一种LF炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法与流程

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一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法
技术领域
1.本发明属于转炉用熔渣剂技术领域，特别涉及一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法。

背景技术：

2.目前，为了更好的促进炼钢过程中钢水质量的改善，提高冶炼效果，一般在转炉冶炼过程中加入一定量的熔渣剂(主要化学成分要求，cao含量大于10％，sio2含量小于10％，al2o3含量大于15％，mgo含量小于10％，fe2o3含量大于16％，s含量小于0.10％，粒度在10-50mm)，外购熔渣剂单价高达1000元/吨以上，每年消耗量熔渣剂量达到千万元以上，成本高。

技术实现要素：

3.为了解决转炉用熔渣剂成本高的技术问题，本发明提供了一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，该方法以lf炉精炼渣和连铸过程中产生的氧化铁皮为主要原料，制备的熔渣剂能够满足转炉炼钢要求，在实现lf炉精炼渣和连铸氧化铁皮高价值利用的同时，降低了转炉用熔渣剂的制造成本。
4.本发明通过以下技术方案实现：
5.本技术提供一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，所述方法包括：
6.将lf炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水混合，获得混合料；
7.将所述混合料进行压球成型，后干燥，获得转炉用熔渣剂；
8.其中，所述混合料中所述lf炉精炼渣、所述氧化铁皮、所述粘结剂、所述辅料和所述水的质量分数分别为：
9.lf炉精炼渣：20～60％、氧化铁皮：5～25％、粘结剂：0～3％、辅料：10～30％、水：3～10％。
10.可选的，所述将lf炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水混合，获得混合料，具体包括：
11.将lf炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水搅拌5～10min至混合混匀，获得混合料。
12.可选的，所述氧化铁皮通过钢水连铸过程产生。
13.可选的，所述lf炉精炼渣和所述氧化铁皮的粒径＜1mm，所述辅料的粒度＜60目。
14.可选的，所述粘结剂为有机粘结剂或玻璃水。
15.可选的，所述辅料包括铝渣灰和萤石，所述铝渣灰和所述萤石的质量比为3：5。
16.可选的，所述压球成型中，给料速度为200～300kg/min，压力控制在20～40mpa,转速控制在30～90r/min。
17.可选的，所述干燥为自然晾干或40～100℃下烘干。
18.可选的，所述转炉用熔渣剂的含水率＜0.5％，强度≥1000n/球，粒径为20～50mm。
19.可选的，所述水为工业用水。
20.本发明中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
21.1.本发明一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，以lf炉精炼渣和连铸过程中产生的氧化铁皮为主要原料，通过调整各个原料的成分及配比，制备的熔渣剂能够满足转炉炼钢要求，在实现lf炉精炼渣和连铸氧化铁皮高价值利用的同时，降低了转炉用熔渣剂的制造成本，其原理在于，lf炉精炼渣成分以ca-al-mg为主，氧化铁皮主要成分为铁氧化物，配加部分铝渣灰可提供al以及al2o3，萤石提供caf2，制得的熔渣剂添加进入转炉后，钢渣与熔渣剂中al迅速反应并释放大量热量，降低钢渣熔点，利用氟化物降低增强钢渣流动性，同时提供钙铝镁元素，降低钢渣三元碱度，和初渣形成低熔点渣系，从而降低钢渣粘度，缩短钢渣倒入渣罐的时间；同时可以减少转炉钢渣损失，为转炉溅渣护炉提供良好的条件，从而提高转炉的使用寿命。
22.2.本发明一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，采用lf精炼渣、连铸产生的氧化铁皮、辅料等成分并按照特定比例进行组织，可确保熔渣剂加入转炉后，快速反应降低钢渣熔点，形成稳定三元碱度的低熔点渣系，确保良好的钢渣粘度和流动性，超出该范围的比例或低于此比例，会造成熔渣效果差、钢渣粘度和流动性差、氧粘结、影响吹炼和氧使用，熔渣时间慢，并导致冶炼周期延长，造成钢产量下降，成本上升。
23.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
25.图1是本发明一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法流程图；
26.图2是本发明一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的制备过程示意图。
具体实施方式
27.下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
28.在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
29.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
30.还需要说明的是，本发明中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。
31.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
32.本技术提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
33.申请人发现，炼钢lf炉在精炼过程中所产生的精炼渣(粉状，小于3mm粒度大于90％)，主要化学成分为，cao含量在30-50％，al2o3含量在20-40％，mgo含量在5％以上，feo含量在10％以上，s含量在0.30％以内，目前主要作为固废废弃物进行低值化利用，在增加加工量的同时经济效益不明显。
34.炼钢连铸过程中产生的氧化铁皮，主要化学成分为，tfe含量大于70％，sio2含量在4.0-5.0％，al2o3含量在1.0-1.5％，c含量在0.5-1.0％，主要应用于钢铁流程过程中，回收其中的铁元素，其回收利用的经济效益难以实现最大化。
35.基于此，为了更好的处理炼钢lf炉的精炼渣，实现高效的资源化利用，本技术开发新的工艺路线和思路，解决炼钢lf炉的精炼渣和连铸过程中产生的氧化铁皮的低价值利用和堆存引起的环保问题。
36.根据本发明一种典型的实施方式，提供一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，如图1所示，所述方法包括：
37.s1.将lf炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水混合，获得混合料；
38.s2.将所述混合料进行压球成型，后干燥，获得转炉用熔渣剂；
39.其中，所述混合料中所述lf炉精炼渣、所述氧化铁皮、所述粘结剂、所述辅料和所述水的质量分数分别为：
40.lf炉精炼渣：20～60％、氧化铁皮：5～25％、粘结剂：0～3％、辅料：10～30％、水：3～10％。
41.本发明中，以lf炉精炼渣和连铸过程中产生的氧化铁皮为主要原料，通过调整各个原料的成分及配比，制备的熔渣剂能够满足转炉炼钢要求，在实现lf炉精炼渣和连铸氧化铁皮高价值利用的同时，降低了转炉用熔渣剂的制造成本，其原理在于，lf炉精炼渣成分以ca-al-mg为主，氧化铁皮主要成分为铁氧化物，配加部分铝渣灰可提供al以及al2o3，萤石提供caf2，制得的熔渣剂添加进入转炉后，钢渣与熔渣剂中al迅速反应并释放大量热量，降低钢渣熔点，利用氟化物降低增强钢渣流动性，同时提供钙铝镁元素，降低钢渣三元碱度，和初渣形成低熔点渣系，从而降低钢渣粘度，缩短钢渣倒入渣罐的时间；同时可以减少转炉钢渣损失，为转炉溅渣护炉提供良好的条件，从而提高转炉的使用寿命。
42.本发明中，采用lf精炼渣、连铸产生的氧化铁皮、辅料等成分并按照特定比例进行组织，可确保熔渣剂加入转炉后，快速反应降低钢渣熔点，形成稳定三元碱度的低熔点渣系，确保良好的钢渣粘度和流动性，超出该范围的比例或低于此比例，会造成熔渣效果差、钢渣粘度和流动性差、氧粘结、影响吹炼和氧使用，熔渣时间慢，并导致冶炼周期延长，造成钢产量下降，成本上升。
43.作为一种可选的实施方式，所述将lf炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水混合，获得混合料，具体包括：
44.将lf炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水搅拌5～10min至混合混匀，获得混合
料。
45.作为一种可选的实施方式，所述氧化铁皮通过钢水连铸过程产生。
46.作为一种可选的实施方式，所述lf炉精炼渣和所述氧化铁皮的粒径＜1mm，所述辅料的粒度＜60目。
47.本技术中，lf炉精炼渣和所述氧化铁皮的粒径＜1mm，所述辅料的粒度＜60目，目的在于使物料充分混匀。
48.作为一种可选的实施方式，所述粘结剂为有机粘结剂或玻璃水。
49.本技术中，粘结剂的作用在于使物料具有一定粘度，利于成型。
50.作为一种可选的实施方式，所述辅料包括铝渣灰和萤石，所述铝渣灰和所述萤石的质量比为3：5。
51.本技术中，铝渣灰和萤石采用上述质量比的好处在于铝渣灰可以提供反应热，降低熔渣熔点，萤石有利于改善熔渣流动性。
52.作为一种可选的实施方式，所述压球成型中，给料速度为200～300kg/min，压力控制在20～40mpa,转速控制在30～90r/min。
53.本技术中，压球机压球压力保持在20-40mpa，目的是根据成球强度性能需要适当调整压球压力，确保压球后满足生产需求。
54.作为一种可选的实施方式，所述干燥为自然晾干或40～100℃下烘干。
55.作为一种可选的实施方式，所述转炉用熔渣剂的含水率＜0.5％，强度≥1000n/球，粒径为20～50mm。
56.作为一种可选的实施方式，所述水为工业用水。
57.下面将结合实施例、对比例及实验数据对本技术一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法进行详细说明。
58.实施例1
59.本实施例一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，如图2所述，包括：
60.(1)将lf炉精炼渣、连铸产生的氧化铁皮、粘结剂(玻璃水)、辅料和水搅拌10-30min至混合混匀，获得混合料；
61.其中，所述混合料中各原料的质量分数为：lf炉精炼渣：20～60％、氧化铁皮：5～25％、玻璃水：0～3％、辅料：10～30％、水：3～10％。
62.其中，lf炉精炼渣和氧化铁皮的粒径＜1mm，所述辅料的粒度＜60目；辅料包括质量比为3：5的铝渣灰和萤石；水采用工业用水。
63.(2)将所述混合料进行压球成型，压球设备给料速度为280kg/min，压力控制在20～40mpa,转速控制在50r/min。
64.(3)压球结束后，80℃下烘干，获得含水率＜0.5％，强度≥1000n/球，粒径为20-50mm的转炉用熔渣剂。
65.基于上述制备方法，本发明提供2个典型的实施例，并提供1个对比例，各实施例及对比例的工艺参数如表1所示。
66.表1 实施例1、2和对比例1的工艺参数
[0067] lf炉精炼渣/wt％氧化铁皮/wt％玻璃水/wt％辅料/wt％水/wt％压球成型压力/mpa实施例16027310240
实施例25532310240对比例1305028240
[0068]
相关实验：
[0069]
将实施例1、2和对比例1制得的熔渣剂分别加入到3批次转炉钢水中进行炼钢，3批次的钢液和钢渣成分相同，钢渣成分(mccrvd)炉渣如表2：
[0070]
表2 钢渣成分(wt％)
[0071]
tfefeosio2al2o3caomgomnop2o5scaf21.171.187.1430.553.634.650.160.0280.231.31
[0072]
测试熔渣剂对钢渣熔点、粘度、钢渣倒入渣罐时间的影响，结果如表3所示。
[0073]
钢渣熔点的测试方法为：采用投影观测法进行测试。把一个经过加工成加圆柱型的渣样放入电炉中，并使渣样处于光路的光轴上，在平行光源的照射下，经透镜系统放大成像，使影像清晰放大投影在有暗箱的毛玻璃上。在氮气保护下，用自耦变压器调节炉温，观察升温过程中渣样高度的变化，炉温以一定的速度升高时，渣样温度随之上升。热电偶置于渣样下部，用uj-31型低电势直流电位差计，测出与热电偶所对消的电势值，通过查与热电偶型号相对应的“温度毫伏对照表”，便得到相应的温度。渣样达到一定的温度后，渣样开始软化，当渣样边角变成圆滑状或者高度为原高度的5/6时的温度，定为渣样的开始熔化温度。当渣样变成半圆状或者高度为原高度的1/2时的温度，即定为该渣样的熔升温度。炉内气氛、实验者的判断经验等都对试验的准确性有所影响。
[0074]
钢渣粘度的测试方法为：采用旋转柱体法测试粘度。将耐高温的转子浸没在高温熔体中匀速转动，而盛放熔体的坩埚不动，于是在转子与坩埚内壁之间存在速度梯度，在熔体内部产生了内摩擦力，由熔体物性测定仪和扭矩传感器可精确的测定仪器主轴的角速度和扭矩，然后根据公式计算熔体粘度。
[0075]
表3 钢渣熔点、粘度、钢渣倒入渣罐时间检测结果
[0076]
项目钢渣熔点/℃流动温度/℃实施例113321335实施例213461351对比例114131421
[0077]
由表2、3可知，实施例1、2采用本发明一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，制得的熔渣剂能够有效降低钢渣熔点和粘度，缩短钢渣倒入渣罐时间，能够满足转炉炼钢要求，在实现lf炉精炼渣和连铸氧化铁皮高价值利用的同时，降低了转炉用熔渣剂的制造成本。
[0078]
对比例1中，熔渣剂的原料配比与本发明不同，制得的熔渣剂不能有效降低钢渣熔点和粘度，无法有效缩短钢渣倒入渣罐时间。
[0079]
本技术中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
[0080]
(1)本技术一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，以lf炉精炼渣和连铸过程中产生的氧化铁皮为主要原料，通过调整各个原料的成分及配比，制备的熔渣剂能够满足转炉炼钢要求，在实现lf炉精炼渣和连铸氧化铁皮高价值利用的同时，降低了转炉用熔渣剂的制造成本，其原理在于，lf炉精炼渣成分以ca-al-mg为主，氧化铁皮主要成分为铁氧化物，配加部分铝渣灰可提供al以及al2o3，萤石提供caf2，制得的熔渣剂添加进入转炉后，钢
渣与熔渣剂中al迅速反应并释放大量热量，降低钢渣熔点，利用氟化物降低增强钢渣流动性，同时提供钙铝镁元素，降低钢渣三元碱度，和初渣形成低熔点渣系，从而降低钢渣粘度，缩短钢渣倒入渣罐的时间；同时可以减少转炉钢渣损失，为转炉溅渣护炉提供良好的条件，从而提高转炉的使用寿命。
[0081]
(2)本技术一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，采用lf精炼渣、连铸产生的氧化铁皮、辅料等成分并按照特定比例进行组织，可确保熔渣剂加入转炉后，快速反应降低钢渣熔点，形成稳定三元碱度的低熔点渣系，确保良好的钢渣粘度和流动性，超出该范围的比例或低于此比例，会造成熔渣效果差、钢渣粘度和流动性差、氧粘结、影响吹炼和氧使用，熔渣时间慢，并导致冶炼周期延长，造成钢产量下降，成本上升。
[0082]
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0083]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0084]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

1.一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述方法包括：将lf炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水混合，获得混合料；将所述混合料进行压球成型，后干燥，获得转炉用熔渣剂；其中，所述混合料中所述lf炉精炼渣、所述氧化铁皮、所述粘结剂、所述辅料和所述水的质量分数分别为：lf炉精炼渣：20～60％、氧化铁皮：5～25％、粘结剂：0～3％、辅料：10～30％、水：3～10％。2.根据权利要求1所述的一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述将lf炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水混合，获得混合料，具体包括：将lf炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水搅拌5～10min至混合混匀，获得混合料。3.根据权利要求1所述的一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述氧化铁皮通过钢水连铸过程产生。4.根据权利要求1所述的一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述lf炉精炼渣和所述氧化铁皮的粒径＜1mm，所述辅料的粒度＜60目。5.根据权利要求1所述的一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述粘结剂为有机粘结剂或玻璃水。6.根据权利要求1所述的一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述辅料包括铝渣灰和萤石，所述铝渣灰和所述萤石的质量比为3：5。7.根据权利要求1所述的一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述压球成型中，给料速度为200～300kg/min，压力控制在20～40mpa,转速控制在30～90r/min。8.根据权利要求1所述的一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述干燥为自然晾干或40～100℃下烘干。9.根据权利要求1所述的一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述转炉用熔渣剂的含水率＜0.5％，强度≥1000n/球，粒径为20～50mm。10.根据权利要求1所述的一种lf炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，其特征在于，所述水为工业用水。

技术总结

本发明提供了一种LF炉精炼渣制备转炉用熔渣剂的方法，属于转炉用熔渣剂技术领域，所述方法包括：将LF炉精炼渣、氧化铁皮、粘结剂、辅料和水混合，获得混合料；将所述混合料进行压球成型，后干燥，获得转炉用熔渣剂；其中，所述混合料中所述LF炉精炼渣、所述氧化铁皮、所述粘结剂、所述辅料和所述水的质量分数分别为：LF炉精炼渣：20～60％、氧化铁皮：5～25％、粘结剂：0～3％、辅料：10～30％、水：3～10％。该方法以LF炉精炼渣和连铸过程中产生的氧化铁皮为主要原料，制备的熔渣剂能够满足转炉炼钢要求，在实现LF炉精炼渣和连铸氧化铁皮高价值利用的同时，降低了转炉用熔渣剂的制造成本。降低了转炉用熔渣剂的制造成本。降低了转炉用熔渣剂的制造成本。