專利名稱：轉爐泡沫渣壓渣劑及其使用方法
技術領域：
本發明屬 于冶金技術領域，特別涉及一種轉爐泡沫渣壓渣劑及其使用方法。
背景技術：
在轉爐冶煉過程中，由于氧射流對熔池的強烈沖擊和碳-氧反應生成CO氣泡的沸騰作用，使熔池上部金屬、熔渣和氣體三相劇烈混合，形成轉爐內發達的乳化和泡沫狀態。 準確的乳化概念是指金屬液滴或氣泡彌散在爐渣中，若液滴或氣泡量較小而且在爐渣中可以自由運動，則該現象叫渣鋼或渣氣乳化；若爐渣中僅有氣泡，而且數量多或者氣泡大，使氣泡無法自由運動，則該現象叫爐渣泡沫化，它是渣氣乳化體系中的一種常見現象。在轉爐碳氧化期，乳化和泡沫現象隨著碳_氧反應興衰而發生，發展和衰退。泡沫化程度與轉爐供氧和造渣制度，以及渣成分、渣粘度等密切相關，它是高溫下伴隨有化學反應發生的受多種操作因素影響的一種復雜現象。有研究表明，在總吹氧時間的1/4之后，噴頭浸沒于乳化液中，此后氧槍如打氣筒，不斷使熔渣發泡；在總吹氧時間的約1/2后，液面上漲到最高峰，此時脫碳速度最大；在總吹氧時間的最后1/10，因熔池含碳量減少和脫碳速度下降而使液面下降。在操作控制不當時，能夠導致泡沫渣格外發展，使渣面快速上漲。通常看到的碳氧化期爐口溢渣，就是泡沫渣發達，渣液面上漲高度超過爐口所致。操作嚴重失誤將造成噴濺，使渣鐵瞬間噴涌而出，造成吹損，增加鋼鐵料消耗。同時，噴濺也危及操作人員安全并可能燒毀設備。因此直接從抑制泡沫渣發展入手采取措施，對消除爐渣過度泡沫化帶來的隱患將更加有利，而目前還沒有公開的文獻介紹該類問題的解決技術方案。
發明內容
本發明的目的是提供一種轉爐泡沫渣壓渣劑及其使用方法，通過在轉爐吹煉時加入泡沫渣壓渣劑，抑制泡沫的發展，同時加快冶煉過程，提高耐火材料的壽命，減少環境污
^fe ο本發明的轉爐泡沫渣壓渣劑的成分按重量百分比含Ca03(T35%，Mg02(T25%， Al20310 15%，Si0210 15%，Fe0<l%, B2O3L 5 2. 5%，余量為雜質。上述的泡沫渣壓渣劑為直徑2(T30mm的球狀。上述的轉爐泡沫渣壓渣劑的制備方法按以下步驟進行
1、將硼泥粉、冶金石灰粉和鋁灰混合均勻，混合比例根據各原料的化學分析結果按上述成分進行配比；
2、將混合后的物料在造球機上用水濕潤滾動成球，直徑2(T30mm，然后自然干燥或者在 120士 10°C條件下烘干，至水分重量含量<1%，獲得轉爐泡沫渣壓渣劑。上述的硼泥粉是由硼泥經干燥粉碎后制成，主要成分按重量百分比含Mg035、5%， Si0222 32%，Β2032· 5 5· 6%, Al2O3O. Γδ. 0%, Ca02. 0 6· 0%，水分 lwt%，余量為雜質；
上述的鋁灰為工業上鋁發生熔融的工序中產生的廢渣，其中氧化鋁重量含量為75 80%，余量為Mg、 Si、Fe的氧化物及雜質。本發明的轉爐泡沫渣壓渣劑的使用方法為
在轉爐吹煉的碳氧化期，將轉爐泡沫渣壓渣劑加入到轉爐內，加入量為2 3kg/t鋼液。上述使用方法中，將轉爐泡沫渣壓渣劑輸送到轉爐頂料倉中，由供料系統加入到轉爐內。上述使用方法中，轉爐泡沫渣壓渣劑在轉爐吹煉的碳氧化中期前分二次或者三次加入到轉爐內。本發明的氧氣轉爐泡沫渣壓渣劑粒度在2(T30mm，粒度介于石灰塊粒度范圍的中限，而且粒度波動范圍小，加入到轉爐后穿越渣層能夠對渣中的氣泡起物理破壞作用，使渣中氣體逸出，從而抑制爐渣泡過度泡沫化的趨勢。冶煉對爐渣的要求是具有一定的堿度、合適的氧化性和流動性、適度泡沫化；要提高渣堿度就需要加堿性造渣材料，本發明的泡沫渣壓渣劑主體成分是Ca0、Mg0、Si02，正是煉鋼常用的主要造渣料；同時，由于壓渣劑中硼泥含 B2O3，它是低熔點助熔劑，有利于泡沫渣壓渣劑自身和爐內原有渣料熔化，因此本發明的產品相當于含硼合成造渣劑，有利于促進和參與轉爐快速成渣，有利于促進冶煉任務的完成。轉爐冶煉前期是Si、Mn氧化期，由于Si、Mn的大量氧化及所加主要造渣材料石灰尚未完全熔化和成渣，因此在Si、Mn氧化結束及碳氧化開始階段，爐渣堿度不高，渣中存在大量的大集團的復雜鏈狀或網狀硅氧離子，爐渣粘度很大；當加入能夠產生02_的CaO、MgO 等氧化物時，可以促使復雜的硅氧離子裂解為簡單的硅氧離子，使渣子粘度減小，這種低粘度渣容易使渣中氣體得以排出；本發明的產品以CaO、MgO為主要成分，有利于降低爐渣粘度，從而也有利于泡沫渣中氣體的排出。B2O3是煉鋼過程中非常有效的助熔劑，其熔點為450°C，在渣中能夠快速熔化，同時可以與渣中的Ca0、Mg0等多種堿性氧化物形成低熔點復合化合物，如熔點為988°C的MgO-B2O3,熔點為1100°C的CaOB2O3等，使渣系熔點下降，促進CaO溶解，加快精煉過程的進行； B2O3比由CaF2與渣中堿性氧化物形成的復合化合物熔點要相對低300°C左右，它離子半徑小，作用迅速，所以是比CaF2更有效的助熔劑，能夠促進快速成渣；據研究介紹，渣中B2O3每增加1%可以降低爐渣熔化溫度25°C左右；此夕卜，用B2O3代替CaF2K渣，可以減少CaF2對爐襯的侵蝕，有助于提高耐火材料使用壽命，同時也減少了 CaF2對環境的污染和人體的危害。本發明的產品所用原料硼泥和鋁灰，都是相應行業生產后的廢品；硼泥主要含堿性物質，排放之處寸草不生，影響土地和水質；失去水分后常隨風飛散，對生態和大氣造成危害；原料中還含有鋁灰，它是鋁熔融過程中的廢渣，回收其中的鋁資源能夠降低成本和保護環境。本發明為上述工業廢料提供新的使用途徑，對節約能源和提高資源利用率及環境保護都有利，同時有助于解決轉爐內爐渣適當泡沫化的問題。
具體實施例方式本發明實施例中采用的硼泥粉是由硼泥經干燥后，用物理方法將成塊部分破碎制成，主要成分為氧化鎂，其余成分為硼、硅、鋁、鈣和鉀的氧化物及雜質。本發明采用的硼泥是以硼鎂石為原料生產硼砂和硼酸時產生的副產物，生產過程中采用濕法排出硼泥，硼泥自然含水率為25 35wt%，呈顆粒細小的棕褐色泥狀。本發明實施例中采用的冶金石灰粉主要成分為CaO，含量80、0%，余量為雜質。
本發明實施例中采用的鋁灰是工業上鋁發生熔融的工序中產生的廢渣，其中氧化鋁重量含量為75 80%，余量為Mg、Si、Fe的氧化物及雜質。
本發明實施例中采用的造球機為圓盤造球機。實施例1
轉爐泡沫渣壓渣劑的成分按重量百分比含Ca035%，Mg020%, Al20315%, Si0215%, FeOO. 6%，B2O3L 5%，雜質12. 9%，外觀為直徑20mm的球狀；
制備方法為將硼泥粉、冶金石灰粉和鋁灰混合均勻，混合比例根據各原料的化學分析結果按上述成分進行配比；將混合后的物料在造球機上用水濕潤滾動成球，直徑20mm，用水濕潤時水的用量以能夠使物料成球為準；
然后自然干燥至水分重量含量<1%，獲得轉爐泡沫渣壓渣劑； 使用方法為
在150t轉爐上冶煉普通鋼，鐵水經預脫硫處理；
將轉爐泡沫渣壓渣劑輸送到轉爐頂料倉中，由供料系統加入到轉爐內，在碳氧化中期前平均分二次加入，總加入量為2kg/t鋼液；
加入泡沫渣壓渣劑后，轉爐內的泡沫化趨勢明顯減小，冶煉過程平穩，終點命中率提高。采用同樣設備按原有技術精煉，渣量，冶煉終點成分和溫度控制水平一般，有時鐵水不夠造成生產節奏不正常，會有噴濺和溢渣現象出現。實施例2
轉爐泡沫渣壓渣劑的成分按重量百分比含Ca030%，Mg025%, Al20310%, Si0210%, FeOO. 9%，Β2032· 0%，雜質22. 1%，外觀為直徑25mm的球狀；
制備方法為將硼泥粉、冶金石灰粉和鋁灰混合均勻，混合比例根據各原料的化學分析結果按上述成分進行配比；將混合后的物料在造球機上用水濕潤滾動成球，直徑25mm，用水濕潤時水的用量以能夠使物料成球為準；
然后在120士 10°C條件下烘干至水分重量含量<1%，獲得轉爐泡沫渣壓渣劑； 使用方法為
80t轉爐冶煉普通鋼，鐵水經預脫硫處理，鐵水成分不穩定；
將轉爐泡沫渣壓渣劑輸送到轉爐頂料倉中，由供料系統加入到轉爐內，在碳氧化中期前平均分三次加入，總加入量為2. 5kg/t鋼液；
使用后泡沫渣壓渣劑具有壓渣、造渣、化渣的多方面效果，加速成渣并有抑制泡沫渣過度發展的效果；采用同樣設備按原有技術精煉，渣量，冶煉終點控制水平一般，有噴濺和溢渣現象出現。實施例3
轉爐泡沫渣壓渣劑的成分按重量百分比含Ca030%，Mg025%, Al20310%, Si0210%, FeOO. 5%，B2032. 5%，雜質22%，外觀為直徑30mm的球狀；
制備方法為將硼泥粉、冶金石灰粉和鋁灰混合均勻，混合比例根據各原料的化學分析結果按上述成分進行配比；將混合后的物料在造球機上用水濕潤滾動成球，直徑30mm，用水濕潤時水的用量以能夠使物料成球為準；
然后在120士 10°C條件下烘干至水分重量含量<1%，獲得轉爐泡沫渣壓渣劑； 使用方法為將轉爐泡沫渣壓渣劑輸送到轉爐頂料倉中，由供料系統加入到轉爐內，在碳氧化中期前平均分三次加入，總加入量為3kg/t鋼液；
使用后泡沫渣 壓渣劑具有壓渣、造渣、化渣的多方面效果，加速成渣并有抑制泡沫渣過度發展的效果；采用同樣設備按原有技術精煉，渣量，冶煉終點成分控制水平一般，有噴濺和溢渣現象出現。
權利要求
1.一種轉爐泡沫渣壓渣劑，其特征在于該壓渣劑的成分按重量百分比含Ca03(T35%， Mg02(T25%，Al20310 15%，Si02l(Tl5%，FeO<l%, B2O3L 5 2. 5%，余量為雜質。
2.根據權利要求1所述的一種轉爐泡沫渣壓渣劑，其特征在于該壓渣劑為直徑 20"30mm的球狀。
3.—種權利要求1所述的轉爐泡沫渣壓渣劑的使用方法，其特征在于按以下步驟進行在轉爐吹煉的碳氧化期，將轉爐泡沫渣壓渣劑加入到轉爐內，加入量為2 3kg/t鋼液； 所述的轉爐泡沫渣壓渣劑的成分按重量百分比含Ca03(T35%，Mg02(T25%，Al203l(Tl5%， Si0210 15%，Fe0<l%, B2O3L 5 2. 5%，余量為雜質。
4.根據權利要求3所述的轉爐泡沫渣壓渣劑的使用方法，其特征在于轉爐泡沫渣壓渣劑在轉爐吹煉的碳氧化中期前分二次或者三次加入到轉爐內。
全文摘要
一種轉爐泡沫渣壓渣劑及其使用方法，轉爐泡沫渣壓渣劑的成分按重量百分比含CaO30~35%，MgO20~25%，Al2O310~15%，SiO210~15%，FeO<1%，B2O31.5~2.5%，余量為雜質；使用方法為在轉爐吹煉的碳氧化期，將轉爐泡沫渣壓渣劑加入到轉爐內，加入量為2~3kg/t鋼液。本發明的產品所用是相應行業生產后的廢品，對節約能源和提高資源利用率及環境保護都有利，同時有助于促進轉爐內適當泡沫化問題。
文檔編號C21C5/28GK102212639SQ201110134378
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月24日 優先權日2011年5月24日
發明者戴云閣, 王德康 申請人:大石橋市榮源鎂礦有限公司