一種用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法。所述方法包括以下步驟：轉(zhuǎn)爐出鋼完成后，向鋼包中加入1～2Kg/(t鋼)的剛玉渣；鋼包進(jìn)入鋼包精煉工序之后，再向鋼包中加入0.5～1Kg/(t鋼)的剛玉渣，然后下電極升溫，向鋼包中加入螢石和活性石灰進(jìn)行化渣，并分批加入活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑進(jìn)行脫硫精煉；其中，所述剛玉渣為電鋁熱法生產(chǎn)釩鐵合金時(shí)產(chǎn)生的爐渣，所述剛玉渣按重量百分比計(jì)包括65～75%的Al2O3、15～25%的CaO和5～10%的MgO。本發(fā)明的方法解決釩鐵合金冶煉時(shí)產(chǎn)生的爐渣再利用問(wèn)題，且精煉脫硫效果好。
【專利說(shuō)明】一種用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煉鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地講，涉及一種鋼水精煉的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]攀枝花礦區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的釩鈦磁鐵礦，釩鈦磁鐵礦經(jīng)高爐冶煉后的鐵水和爐渣中釩含量較高，對(duì)于釩的回收利用方式包括利用釩渣制備的V2O5生產(chǎn)釩鐵合金。目前，釩鐵合金的生產(chǎn)方法有電硅熱法和電鋁熱法。其中，電鋁熱法制備釩鐵合金時(shí)，為了將釩渣中的釩氧化物還原，在冶煉過(guò)程中要加入一定量的金屬鋁；為了提高釩的收得率，冶煉后期還需加入一定量的活性石灰進(jìn)行造渣；同時(shí)因爐襯采用的是鎂質(zhì)搗打料，冶煉時(shí)有部分氧化鎂在高溫下熔于渣液中。在冶煉完成后，被氧化的鋁錠、造渣用的氧化鈣和熔化的氧化鎂與釩鐵共同冷卻并分離，形成渣餅，除去該渣餅表面的鎂砂層即為剛玉渣。
[0003]由于鋁熱法具有流程短、產(chǎn)品質(zhì)量高、雜質(zhì)含量低、可生產(chǎn)高品位釩鐵的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但是，隨之產(chǎn)生大量的冶煉爐渣，目前，對(duì)釩鐵冶煉爐渣的利用方法主要是破碎后當(dāng)作用碎石塊用于鋪路，或者直接廢棄堆放，渣中的V、Cr等重金屬會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)也造成V資源的浪費(fèi)。因此，釩鐵冶煉爐渣的資源化利用對(duì)于減輕環(huán)境負(fù)荷和冶金工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。例如，本發(fā)明的目的之一在于提供一種在能夠回收利用釩鐵合金生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的爐渣的方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法。所述方法包括以下步驟:轉(zhuǎn)爐出鋼完成后，向鋼包中加入I~2Kg/(t鋼)的剛玉渣；鋼包進(jìn)入鋼包精煉工序之后，再次向鋼包中加入0.5~IKg/(t鋼)的剛玉渣，然后下電極升溫，向鋼包中加入螢石和活性石灰進(jìn)行化渣，并根據(jù)精煉終點(diǎn)鋼水硫含量要求，分批加入活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑，進(jìn)行脫硫精煉；其中，所述剛玉渣為電鋁熱法生產(chǎn)釩鐵合金時(shí)產(chǎn)生的爐渣，所述剛玉渣按重量百分比計(jì)包括65~75%的A1203、15~25%的CaO和5~10%的MgO。
[0006]根據(jù)本發(fā)明用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法的一個(gè)實(shí)施例，所述下電極進(jìn)行升溫I~2min后，向鋼包中加入0.2~0.5Kg/(t鋼)的螢石和I~3Kg/(t鋼)的活性石灰進(jìn)行化洛。
[0007]根據(jù)本發(fā)明用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法的一個(gè)實(shí)施例，在所述分批加入活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑進(jìn)行脫硫精煉的步驟中，每批活性石灰的加入量為0.3~0.5Kg/ (t鋼)，每批鋁質(zhì)脫氧劑的加入量為0.1~0.2Kg/(t鋼)，前一批活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑與后一批活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑加入的間隔時(shí)間不大于lOmin，并且最后一批活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑加入后預(yù)留10~15分鐘的精煉時(shí)間。
[0008]根據(jù)本發(fā)明用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法的一個(gè)實(shí)施例，在所述脫硫精煉步驟中控制吹氬流量60~80m3/h。
[0009]根據(jù)本發(fā)明用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)鋼水中硫含量和溫度達(dá)到目標(biāo)要求后將吹氬流量控制在10m3/h以內(nèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括在精煉結(jié)束前10~15min根據(jù)鋼水成分進(jìn)行合金化處理。
[0011]根據(jù)本發(fā)明用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法的一個(gè)實(shí)施例，所述剛玉渣的粒度在10mm以下。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括:在鋼水精煉過(guò)程中使用了剛玉渣、活性石灰、鋁粒和螢石為造渣劑，在LF精煉工序能夠快速形成流動(dòng)性、還原性良好的精煉渣，精煉效果好，且實(shí)現(xiàn)了冶金廢棄物的回收利用。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法。
[0014]本發(fā)明示例性實(shí)施例所采用的剛玉渣為電鋁熱法生產(chǎn)釩鐵合金時(shí)得到的爐渣，所述剛玉渣按重量百分比計(jì)主要包括65~75%的Al203、15~25%的CaO和5~10%的MgO。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法包括以下步驟:轉(zhuǎn)爐出鋼完成后，向鋼包中加入I~2Kg/(t鋼)的剛玉渣；鋼包進(jìn)入鋼包精煉工序(即LF工序)之后，再次向鋼包中加入0.5~IKg/(t鋼)的剛玉渣，然后下電極升溫，向鋼包中加入螢石和活性石灰進(jìn)行化渣，并分批加入活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑(例如，鋁粒)進(jìn)行脫硫精煉。[0016]由于剛玉渣熔點(diǎn)過(guò)高(>1900°C )，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常認(rèn)為其用于鋼水精煉時(shí)可能會(huì)造成造渣困難，因此不會(huì)將剛玉渣用于鋼水精煉。本發(fā)明在轉(zhuǎn)爐出完鋼后就加入一部分剛玉渣，一是利用鋼水溫度進(jìn)行預(yù)熱(出鋼溫度控制在1630°C~1660°C)，二是能夠通過(guò)鋼包轉(zhuǎn)爐渣中的CaO與剛玉渣反應(yīng)生產(chǎn)低熔點(diǎn)物質(zhì)(例如CaO ? Al203、12Ca0 ? 7A1203、3Ca0 ? Al2O3等)，從而達(dá)到化渣效果；而在鋼包進(jìn)入精煉工序后加入第二部分剛玉渣，主要是基于第二階段會(huì)進(jìn)行升溫及加活性石灰等原料進(jìn)行造渣，因此加入后能夠反應(yīng)造渣。如果全部一次性加入則低熔點(diǎn)物質(zhì)產(chǎn)生量少，會(huì)影響鋼包精煉爐(即LF爐)降電極等操作，采用分兩批加入剛玉渣并控制每一批剛玉渣的加入時(shí)機(jī)和加入量可以避免上述問(wèn)題發(fā)生，優(yōu)選地，第一批剛玉渣按重量計(jì)占總剛玉渣用量的2/3，第二批剛玉渣為總剛玉渣中除第一批剛玉渣之外的部分。在精煉過(guò)程中加入的螢石、活性石灰和鋁粒所起到的作用分別為:鋁粒主要對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧保證還原性氣氛，螢石主要進(jìn)行爐渣流動(dòng)性調(diào)節(jié)，活性石灰既能夠與剛玉渣反應(yīng)造渣，也能夠進(jìn)行脫硫。
[0017]為了保證精煉反應(yīng)的充分完成和功能需要(即前期以化渣為主，中后期以脫硫及成份調(diào)整為主)，需要控制螢石、活性石灰和鋁粒的加入方式和加入量。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，下電極進(jìn)行升溫I~2min后，向鋼包中加入0.2~0.5Kg/(t鋼)的螢石和I~3Kg/(t鋼)的活性石灰進(jìn)行化渣。在分批加入活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑進(jìn)行脫硫精煉的步驟中，每批活性石灰的加入量為0.3~0.5Kg/ (t鋼)，每批鋁質(zhì)脫氧劑的加入量為0.1~0.2Kg/(t鋼)，前一批活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑與后一批活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑加入的間隔時(shí)間不大于lOmin，最后一批活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑加入后預(yù)留10~15分鐘的精煉時(shí)間。
[0019]其中，由于剛玉渣中Al2O3含量較高，因此在滿足精煉渣吸附除雜的條件下，可以減少鋁粒的用量，鋁粒用量的減少量可以根據(jù)剛玉渣含有的Al2O3含量折算。
[0020]在另一個(gè)實(shí)施例中，在所述脫硫精煉步驟中控制吹氬流量60~80m3/h，以保證脫硫效果；當(dāng)鋼水中硫含量和溫度達(dá)到目標(biāo)要求后將吹氬流量控制在10m3/h以內(nèi)，確保鋼液不裸露。
[0021]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括在精煉結(jié)束前10~15min根據(jù)鋼水成分進(jìn)行
合金化處理。
[0022]在另一個(gè)實(shí)施例中，所述剛玉渣是將電鋁熱法生產(chǎn)釩鐵合金工藝得到的爐渣經(jīng)過(guò)預(yù)處理(即破碎和除金屬顆粒處理)后得到的粒度在IOmm以下的渣，采用上述預(yù)處理后的剛玉渣進(jìn)行精煉，能夠縮短化渣時(shí)間，提高精煉效果。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明的用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法包括以下步驟:
[0024]轉(zhuǎn)爐鋼水出完后向鋼包中加入1~2Kg/(t鋼)的剛玉洛；鋼水進(jìn)入LF工位后再向鋼包中加入0.5~IKg/(t鋼)的剛玉洛；下電極進(jìn)行升溫，通電I~2min后向鋼包中加入螢石0.2~0.5Kg/ (t鋼)、活性石灰1~3Kg/ (t鋼)進(jìn)行化渣；分批加入活性石灰和鋁粒升溫精煉，每批活性石灰加入量0.3~0.5Kg/ (t鋼)，鋁粒加入量0.1~0.2Kg/ (t鋼)；最后一批活性石灰和鋁粒加入后有10~15min的精煉時(shí)間，每批料(即活性石灰和鋁粒)加入間隔時(shí)間不大于lOmin，以保持爐內(nèi)還原氣氛。LF精煉脫硫階段吹氬流量控制在60~80m3/h,以保證脫硫效果，當(dāng)鋼中硫和溫度達(dá)到要求后將吹氬流量控制在10m3/h以內(nèi)，確保鋼液不裸露。精煉結(jié)束前10~15min根據(jù)鋼水成分進(jìn)行合金化處理。
[0025]為了更好地理解本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例，下面結(jié)合具體示例對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]示例 1
[0027]本示例所采用的剛玉渣來(lái)自電鋁熱法生產(chǎn)釩鐵合金過(guò)程，主要包括65wt%的Al203、25wt% 的 CaO, 10wt% 的 MgO、1.5wt% 的 Fe 和 2.5wt% 的 V。轉(zhuǎn)爐鋼水出完后加入 1Kg/(t鋼)的剛玉渣，鋼水進(jìn)入LF工位后再加入lKg/(t鋼)的剛玉渣，下電極進(jìn)行升溫，通電2min后加入螢石0.3Kg/ (t鋼)、活性石灰3Kg/ (t鋼)進(jìn)行化渣；分2批加入活性石灰和鋁粒升溫精煉，每批活性石灰加入量0.3Kg/ (t鋼)，鋁粒加入量0.2Kg/ (t鋼)，每批料(即活性石灰和招粒)加入間隔時(shí)間為8min,精煉結(jié)束如15min加入最后一批活性石灰和招粒并根據(jù)鋼水成分進(jìn)行合金化處理。其中，在LF精煉脫硫階段吹氬流量控制在80m3/h，以保證脫硫效果，當(dāng)鋼中硫和溫度達(dá)到精煉要求后將吹氬流量控制在10m3/h，確保鋼液不裸露。鋼水進(jìn)站前(即LF精煉開始前)硫含量0.006wt%,出站(即LF精煉結(jié)束后)硫含量0.003wt%,脫硫效果較好。
[0028]示例 2
[0029]本示例所采用的剛玉渣來(lái)自電鋁熱法生產(chǎn)釩鐵合金過(guò)程，主要包括75wt%的Al2O3、 15wt% 的 Ca0、5wt% 的 MgO、1.4wt% 的 Fe 和 2.5wt% 的 V。
[0030]轉(zhuǎn)爐鋼水出完后加入2Kg/(t鋼)的剛玉渣，鋼水進(jìn)入LF工位后再加入0.5Kg/(t鋼)的剛玉渣，下電極進(jìn)行升溫，通電Imin后加入螢石0.5Kg/ (t鋼)、活性石灰IKg/ (t鋼)進(jìn)行化渣；分3批加入活性石灰和鋁粒升溫精煉，每批活性石灰加入量0.5Kg/ (t鋼)，鋁粒加入量0.1Kg/(t鋼)，每批料(即活性石灰和鋁粒)加入間隔時(shí)間控制為9min，精煉結(jié)束前IOmin加入最后一批活性石灰和鋁粒并根據(jù)鋼水成分進(jìn)行合金化處理。其中，在LF精煉脫硫階段吹氬流量控制在60m3/h，以保證脫硫效果，當(dāng)鋼中硫和溫度達(dá)到要求后將吹氬流量控制在8m3/h，確保鋼液不裸露。鋼水進(jìn)站前硫含量0.009%,出站硫含量0.004%,脫硫效果較好。
[0031]綜上所述，本發(fā)明在鋼水精煉過(guò)程中使用了剛玉渣、活性石灰、鋁粒和螢石為造渣劑，可在LF精煉過(guò)程快速形成流動(dòng)性、還原性良好的高堿度精煉渣，使LF能完成脫硫的精煉任務(wù)，滿足生產(chǎn)需要；并且使用了釩鐵生產(chǎn)中的渣料作為原料，既保護(hù)了自然礦產(chǎn)資源，又拓寬了釩鐵冶煉爐渣的資源化利用途徑，實(shí)現(xiàn)了釩鐵冶煉爐渣在鋼鐵流程內(nèi)部的循環(huán)使用。
[0032]盡管上面已經(jīng)通過(guò)結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和改變。`
【權(quán)利要求】
1.一種用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 轉(zhuǎn)爐出鋼完成后，向鋼包中加入I~2Kg/(t鋼)的剛玉洛； 鋼包進(jìn)入鋼包精煉工序之后，再次向鋼包中加入0.5~lKg/(t鋼)的剛玉渣，然后下電極升溫，向鋼包中加入螢石和活性石灰進(jìn)行化渣，并分批加入活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑進(jìn)打脫硫精煉； 其中，所述剛玉渣為電鋁熱法生產(chǎn)釩鐵合金時(shí)產(chǎn)生的爐渣，所述剛玉渣按重量百分比計(jì)包括65~75%的A1203、15~25%的CaO和5~10%的MgO。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法，其特征在于，所述下電極進(jìn)行升溫I~2min后，向鋼包中加入0.2~0.5Kg/ (t鋼)的螢石和I~3Kg/ (t鋼)的活性石灰進(jìn)行化渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法，其特征在于，在所述分批加入活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑進(jìn)行脫硫精煉的步驟中，每批活性石灰的加入量為0.3~0.5Kg/(t鋼)，每批鋁質(zhì)脫氧劑的加入量為0.1~0.2Kg/ (t鋼)，前一批活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑與后一批活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑加入的間隔時(shí)間不大于lOmin，并且最后一批活性石灰和鋁質(zhì)脫氧劑加入后預(yù)留10~15分鐘的精煉時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法，其特征在于，在所述脫硫精煉步驟中控制吹氬流量60~80m3/h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法，其特征在于，當(dāng)鋼水中硫含量和溫度達(dá)到目標(biāo)要求后將吹氬流量控制在IOmVh以內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法，其特征在于，所述方法還包括在精煉結(jié)束前10~15min根據(jù)鋼水成分進(jìn)行合金化處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用剛玉渣進(jìn)行鋼水精煉的方法，其特征在于，所述剛玉渣的粒度在IOmm以下。
【文檔編號(hào)】C21C7/06GK103642988SQ201310562630
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】陳煉, 陳永, 戈文蓀, 李龍, 向麗, 楊森祥, 杜利華, 翁建軍, 何為 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司