專利名稱：轉(zhuǎn)爐爐渣補(bǔ)爐料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼用耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及到使用活撥金屬作還原劑對轉(zhuǎn)爐爐渣進(jìn)行改質(zhì)后做補(bǔ)爐料的一種工藝，具體涉及到一種轉(zhuǎn)爐爐渣補(bǔ)爐料。
背景技術(shù)：
自從1956年第一座轉(zhuǎn)爐誕生到現(xiàn)在80%以上的鋼都是轉(zhuǎn)爐煉出來的，七十年代以前轉(zhuǎn)爐用的耐火材料，從鎂磚到白云石磚又至油侵白云石磚，爐齡均在200 400爐。七十年代中期，日本渡邊明發(fā)明鎂碳磚一下子把轉(zhuǎn)爐爐齡提高到1500次左右，一時間引起了巨大轟動，鎂碳磚因此風(fēng)靡全球。到九十年代，美國LTV公司率先在轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣材料中加輕燒MgO或白云石，把渣中MgO提高至8% 13%造粘渣，用N2氣把爐渣吹濺到爐壁上，使煉鋼過程中的前期侵蝕不到鎂碳磚，一下子又把轉(zhuǎn)爐爐齡從一千多次提高到了兩萬次左右， 我國從95年開始引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，在大型轉(zhuǎn)爐使用壽命也達(dá)到一萬 兩萬次，但小型轉(zhuǎn)爐通過噴涂、貼補(bǔ)、浙青鎂砂對沖蝕嚴(yán)重部位進(jìn)行投補(bǔ)，兼濺渣護(hù)爐，轉(zhuǎn)爐壽命維持在3000 10000爐之間。這樣一下又把日本人提倡的“高純原料，高壓成型，高溫?zé)伞钡娜呃砟罱o徹底否定，雖然濺渣爐是一種很好很成功的技術(shù)，但仍不是一項(xiàng)十全十美的技術(shù)，即煉每爐鋼后，都要犧牲2 3分鐘(小爐子)和3 5分鐘(大爐子)時間去濺渣操作，使有效煉鋼時間幾乎減少1/5 1/4，而且只是改變的渣的粘度，減緩了 !^0對爐渣熔點(diǎn)的溶劑作用，而未真正使?fàn)t渣變得更耐火。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)爐爐渣補(bǔ)爐料，彌補(bǔ)了上述濺渣工藝的不足。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中控制轉(zhuǎn)爐渣中 Σ FeO在8% 12%，在出鋼后的渣中加入還原劑活潑金屬或其合金，使渣中FeO全部被還原，使渣系變成以CaO—SW2 二元系或CaO— MgO—SW2三元系的耐火材料，通過搖爐或用 N2吹濺，使其附著于爐壁從而達(dá)到補(bǔ)爐的目的。所述活潑金屬或其合金為Ca、CaH2, Mg、Si、硅鈣(CaSi2)、CaC2中的一種或二種或多種復(fù)合。所述活潑金屬或其合金的加入量，以能還原補(bǔ)爐爐渣中全部的FeO為準(zhǔn)，考慮自身被空氣或其他氧化物氧化、一般過量5% 10%。還原劑一般選擇上述活潑金屬或其合金中的一種或二種或多種復(fù)合，盡可能使改質(zhì)渣中不增加新組份數(shù)(即還原反應(yīng)生成的新氧化物仍是CaO或Si02或MgO而不是補(bǔ)爐料成分外的其他成分)。
在CaO/ Si02>3. 5 時，CaO-SiO2 二元系中耐火礦物有 CaO (熔點(diǎn) 2570 V )， 3Ca0 · SiO2 (C3S在1900°C時分解為C2S與CaO)硅酸二鈣(C2S熔點(diǎn)2130°C )，從二元相圖上清楚看出他們的低共熔點(diǎn)在2000°C以上；CaO— MgO—SW2三元相圖，在(C/S>3. 5時)存在主要礦物有Ca0、Mg0 (熔點(diǎn))，C3S、C2S低共熔點(diǎn)在1770°C以上，不論是CaO— SiO2 二元系和CaO—MgO—SW2三元系，都是非常耐高溫的材料。正是由于煉鋼后期吹化產(chǎn)生了狗0，使他們的共熔溫度一下降到了 1100°C左右，熔點(diǎn)分別下降了 1000和600— 900°C。如果用CaO—SW2 二元系或CaO—MgO—SW2三元系做耐火材料，F(xiàn)eO是他們最有害的雜質(zhì)， 必須予以剔除。加活潑金屬或其合金材料把狗0消除外，活潑的金屬和FeO發(fā)生的或還原反應(yīng)是放熱反應(yīng)，爐渣本身熱焓值比較高，再加上還原反應(yīng)得到的能量，爐渣耐火材料不會立刻降到熔點(diǎn)以下而凝固，有時間搖爐將爐渣補(bǔ)爐料掛在爐壁上，也有時間用N2將這些還原了 FeO的補(bǔ)爐料吹濺到爐壁上，這就是還原劑選擇活潑金屬而不用碳的原因。由于本發(fā)明采取了上述方案，補(bǔ)爐速度快，濺補(bǔ)3分鐘完成，修補(bǔ)大面投補(bǔ)時1一3 分鐘完成，噴射10分鐘左右可完成。與鎂砂浙清補(bǔ)爐料相比，節(jié)省的補(bǔ)爐時間可多煉2 3 爐鋼，與快速環(huán)保補(bǔ)爐料相比，節(jié)省時間可多煉一爐鋼。轉(zhuǎn)爐不用爐爐濺渣，修補(bǔ)前后大面從此不再是什么問題，爐子到中后期每天至少節(jié)省4(Γ60分鐘補(bǔ)爐時間；整體濺補(bǔ)一次與濺渣護(hù)爐用時差不多，但使用效果可提高幾倍或幾十倍。幾乎可把整個濺渣時間都節(jié)省了用于煉鋼。該補(bǔ)爐料結(jié)構(gòu)致密、耐火、強(qiáng)度高，與鎂碳磚襯結(jié)合牢固，不脫落，結(jié)構(gòu)形同熔鑄耐火材料，克服了浙青鎂砂補(bǔ)爐料氣孔率在50%左右的弊端。從節(jié)省的補(bǔ)爐時間與省去濺渣時間上考慮，轉(zhuǎn)爐作業(yè)率大大提高，從多煉鋼的角度講可為鋼鐵企業(yè)、鋼鐵行業(yè)創(chuàng)造極大的經(jīng)濟(jì)效益。補(bǔ)爐層中被還原的狗隨著補(bǔ)爐料的侵蝕最終進(jìn)入鋼液中轉(zhuǎn)化為鋼材，減少了鐵損失。僅此一項(xiàng)多出的鋼的價值，就幾乎使補(bǔ)爐材料在煉鋼領(lǐng)域無成本或大大節(jié)約成本。 該類補(bǔ)爐料無煙、無毒，不污染環(huán)境。使?fàn)t渣變廢為寶，節(jié)省了大量的鎂砂、浙青資源。爐渣補(bǔ)爐材料很好的利用于爐渣固有的熱能，和還原反應(yīng)的熱能，使?fàn)t渣變化成性能非常好的熔鑄型耐火材料，減少了熔鑄耐材生產(chǎn)的一切制做工藝，大大節(jié)省了能源的消耗。還原氧化鐵的過程中幾乎不產(chǎn)生任何氣體，這和目前使用的浙青一鎂砂補(bǔ)爐料的滾滾濃煙相比，達(dá)到了無碳、零排放。還原反應(yīng)產(chǎn)生的!^e沉于爐底或在夾帶在補(bǔ)爐料層中，隨著補(bǔ)爐料的侵蝕又返回到鋼液中，有效的減少了鐵損失，這些看似微不足道的鐵損失，可抵消了還原用活潑金屬一半的成本。這種補(bǔ)爐操作，簡單、易行、快捷、效果好，補(bǔ)上的是性能很好的耐火材料而不是爐渣，整個補(bǔ)爐操作可在10分鐘左右結(jié)束，與其它補(bǔ)爐料相比至少節(jié)約1小時補(bǔ)爐烘烤時間。補(bǔ)一次爐至少可煉100爐鋼以上，節(jié)省了大量的補(bǔ)爐時間和濺渣時間，在每個班次8小時時間內(nèi)可多煉5 —10爐鋼。這項(xiàng)技術(shù)能操作地很成功的話，以后的煉鋼有可能是在這層補(bǔ)爐料上進(jìn)行，補(bǔ)爐料侵蝕到未補(bǔ)時的位置時，按補(bǔ)爐操作重新進(jìn)行一次，爐齡有可能會很長很長，鎂碳磚有可能成為煉鋼的永久襯材料?？傊?，轉(zhuǎn)爐渣補(bǔ)爐料是一種高溫下很好的耐火材料，很值得大力推廣應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖 1 是 CaO — SiA 二元相圖。圖 2 是 CaO — !^eO — SiA 相圖。圖 3 是 CaO — MgO — S i O2 相圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采取的技術(shù)方案是在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中控制轉(zhuǎn)爐渣中Σ FeO在8% 12%，在出鋼后的渣中加入還原劑活潑金屬或其合金，使渣中FeO全部被還原，使渣系變成以CaO— SiO2 二元系或CaO—MgO—SW2三元系的耐火材料，通過搖爐或N2吹減，使其附著于爐壁從而達(dá)到補(bǔ)爐的目的。所述活潑金屬或其合金為Ca、CaH2, Mg、Si、硅鈣(CaSi2)、CaC2中的一種或二種或多種復(fù)合。所述活潑金屬或其合金的加入量，以能還原補(bǔ)爐爐渣中全部的FeO為準(zhǔn)，考慮自身被空氣或其他氧化物氧化、一般過量5% 10%。還原劑一般選擇上述活潑金屬或其合金中的一種或二種或多種復(fù)合，盡可能使改質(zhì)渣中不增加新組份數(shù)(即還原反應(yīng)生成的新氧化物仍是CaO或Si02或MgO而不是補(bǔ)爐料成分外的其他成分)。實(shí)施例鋼廠出鋼后留1. 5噸(FeO含量10%)的渣做補(bǔ)爐料，以硅鈣合金(Ca含量 32%，Si含量65%)做還原劑去進(jìn)行補(bǔ)爐操作
1.5 噸 ■ 中含 Fe0 = 150Kg =
^^ =2083. 33molFe0
有 Ca+FeO=CaO+Fe 和 Si+2Fe0=Si02+2Fe 可知
40克Ca可還原ImolFeO，14克Si可以還原Imoli7eO
每Kg硅鈣可還原!^eO的量=+ ^^ =54. 43molFe0
1. 5噸渣中FeO正好被還原需硅鈣重量=^ =38. 275 (公斤) 根據(jù)還原劑過量5% 10%
加入硅鈣量=38. 275 X (1+5% 10%) =40. 19 42. 10 (公斤)
因此，若留1.5噸FeO含量在10%的渣的話，硅鈣合金(Oi32、Si65)的加入量約為 41 4Ig，即可獲得較好補(bǔ)爐效果。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐爐渣補(bǔ)爐料，其特征在于在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中控制轉(zhuǎn)爐渣中Σ FeO在8% 12%，在出鋼后的渣中加入還原劑活潑金屬或其合金，使渣中FeO全部被還原，使渣系變成以CaO—SW2 二元系或CaO—MgO—SW2三元系的耐火材料，通過搖爐或用N2吹濺，使其附著于爐壁從而達(dá)到補(bǔ)爐的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐爐渣補(bǔ)爐料，其特征在于所述活潑金屬或其合金為Ca、 CaH2、Mg、Si、——(CaSi2)、CaC2中的一種或二種或多種復(fù)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐爐渣補(bǔ)爐料，其特征在于所述活潑金屬或其合金的加入量，以能還原補(bǔ)爐爐渣中全部的狗0為準(zhǔn)，一般過量5% 10%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)爐爐渣補(bǔ)爐料，其主要特征是在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中控制轉(zhuǎn)爐渣中∑FeO在8%～12%，在出鋼后的渣中加入還原劑活潑金屬或其合金，使渣中FeO全部被還原，使渣系變成以CaO—SiO2二元系或CaO—MgO—SiO2三元系的耐火材料，通過搖爐或用N2吹濺，使其附著于爐壁從而達(dá)到補(bǔ)爐的目的。由于本發(fā)明采取了上述方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有補(bǔ)爐操作簡單、易行、快捷、效果好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C21C5/28GK102234699SQ201110096709
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者宋金峰, 李明君, 李明建, 李烈選, 李烈鈞, 董國防 申請人:西峽縣新錦耐化有限責(zé)任公司