專利名稱：一種脫磷造渣劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼脫磷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種脫磷造渣劑及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)對(duì)高品質(zhì)鋼種的需求不斷增加和煉鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步，雙聯(lián)法煉鋼工藝逐漸在國(guó)內(nèi)新建高水平鋼廠實(shí)行。為了提高鋼水的潔凈度，雙聯(lián)法煉鋼工藝將脫磷和脫碳分別在不同的轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行。當(dāng)前的脫磷劑成分以氧化鈣、氧化鐵和氟化鈣為主。其中氧化鈣來(lái)源主要是生石灰，氧化鐵的來(lái)源主要是鐵礦石，氟化鈣的主要來(lái)源是螢石。
而轉(zhuǎn)爐干法除塵工藝在煉鋼過程中產(chǎn)生大量的除塵灰，其主要成分為Fe203、FeO,CaO,MgO和SiO2，作為煉鋼過程產(chǎn)生的廢棄物，科學(xué)合理的加以利用對(duì)于原輔料在煉鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)可循環(huán)流動(dòng)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種脫磷造渣劑，通過作為固體廢棄物的轉(zhuǎn)爐干法除塵灰的回收處理，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐干法除塵灰在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部循環(huán)流程中得以資源化利用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種脫磷造渣劑，其以轉(zhuǎn)爐干法除塵灰和粘結(jié)劑為原料，粘結(jié)劑優(yōu)選為改性淀粉。所述轉(zhuǎn)爐干法除塵灰質(zhì)量百分比為80 90%，改性淀粉粘結(jié)劑質(zhì)量百分比為10 20%。所述脫磷造渣劑的理化指標(biāo)為TFe含量> 50%，含水率彡2%，單球抗壓強(qiáng)度彡800N/個(gè)。作為優(yōu)選，所述脫磷造渣劑用于雙聯(lián)法煉鋼脫磷造渣。在解決上述技術(shù)問題的同時(shí)，本發(fā)明還提供了脫磷造渣劑的生產(chǎn)方法，包含所述轉(zhuǎn)爐干法除塵灰經(jīng)過加濕和消化工序后，與所述粘結(jié)劑一起經(jīng)過混碾工序，然后高壓成型并進(jìn)行烘干，最后進(jìn)入篩分工序得到所述脫磷造渣劑。進(jìn)一步地，所述生產(chǎn)方法在高壓成型工序與烘干工序中間還包含碳化。進(jìn)一步地，所述加濕工序的加水重量為原料重量的8 10%。進(jìn)一步地，所述篩分工序選用的振動(dòng)篩篩孔直徑為15 25_。以下是轉(zhuǎn)爐脫磷的原理在脫磷轉(zhuǎn)爐中，強(qiáng)化脫磷的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)條件，并弱化脫碳的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)條件。脫磷的熱力學(xué)條件是適當(dāng)?shù)臓t渣堿度、適當(dāng)?shù)牡蜏睾蜖t渣氧勢(shì)；動(dòng)力學(xué)條件則是促進(jìn)熔池?cái)嚢?，快速化渣形成有利的脫磷條件。鐵水脫磷的化學(xué)反應(yīng)為磷在液態(tài)渣鐵界面處被氧化，按爐渣分子理論的觀點(diǎn)，反應(yīng)式如下2 [P]+5 (FeO)= (P2O5)+5 [Fe]-Q1 (I)3 (FeO) + (P2O5) = (3Fe0 · P2O5)-Q2 (2)
(3Fe0 · P2O5) +4 (CaO) = (4CaO · P2O5) +3 (FeO) -Q3 (3)由式(I)、(2)、(3)可推出(4):2 [P]+5 (FeO)+4 (CaO) = (4CaO · P2O5)+5 [Fe]-Q4 (4)由反應(yīng)式(4)可以得出，脫磷是放熱反應(yīng)，故在低溫條件下有利于去磷反應(yīng)的進(jìn)行，而且渣中(FeO)愈多，即爐渣氧化性愈強(qiáng)，愈有利于磷的氧化。由于(3Fe0*P205)在溫度高于1470°C時(shí)是不穩(wěn)定的，因此只有當(dāng)熔池內(nèi)石灰熔化后生成穩(wěn)定的化合物(4CaO · P2O5)或(3Fe0 · P2O5)才能達(dá)到去磷的目的。由去磷的基本反應(yīng)可知，高堿度、高氧化鐵(高氧勢(shì))爐渣有利于去磷，但(CaO)和(FeO)應(yīng)有一定的比值，才能取得良好效果。脫磷的動(dòng)力學(xué)分析由于脫磷反應(yīng)始于液態(tài)渣鐵界面，所以鐵液中磷的擴(kuò)散和熔 渣中P2O5的擴(kuò)散是鐵水脫磷反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)。熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析指出脫磷的有利條件是高堿度、高氧化鐵(高氧勢(shì))、低溫;增大攪拌強(qiáng)度，促進(jìn)石灰渣化，并適當(dāng)增加螢石量或用其他添加物降低爐渣熔點(diǎn)和黏度是提高鐵水脫磷的重要措施。為滿足鐵水脫磷的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，鐵水脫磷劑應(yīng)包括氧化劑、固定劑和助熔劑三大要素?，F(xiàn)有的雙聯(lián)法煉鋼所選用的脫磷劑主要是鐵礦石，造渣劑主要是活性石灰，磷分配比在1. 61 1. 91。轉(zhuǎn)爐干法除塵灰是近幾年轉(zhuǎn)爐煤氣除塵由濕式除塵工藝改為干式除塵工藝所產(chǎn)生的鋼鐵副產(chǎn)品，堆積密度為O. 6X IO3 1. 5X103kg/m3 ;主要成分包括Fe、Ca0、Si02、Mg0、C和H2O,其中TFe含量為54 90%。轉(zhuǎn)爐干法除塵灰含鐵量較高，對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)是非常有利用價(jià)值的二次資源。此外，除塵灰里還含有一定量的CaO，生產(chǎn)出的冷固球團(tuán)產(chǎn)品在投入轉(zhuǎn)爐的使用過程中還可以節(jié)省大量的白灰，降低轉(zhuǎn)爐煉鋼輔原料的消耗。煉鋼干法除塵灰粗灰中以Fe304、Fe0和Fe為主，含有少量的Fe203、Ca0、C3S，D50中位徑為90 100 μ m。細(xì)灰中以Fe3O4、FeO為主，含有少量的Fe、Fe2O3和CaO，D50中位徑30 40 μ m。綜合來(lái)看，轉(zhuǎn)爐干法除塵灰以鐵素資源為主，作為冷卻造渣劑具備技術(shù)可行性。本發(fā)明提供的脫磷造渣劑及其生產(chǎn)方法，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐干法除塵灰在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部循環(huán)流程中得以資源化利用。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的脫磷造渣劑的生產(chǎn)方法的工藝流程。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供的脫磷造渣劑，特別適用于雙聯(lián)法煉鋼脫磷造渣，其選用重量百分比89%的轉(zhuǎn)爐干法除塵灰和11%的改性淀粉粘結(jié)劑。轉(zhuǎn)爐干法除塵灰經(jīng)過加濕和消化工序后,與改性淀粉粘結(jié)劑一起經(jīng)過混碾工序,然后進(jìn)入成型工序,其中加濕工序的加水重量為原料重量的8 10%。高壓成型后的中間產(chǎn)品經(jīng)過碳化和烘干，最后進(jìn)入篩分工序得到所述脫磷造渣劑，其中篩分工序選用的振動(dòng)篩篩孔直徑為15 25_。碳化和烘干所采用套筒窯尾氣溫度為150°C，CO2體積百分含量為20 25%。生產(chǎn)出的脫磷造渣劑的理化技術(shù)指標(biāo)為=TFe含量彡57%，含水率< 1.5%，單球抗壓強(qiáng)度彡1100N/個(gè)球。對(duì)生產(chǎn)的脫磷造渣劑在300t脫磷轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行使用，并等量替代原來(lái)使用的燒結(jié)礦，噸鋼加入量最高為35kg。在同等鐵水溫度和鐵水成分條件下，當(dāng)脫磷造渣劑添加量為10kg/t鋼時(shí)，較使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由O. 036%降低到O. 035% ;添加量在20kg/t鋼時(shí)，較使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由O. 035%降低到O. 033% ；添加量在高于30kg/t鋼時(shí)，較使用等量鐵礦石相比，半鋼鋼水磷含量由O. 035%降低到O. 031%。使用這種脫磷造渣劑后，半鋼終點(diǎn)磷含量較等量鐵礦石而言，平均脫磷效果更為明顯。采用本發(fā)明實(shí)施例提供的脫磷造渣劑后，增加了初期渣中的FeO含量，加快化渣速度，提高白灰熔化率，改善冶煉過程中脫磷效果，大大提高脫磷速率。這種脫磷造渣劑使半鋼終渣堿度由1. 89提高到了 2. 11，化渣效果明顯。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù) 方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種脫磷造渣劑，其特征在于，所述脫磷造渣劑以轉(zhuǎn)爐干法除塵灰和粘結(jié)劑為原料。
2.如權(quán)利要求1所述的脫磷造渣劑，其特征在于，所述粘結(jié)劑為改性淀粉。
3.如權(quán)利要求2所述的脫磷造渣劑，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐干法除塵灰質(zhì)量百分比為80 90%，所述改性淀粉質(zhì)量百分比為10 20%。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的脫磷造渣劑，其特征在于，所述脫磷造渣劑用于雙聯(lián)法煉鋼脫磷造渣。
5.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的脫磷造渣劑，其特征在于，所述脫磷造渣劑中TFe含量> 50%，含水率< 2%，單球抗壓強(qiáng)度> 800N/個(gè)，其中，TFe表示所述脫磷造渣劑中鐵元素的含量。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的脫磷造渣劑的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述轉(zhuǎn)爐干法除塵灰經(jīng)過加濕和消化工序后，與所述粘結(jié)劑一起經(jīng)過混碾工序，然后高壓成型并進(jìn)行烘干，最后進(jìn)入篩分工序得到所述脫磷造渣劑。
7.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述加濕工序的加水重量為原料重量的8 10%。
8.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于 所述篩分工序選用的振動(dòng)篩篩孔直徑為15 25mm。
9.如權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述生產(chǎn)方法在高壓成型工序與烘干工序中間還包含碳化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脫磷造渣劑，涉及煉鋼脫磷技術(shù)領(lǐng)域，其以轉(zhuǎn)爐干法除塵灰和粘結(jié)劑為原料，其中，轉(zhuǎn)爐干法除塵灰質(zhì)量百分比為80～90％，粘結(jié)劑質(zhì)量百分比為10～20％。本發(fā)明提供的脫磷造渣劑及其生產(chǎn)方法，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐干法除塵灰在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部循環(huán)流程中得以資源化利用。
文檔編號(hào)C21C7/064GK103014237SQ201210544378
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者唐衛(wèi)軍, 馬剛平, 王少軍, 趙勝利, 王金花, 蘇震霆, 梁勇, 胡繼先, 高增珉 申請(qǐng)人:首鋼總公司