、面粉中的一种或几种。

15、在本发明中还提供了一种电炉炼钢用发泡剂的制备方法，包括以下步骤：

16、步骤s10，将废旧轮胎拆除钢丝后，破碎磨细成粒径到0.075mm～2.0mm；得到废旧轮胎胶粉，进入步骤s20；

17、步骤s20，用后镁碳砖、石灰石经破碎磨细处理至粒径小于0.5mm，分别得到用后镁碳砖粉和石灰石粉，进入步骤s30；

18、步骤s30：把所述废旧轮胎胶粉、所述用后镁碳砖粉和所述石灰石粉、高炉除尘灰、粘结剂按设计的配比投入混料机，再加入3％～10％的水后进行充分混磨均匀；进入步骤s40；

19、步骤s40：把混磨均匀的料经压球机压制成30mm～60mm大小的块状料，经自然脱水或烘烤脱水至含水率小于3％；进入步骤s50；

20、步骤s50：在电炉冶炼时通过料仓或料篮加入电炉，替代碳粉等冶炼辅料，进行造泡沫渣使用。

21、本发明的实施方式同现有技术相比，采用了一种电炉炼钢用发泡剂，包括：以重量百分数计，废旧轮胎胶粉40～60％；用后镁碳砖15～30％；粘结剂5～15％；高炉除尘灰0～15％；石灰石粉0～15％；其余为水。

22、本发明具有以下有益效果：

23、(1)节约了碳粉等冶炼辅料的用量，降低了生产成本；(2)利用电炉高温对废旧轮胎进行了很好的处置回收利用，降低了废旧轮胎对环境安全造成的潜在风险；(3)采用料仓或料篮加入，和喷吹入炉相比降低了生产工艺的难度，且生产的安全性更好；(4)废旧轮胎中除了含有大量的c以外，还含有一定量的h，可大大增加反应的活性，对造泡沫渣十分有利；(5)用后镁碳砖中含有大量的mgo，可降低镁质护炉料的用量；(6)高炉除尘灰、用后镁碳砖中都含有一定量的c和废旧轮胎中的c、h可将钢渣中部分氧化铁还原成金属铁进入钢液，提升了金属资源的收得率。