專利名稱：多功能造渣材料輔料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多功能造渣材料輔料及其制備方法，屬于冶金領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)爐鋼渣是鋼鐵工業(yè)“三廢”之一，它含有一定量的廢鋼及CaO、FeO、SiO2、MgO等有用組分資源，將其棄置于渣場，不但浪費了資源，還占用了大量土地并造成環(huán)境污染。將轉(zhuǎn)爐鋼渣返回利用，可以降低煉鋼廠棄渣總量，而且節(jié)約大量造渣材料，因此，轉(zhuǎn)爐鋼渣的綜合利用已經(jīng)被納入鋼鐵行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。
目前，我國轉(zhuǎn)爐鋼渣的綜合利用率僅為36％，主要用作回收渣鐵、冶金原料、建筑材料、以及用于鐵水預(yù)脫硅脫磷等方面。
唐山鋼鐵公司采用“鋼渣熱潑(落錘)-自磨-磁選”的工藝用于處理鋼渣，磁選后的磁性物料用于燒結(jié)，非磁性成分用于修路，以達到鋼渣的處理利用。(文章來源唐鋼轉(zhuǎn)爐鋼渣處理工藝技術(shù)與效果，甑長勝王繼俊高玉英，河北冶金，1994(1)24-27)。但是現(xiàn)有研究和報道多為轉(zhuǎn)爐鋼渣的初級利用，并未真正作為一種高效的材料利用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種新的造渣材料輔料，有效利用轉(zhuǎn)爐鋼渣，減少廢渣排放。
本發(fā)明多功能造渣材料輔料通過在轉(zhuǎn)爐鋼渣中添加添加劑調(diào)整鋼渣中的成分含量，使FeO含量增加，并添加具有脫磷作用的組分制備而得，該造渣材料輔料可以作為化渣劑和脫磷劑使用。
本發(fā)明造渣材料輔料含有下述重量配比的組分轉(zhuǎn)爐鋼渣8.0～9.5份、添加劑0.5～2.0份；其中，添加劑含有下述重量百分比的組分Na2CO3 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO3 10.00～20.00％。制備而得的造渣材料輔料含有如下重量百分比的組分CaO32.00～45.00％、FeO 20.00～30.00％、BaCO3 1.00～4.00％、SiO2 7.00～12.00％、MgO 7.00～9.00％、Na2CO3 0.5～2.00％。
轉(zhuǎn)爐煉鋼常用的造渣材料一般為石灰和白云石。本發(fā)明造渣材料輔料中轉(zhuǎn)爐鋼渣含有的氧化亞鐵能提供一定的氧位，氧化鈣、二氧化硅作為堿劑使用，尤其是本發(fā)明造渣材料輔料中的轉(zhuǎn)爐鋼渣已經(jīng)預(yù)熔過，本發(fā)明造渣材料輔料具有下述作用 1、由于本發(fā)明造渣材料輔料中含有的未熔的固態(tài)氧化鈣(CaO)、固態(tài)氧化鎂(MgO)、自由氧化鈣(Ca2+)和自由氧化鎂(Mg2+)是造渣材料的有效組分，故可以用于造渣。
2、作為化渣劑使用由于本發(fā)明原料之一的轉(zhuǎn)爐鋼渣熔點低(約為1320℃)，作為已經(jīng)預(yù)熔的造渣材料加入，進爐后熔化速度快，可加速熔池的化學(xué)反應(yīng)；另外，轉(zhuǎn)爐鋼渣中的SiO2和FeO是石灰和白云石的有效熔劑，能提高初期的成渣速度。
3、作為脫磷劑使用在轉(zhuǎn)爐鋼渣中配加添加劑后，F(xiàn)eO的含量增加，使轉(zhuǎn)爐鋼渣的氧位增大，使熔池強烈沸騰，促使早期化渣的進行。氧化鈣含量和預(yù)熔性恰好與脫磷劑的要求相吻合，進一步提高磷在造渣材料輔料中的分配比，提高本發(fā)明造渣材料輔料的脫磷效果。
將轉(zhuǎn)爐鋼渣加入添加劑后制成造渣材料輔料具有多種作用，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐鋼渣的循環(huán)利用，不但降低煉鋼棄渣總量，也可以節(jié)約現(xiàn)有造渣材料石灰和白云石的用量，而且充分發(fā)揮了其快速成渣、快速化渣和高效脫磷的特點，改善造渣性能，為公眾提供了一種新的循環(huán)利用轉(zhuǎn)爐鋼渣的方法。

具體實施例方式 本發(fā)明造渣材料輔料，其特征在于它是由下述重量配比的組分組成轉(zhuǎn)爐鋼渣8.0～9.5份、添加劑0.5～2.0份；其中，所述添加劑由下述重量百分比的組分組成Na2CO3 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO3 10.00～20.00％；制備而得的造渣材料含有下述重量百分比的組分CaO 32.00～45.00％、FeO 20.00～30.00％、BaCO3 1.00～4.00％、SiO2 7.00～12.00％、MgO 7.00～9.00％、Na2COx 0.5～2.00％。
本發(fā)明添加劑中的Na2CO3、BaCO3具有脫磷的作用，F(xiàn)eO提供氧位，同時也有脫磷的作用，本發(fā)明使用的添加劑綜合發(fā)揮脫磷、化渣的作用，是一種新的優(yōu)質(zhì)造渣材料輔料。
本發(fā)明造渣材料輔料是由如下方法制備，它包括如下步驟 A、取轉(zhuǎn)爐鋼渣，破碎； B、取下述重量百分比稱取添加劑Na2CO3 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO310.00～20.00％； C、按照下述重量配比混合轉(zhuǎn)爐鋼渣和添加劑即得轉(zhuǎn)爐鋼渣8.0～9.5份、添加劑0.5～2.0份。
為了保證造渣材料輔料在冶煉傳送過程中的流動性，同時使其混合均勻，最好將轉(zhuǎn)爐鋼渣和添加劑制備為球形，如可以將轉(zhuǎn)爐鋼渣，破碎，篩分，混合后使其粒徑為5～30mm，添加劑制成粒徑為5～30mm的球體。轉(zhuǎn)爐鋼渣粒徑小于5mm一般是供煉鐵燒結(jié)使用。
顯然，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更。
以下通過實施例的形式，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進一步的詳細說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
實施例中所采用的轉(zhuǎn)爐鋼渣是將30噸轉(zhuǎn)爐的初渣和終渣全部收集，約400噸，經(jīng)加工成5～30mm的塊狀鋼渣供試驗使用，現(xiàn)場分別于12個點取樣，分為兩組加工分析，其成份見表1。
表1 轉(zhuǎn)爐鋼渣成分(重量百分比％) 造渣材料輔料制備方法如下 1、將轉(zhuǎn)爐鋼渣用渣盆收集，翻倒的紅渣少量噴水冷卻，待鋼渣冷卻后進行破碎、篩分，加工成塊度為5～30mm的塊狀鋼渣； 2、添加劑制成10～30mm的球，添加劑由下述重量百分比的組分組成Na2CO3 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO3 10.00～20.00％； 3、將轉(zhuǎn)爐鋼渣和添加劑按8.0～9.5∶0.5～2.0的比例通過機械混合即制成造渣材料輔料。
發(fā)明人應(yīng)用上述造渣材料輔料進行煉鋼試驗，轉(zhuǎn)爐鋼渣和添加劑的用量均采用上述制備方法的用量范圍，試驗共進行了121爐，取樣20爐，每日第一爐試樣為原工藝對比試樣。
原煉鋼工藝按照30噸轉(zhuǎn)爐計 ①30噸轉(zhuǎn)爐煉鋼渣料配加量 石灰加入量為1000kg，白云石加入量1000kg。
②渣料加入方法 開吹0～3分鐘加入500～700kg石灰、1000kg白云石；剩余渣料(石灰300～500kg)拉碳前3分鐘加完。
③拉碳溫度控制為1580～1640℃；拉碳時間控制為10～12分鐘。
④終點溫度控制為普碳鋼1680～1750℃，低合金鋼為1690～1750℃。
鋼產(chǎn)量約為30～35噸/爐。
應(yīng)用本發(fā)明造渣材料輔料的煉鋼工藝為 ①30噸轉(zhuǎn)爐煉鋼渣料配加量 將本發(fā)明造渣材料輔料按每爐500～600kg加入，石灰加入量為700～800kg，白云石加入量850～900kg。
②渣料加入方法 開吹同時加入石灰300～500kg，白云石400～600kg及200kg本發(fā)明造渣材料輔料；開吹3～5min后，加入本發(fā)明造渣材料輔料300～400kg，其余渣料(石灰200～500kg、白云石250～500kg)拉碳前3分鐘加完。
鋼產(chǎn)量約為30～35噸/爐。
高爐鐵水成分見表2。
表2 高爐鐵水成分(重量百分比％)
續(xù)表2
*劃線數(shù)據(jù)為原工藝對比數(shù)據(jù) 表3 轉(zhuǎn)爐裝入量及造渣材料輔料消耗量(噸)
續(xù)表3
注劃線數(shù)據(jù)為原工藝對比數(shù)據(jù) 從表3看，在試驗期間，每日的裝入量基本接近，添加多功能造渣材料輔料冶煉工藝與原冶煉工藝比較，石灰、白云石的消耗均相應(yīng)有所降低。
本次試驗終點成分和溫度見表4，可見加入多功能高效造渣材料輔料的冶煉工藝，鋼水過氧化爐次大大降低，取得了明顯的脫磷效果。
表4 終點成分和溫度
續(xù)表4
注劃線數(shù)據(jù)為原工藝對比數(shù)據(jù) 表5終渣成分(以重量百分比計)
續(xù)表5
注劃線數(shù)據(jù)為原工藝對比數(shù)據(jù) 加多功能高效造渣材料輔料的冶煉工藝和常規(guī)冶煉工藝脫磷率見表6. 表6 脫磷率
續(xù)表6
注劃線數(shù)據(jù)為原工藝對比數(shù)據(jù) 實驗中在本發(fā)明造渣材料輔料中加入7.00％的添加劑，從表6可見，比較兩種工藝，常規(guī)冶煉工藝平均脫磷率為79.95％，添加本發(fā)明造渣材料輔料后冶煉工藝平均脫磷率為88.35％，平均脫磷率提高了8.40％。
試驗期間冶煉后的爐渣中TFe、FeO的平均含量見表7。
表7 渣中TFe、FeO的平均含量(以重量百分比計)
從表7可見，在30噸轉(zhuǎn)爐鋼渣中加入添加劑進行冶煉，不僅可以提高平均脫磷率，還可使渣中TFe降低3.00～5.00％，即降低吹損0.50％左右。從表7分析結(jié)果看，常規(guī)冶煉工藝FeO(14.73～22.14％)、TFe(20.55～25.50％)，加本發(fā)明造渣材料輔料冶煉工藝FeO(13.19～16.92％)、TFe(17.13～19.28％)，而兩種工藝裝入量基本相同、加入的石灰量亦基本相同，說明添加本發(fā)明造渣材料輔料的冶煉工藝比常規(guī)冶煉工藝渣的化透情況要好，冶煉工藝全程冶煉平穩(wěn)、無噴濺。
應(yīng)用本發(fā)明造渣材料輔料的直接經(jīng)濟效益來源于金屬收得率提高，以及石灰、白云石消耗量的降低。
①金屬收得率提高0.30％即噸鋼降低成本a＝6.00元/噸鋼； ②石灰、白云石消耗量降低即噸鋼降低成本b＝3.50元/噸鋼+1.50元/噸鋼＝5.00元/噸鋼； ③本發(fā)明造渣材料輔料加工費c＝2.00元/噸鋼； ④添加劑費用d＝4.00元/噸鋼。
以上合計每生產(chǎn)一頓鋼可節(jié)約5.00元，計算方法為a+b-c-d。
綜上所述，通過轉(zhuǎn)爐鋼渣的循環(huán)利用，不僅降低了石灰、白云石消耗，節(jié)約了社會資源，而且減少了棄渣總量。
權(quán)利要求
1.多功能造渣材料輔料，其特征在于它含有下述重量配比的組分
轉(zhuǎn)爐鋼渣8.0～9.5份、添加劑0.5～2.0份；
其中，所述添加劑含有下述重量百分比的組分Na2CO3 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO3 10.00～20.00％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能造渣材料輔料，其特征在于它是由下述重量配比的組分組成
轉(zhuǎn)爐鋼渣8.0～9.5份、添加劑0.5～2.0份；
其中，所述添加劑是由下述重量百分比的組分組成Na2CO3 5.00～10.00％、FeO70.00～80.00％、BaCO3 10.00～20.00％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能造渣材料輔料，其特征在于它含有下述重量百分比的組分CaO 32.00～45.00％、FeO 20.00～30.00％、BaCO3 1.00～4.00％、SiO2 7.00～12.00％、MgO 7.00～9.00％、Na2CO3 0.5～2.00％。
4.制備權(quán)利要求2所述的多功能造渣材料輔料的方法，其特征在于它包括如下步驟
A、取轉(zhuǎn)爐鋼渣，破碎；
B、取下述重量百分比稱取添加劑Na2CO3 5.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO3 10.00～20.00％；
C、按照下述重量配比混合轉(zhuǎn)爐鋼渣和添加劑即得轉(zhuǎn)爐鋼渣8.0～9.5份、添加劑0.5～2.0份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于將步驟A中轉(zhuǎn)爐鋼渣破碎至粒徑為5～30mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于將步驟B所述的添加劑制成粒徑為5～30mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于步驟A中所述的轉(zhuǎn)爐鋼渣為粒徑是5～30mm的球體；步驟B中所述的添加劑為粒徑是5～30mm的球體。
全文摘要
本發(fā)明涉及造渣材料輔料及其制備方法，屬于冶金領(lǐng)域。該造渣材料輔料，其特征在于它是由含有下述重量配比的組分轉(zhuǎn)爐鋼渣8.0～9.5份、添加劑0.5～2.0份；其中，所述添加劑含有下述重量百分比的組分Na2CO35.00～10.00％、FeO 70.00～80.00％、BaCO310.00～20.00％。該造渣材料輔料即可以用于造渣，還可以作為化渣劑和脫磷劑使用；實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐鋼渣的循環(huán)利用，不但可降低煉鋼棄渣總量，還可以節(jié)約現(xiàn)有造渣材料石灰和白云石的用量，而且充分發(fā)揮了其快速成渣、快速化渣和高效脫磷的特點，改善造渣性能，為公眾提供了一種新的循環(huán)利用轉(zhuǎn)爐鋼渣的方法。
文檔編號C21C7/00GK101173323SQ20071020250
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者坤 陳, 黃正全, 珉 張 申請人:攀鋼集團成都鋼鐵有限責(zé)任公司