一種利廢型不銹鋼電爐用發泡造渣劑及其使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及不誘鋼電爐煉鋼，具體設及一種利廢型不誘鋼電爐用發泡造渣劑及其 使用方法。
【背景技術】
[0002] 隨著人們環境保護意識的不斷加強，對鋼鐵制造等重污染企業的廢"排放控制 要求也越來越嚴格，促使鋼鐵企業不斷地尋找減少廢"排放和回收利用廢"的方法 與措施。對于不誘鋼生產企業，煉鋼廠冶煉除塵灰粉塵是生產不誘鋼過程中必然帶出的固 體廢棄物。
[0003] 而對于現代化的不誘鋼煉鋼廠，一般采用W電爐-AOD爐-V0D/LTS/LF精煉-連鑄 運種生產工藝流程完成不誘鋼的煉鋼制造。在電爐煉鋼生產中，必需使用一定量的造渣料 和電爐發泡劑，通過合適的造渣工藝和發泡工藝進行電極埋弧操作，W獲得低電極消耗、高 爐齡等較好的技術經濟指標，實現生產過程成本受控W取得產品的市場競爭力。
[0004] 當前，超高功率電弧爐，特別是大電爐碳鋼冶煉中造泡沫渣是一項被廣泛采用的 成熟技術。該技術能提高電弧加熱熱效率并顯著地降低電弧對電爐爐蓋和爐壁的福射熱侵 蝕、降低電極損耗。而在不誘鋼電弧爐冶煉中，爐渣泡沫化的關鍵是控制銘的氧化，現一般 采用配料中增加娃含量，前、中期噴入碳粉（或加其它發泡劑），后期噴入娃鐵粉還原的復 合噴粉造泡沫渣技術。不誘鋼冶煉中的發泡劑通常有硝酸鹽和碳酸鹽，其中硝酸鹽僅見有 含結晶水的硝酸巧的報道，且應用技術還不成熟。而碳酸鹽的報道相對多且已有成功應用 經驗，常用的碳酸鹽主要有碳酸巧和碳酸儀，工業用主要為石灰石和白云石。現有發泡劑的 主要化學成分包括化0、MgO、Al2〇3、C。
[0005] 韓國專利KR970005198B1提出了向渣中添加儘礦造泡沫渣的方法，但不誘鋼冶煉 造泡沫渣困難的原因是缺少氣源讓渣起泡，本方法很難提供足夠的氣源保證不誘鋼爐渣發 泡效果良好。歐洲專利EP1087024A1提供用粉狀干冰（即C〇2冰塊）作為發泡劑來實現低 合金鋼和不誘鋼冶煉過程造泡沫渣，然而干冰在高溫烙池中釋放氣體太塊，容易引發大的 噴瓣。
[0006] 中國專利CN101096734提供了一種電弧爐冶煉不誘鋼母液鋼渣發泡劑，此發泡劑 含生石灰和白云石并配有Al2〇3,然而石灰石和生白云石的加入會增加爐渣粘度，石灰石和 生白云石表層分解后，渣內Si〇2與CaO反應生成硬質層，導致石灰石和生白云石分解產生 0)2的速率緩慢，冶煉結束時尚不能有效地造出良好的泡沫渣。
[0007] 中國專利CN102162020A提供一種在不誘鋼冶煉過程爐渣形成后加入氧化鐵球造 泡沫渣的方法，然而氧化鐵與鋼液接觸過程中，不僅會生成CO,而且會與鋼液中的銘反應， 如果氧化鐵球加入時鋼液溫度過低，存在著生成大量額外氧化銘進入爐渣并惡化爐渣流動 性能的風險。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在于提供一種利廢型不誘鋼電爐用發泡造渣劑及其使用方法，該發 泡造渣劑可用于實施全鋼種（包括：奧氏體不誘鋼、鐵素體不誘鋼、馬氏體不誘鋼、雙相不 誘鋼等）的不誘鋼電爐發泡冶煉，并可完全替代現有不誘鋼電爐發泡劑，部分替代不誘鋼 電爐造渣材料，達到最大化地回收利用不誘鋼生產廢棄物，降低生產成本的目的。
[0009] 為達到上述目的，本發明的技術方案是：
[0010] 一種利廢型不誘鋼電爐用發泡造渣劑，其包括如下組分，W重量百分比計：
[0011] 鐵素體不鎊鋼煉鋼除塵灰 60-70%； 轉爐OG汚泥 15~25%; 石灰粉 8~O絲； 粘結劑 4~6%。
[0012] 進一步，所述不誘鋼電爐用發泡造渣劑的主要化學成分重量百分比為： CaO> 18. 0%，Mg0 > 3. 0%，Si〇2《7. 0%，口2〇5《0. 15%，We> 32. 0%，〇2〇3:5 ~12%， F《0. 6%，&0《4. 0%。
[0013] 所述鐵素體不誘鋼煉鋼除塵灰來源于所有鐵素體不誘鋼煉鋼生產企業，其主要 化學成分重量百分比為：CaO:30. 0 ~38. 0%，MgO:5. 0 ~8. 0 %，Si〇2:3. 0 ~6. 0 %， P2〇5<0. 1%，TFe:22. 0 ~30. 0 %，〇2〇3:5. 0 ~12. 0 %，S<0. 1 %。
[0014] 再，所述轉爐OG泥來源于所有普碳鋼轉爐煉鋼生產企業，其主要化學成分重量百 分比為：CaO:12. 0 ~13. 0%，Si〇2:8. 0 ~9. 0%，P205:0. 14 ~0. 16%，We:45. 0 ~48. 0%， S<0.l%，Mg0:2. 0 ~3. 0%。
[0015] 所述粘結劑為W化OH+淀粉基的黃糊精球團粘結劑。
[0016] 本發明是W鐵素體不誘鋼煉鋼除塵灰滲W LD轉爐OG污泥為原料的新型不誘鋼電 爐用發泡造渣劑。該發泡造渣劑可應用于全系列的不誘鋼鋼種（包括：奧氏體不誘鋼、鐵素 體不誘鋼、馬氏體不誘鋼、雙相不誘鋼等）電爐工序。本發明不僅可W有效回收利用不誘鋼 企業生產帶出的固體廢棄物，減少排放，有益于環保；還可完全替代原不誘鋼電爐發泡劑的 功能，在電爐冶煉中獲得有效的發泡效果；并部分替代不誘鋼電爐造渣材料，滿足不誘鋼電 爐的冶煉需求，是一種有益于環境保護且經濟適用的不誘鋼電爐用電爐發泡造渣材料。
[0017] 在本發明的原材料設計中：
[0018] 本發明W不誘鋼除塵灰為主原料的目的是充分利用除塵灰中所含的化2〇3,并可短 流程解決存在環保難題的不誘鋼固體廢棄物的處理。配入轉爐OG污泥主要是利用OG污泥 粘性較大的特性，增加發泡劑的可加工性及發泡球成品的常溫機械強度；避免發泡劑成品 在干燥環節的開裂和車載運輸、皮帶輸送及溜槽下料過程中的破損；并利用OG污泥中所含 較高的We和較高的化0,為不誘鋼電爐高效發泡創造良好的氧化性氣氛和一元堿度。配入 石灰粉的主要目的是使發泡造渣劑的一元堿度達到2.8W上，創造良好的發泡條件。粘結 劑是球團加工的必須。具體如下：
[0019](1)本發明W鐵素體不誘鋼除塵灰為主要原料
[0020] 不誘鋼除塵灰為不誘鋼煉鋼（包括電爐、AOD氣氧脫碳轉爐、LF精煉爐等）的除塵 產出物。大部分除塵灰難W處理，是因為不誘鋼除塵灰因含有化2化，不僅會影響其他行業 的使用，且因化元素在加工過程中會產生劇毒的6價銘，至今仍是存在環保問題的不誘鋼 固體廢棄物。而本發明W鐵素體不誘鋼除塵灰為主要原料，充分利用其中的化2化，有效回 收利用了不誘鋼固體廢棄物，解決了環保難題。
[0021] 本發明利用不誘鋼除塵灰中所含的〇2〇3,在溶渣過程中使電爐氧化渣中化2〇3達 到不誘鋼電爐煉鋼中化2〇3的溶解極限范圍巧％~12% )，減少入爐銘金屬原料的銘氧化 速率，并在還原期通過噴吹娃鐵粉和加入還原劑等手段從渣中還原出3~5%的金屬銘，提 高電爐冶煉不誘鋼的銘金屬收得率。
[0022] 但是，由于鐵素體不誘鋼除塵灰為干式靜電除塵器的除塵產出物，水份為零、除塵 灰內經過高溫煙氣過分賠燒的化0會在后續的低溫/常溫加工階段（混合、制球）產生化OH 裂解反應，導致制球成品的開裂、破損、破碎、機械強度值降低等成品劣化現象。本發明通過 配W轉爐OG污泥，并按照上述原料比例混合，可有效解決裂解反應帶來的成品劣化問題。
[0023] 似W轉爐OG濕法除塵污泥為發泡造渣劑的主要配料
[0024] 本發明利用轉爐OG污泥粘性較大（《1420°C時的低溫粘度值n= 2. 4~2. 7Pa. S)的特性，在與粘結性極差的鐵素體不誘鋼除塵灰1420°C時的低溫粘度值n= 1. 5~ 1. 8Pa.S)充分混合后，增加發泡造渣劑的可加工性及發泡造渣球成品的常溫機械強度，可 避免發泡劑成品在干燥環節的開裂和車載運輸、皮帶輸送及溜槽下料過程中的破損。
[00巧]本發明還利用OG污泥濕度大（一般經干堆后出場的轉爐OG泥水份在12~28% ) 且所含水份穩定的特點，在電爐發泡造渣劑預混合過程中可省略加水工序，消除預混合過 程中水含量波動對制球質量的干擾，實現產品物理性能的穩定。同時，利用OG污泥濕度大 的特點，在運輸、加工過程減少揚塵，從而在利廢過程中減少對環境的二次污染，促進環保。
[0026] 另外，利用OG污泥中所含較高的We和較高的化0,一方面增加電爐發泡造渣劑 的We和S化0,為不誘鋼電爐高效發泡創造良好的氧化性氣氛；另一方面增加電爐發泡造 渣劑中的CaO比例，增加一元堿度，實現部分替代電爐造渣料（W石灰和白云石為主）的功 能。
[0027] 本發明將轉爐OG濕法除塵污泥用于制造發泡造渣劑，充分回收利用了碳鋼固體 廢棄物，開拓碳鋼廢棄物的利用途徑。 陽〇2引 （3)采用黃糊精球團粘結劑（W化OH+淀粉基）的球團粘結劑制球
[0029] 在不誘鋼電爐氧化后期至還原期埋弧操作作用最大。但由于埋弧操作在還原期時 間很短，現有采用常規球團粘結劑（水泥基）的發泡劑在加入后沒有足夠的時間溶化、分解 并迅速產生化學反應，故發泡效果不佳。本發明采用W化OH+淀粉基粘結劑既可有效解決 該技術問題，又可保證發泡造渣劑的機械強度及物理特性。
[0030] 本發明將上述原料制球，該制球工藝采用常規冷壓球團的制球工藝及普通冷壓造 球機，但本發明在制球工藝中增加了對鐵素體不誘鋼煉鋼除塵灰與轉爐OG污泥混合后進 行預純化，并進行產品純化，使原料及成品中含有的氣體自然揮發出，通過純化處理可減少 原料產生化OH裂解所造成的影響。
[0031] 本發明所述不誘鋼電爐用發泡造渣劑的使用方法，具體為：在電爐冶煉過程中，每 100噸金屬料中需加入所述發泡造渣劑的總量為4. 5~9. 0噸，其中，在金屬料加入電爐 前，在爐底加入2. 7~5. 4噸所述發泡造渣劑/100噸金屬料；在金屬料烙化期，加入1. 4~ 2. 7噸所述發泡造渣劑/100噸金屬料；在金屬料氧化期，加入0. 5~1. 0噸所述發泡造渣 劑/100噸金屬料。
[0032] 進一步，所述發泡造渣劑加入間隔不得小于2min。
[0033] 本發明設計的發泡造渣劑W4. 5~9. 0噸/100噸金屬料）的總量投入，主要是基 于本發明W控制爐渣渣層厚度> 500mm，發泡高度> 80mm，發泡時間>IOmin的泡沫渣造渣 為目標，實現了造渣料總量不增加的效果。
[0034] 本發明在金屬料加入電爐前，在爐底加入所述發泡造渣劑，W促進發泡造渣劑的 烙化，分解。實施空爐先加入發泡造渣劑，然后再投入金屬料，一方面可利用前一爐出鋼后 爐內的溫度對發泡造渣劑進行預熱，另一方面可隨著烙化期金屬爐料的逐步溶化和升溫， 迅速分解并成渣，在爐底形成良好的高堿度發泡渣，創造較好的發泡氛圍。空爐內所述發泡 造渣劑的加入量為2. 7~5. 4噸所述發泡造渣劑/100噸金屬料。
[0035] 由于不