專利名稱：：一種造渣劑及其制備方法及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種造渣劑及其制備方法及使用方法。
背景技術(shù)：
：在我國(guó)，部分鋼鐵廠采用釩鈦磁鐵礦冶煉，為了保證資源的有效利用，在煉鋼之前進(jìn)行了提釩工藝，通過(guò)吹氧使釩氧化成五氧化二釩，含釩鐵水經(jīng)提釩處理后得到半鋼，由于提釩使鐵水中的Si、Mn大部分全部氧化，成渣元素少，成渣速度較慢，導(dǎo)致采用半鋼煉鋼的冶煉難度增加。在采用半鋼煉鋼時(shí)通常先加入一些石灰以及輕燒白云石或者輕燒鎂球進(jìn)行造渣，然后再加入石英砂和火磚塊等酸性材料作為造渣劑(主要成份為Si02)調(diào)整爐渣的堿度，以有利于形成初渣。然而加入的石灰、輕燒白云石或者輕燒鎂球與石英砂和火磚塊等造渣劑配合使用時(shí)，石灰、輕燒白云石或者輕燒鎂球在轉(zhuǎn)爐不能充分熔化在渣中，成渣速度仍然較慢，且脫磷效果較差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)提供的造渣劑的形成初渣時(shí)間長(zhǎng)，脫磷效果較差的缺陷，提供一種形成初渣時(shí)間短，脫磷效果較好的造渣劑。本發(fā)明提供了一種造渣劑，其中，以造渣劑總重量為基準(zhǔn)，該造渣劑含有40-60重量％的Si02、8-20重量％的CaO、4-10重量％的MnO和12-30重量％的鐵的氧化物。本發(fā)明還提供了一種造渣劑的制備方法，該方法包括將Si02、CaO、MnO和鐵的氧化物混合均勻，其中，Si02、CaO、MnO和鐵的氧化物的加入量使所形成的混合物中含有，以混合物的總重量為基準(zhǔn)，40-60重量％的Si02、8-20重量X的CaO、4-10重量X的MnO和12-30重量％的鐵的氧化物。本發(fā)明還提供了一種造渣劑在煉鋼冶煉過(guò)程中的使用方法，該方法包括在含有鐵水、氧化鈣和氧化鎂的混合物中加入造渣劑，形成爐渣，其中，所述造渣劑為本發(fā)明所提供的造渣劑。采用本發(fā)明提供的造渣劑進(jìn)行造渣，與現(xiàn)有技術(shù)提供的造渣劑進(jìn)行造渣相比，初渣形成速度提高150秒以上(實(shí)施例l)，并且脫磷效率提高了約7%;本發(fā)明提供的造渣劑還能最大限度地回收污泥中的鐵，使鋼鐵料消耗降低。如用實(shí)施例1提供的造渣劑可回收鋼鐵料2千克/噸鋼。此外，由于本發(fā)明提供的造渣劑中含有4-10重量％的MnO，有利于后續(xù)的濺渣護(hù)爐。根據(jù)國(guó)家環(huán)保要求，大部分鋼廠均增設(shè)了相應(yīng)的除塵裝置，大部分鋼廠采用了濕法除塵工藝，轉(zhuǎn)爐煙塵經(jīng)除塵裝置沉淀后，產(chǎn)生了大量的污泥，污泥中含有大量的鐵的氧化物(FeO和Fe203)，因此根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，通過(guò)使用轉(zhuǎn)爐污泥作為造渣劑的原料，不僅能夠獲得初渣時(shí)間短、脫磷效果較好的造渣劑，同時(shí)可回收污泥中鐵，使資源得到有效利用，并且同時(shí)減輕了環(huán)保的壓力。另外，本發(fā)明提供的造渣劑的制備方法和使用方法簡(jiǎn)單。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種造渣劑，其中，以造渣劑總重量為基準(zhǔn)，該造渣劑含有40-60重量％的Si02、8-20重量％的CaO、4-10重量％的MnO和12-30重量％的鐵的氧化物。所述鐵的氧化物可以各種鐵的氧化物，例如可以是FeO、Fe203和Fe304中的一種或幾種。優(yōu)選所述鐵的氧化物為FeO和Fe203的混合物，且FeO和Fe203的重量比優(yōu)選為2-3:1?？梢詫⒈景l(fā)明提供的造渣劑制成各種形狀的顆粒，如立方體形、橢球形和球形，優(yōu)選為球形和橢球形。所述顆粒的平均直徑可以為常規(guī)尺寸，例如，所述球形顆粒的平均直徑可以為20-50毫米，優(yōu)選為20-50毫米。所述顆粒的體密度為2.2-3.4克/厘米3。顆粒太小可能被爐內(nèi)壓力排出爐外，而顆粒太大不能充分熔化，從而影響造渣劑的造渣效果。造渣劑顆粒的體密度可以為大于1.8克/厘米3，優(yōu)選為2.2-3.4克/厘米3。當(dāng)體密度小于1.8克/厘米3時(shí)，產(chǎn)品松散，在運(yùn)輸儲(chǔ)存過(guò)程中容易破碎，影響其使用效果。本發(fā)明所述體密度就是單位體積容器中容納的顆粒的質(zhì)量。本發(fā)明提供了一種造渣劑的制備方法，該方法包括將Si02、CaO、MnO和鐵的氧化物混合均勻，其中，Si02、CaO、MnO和鐵的氧化物的加入量使所形成的混合物中含有，以混合物的總重量為基準(zhǔn)，40-60重量％的&02、8-20重量X的CaO、4-10重量X的MnO和12-30重量％的鐵的氧化物。本發(fā)明提供的造渣劑不僅可以縮短形成初渣時(shí)間，提高脫磷效果。而且其中的MnO還有利于后續(xù)的濺渣護(hù)爐。在上述的制備方法中，所述氧化鈣可以來(lái)源于各種含有氧化鈣的物質(zhì)，例如可以來(lái)源于錳礦、石灰、輕燒白云石和轉(zhuǎn)爐污泥；所述鐵的氧化物可以來(lái)源于各種含鐵的氧化物的物質(zhì)，例如可以來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥和/或錳礦。為了降低轉(zhuǎn)爐污泥對(duì)環(huán)境帶來(lái)的壓力，優(yōu)選情況下，至少部分CaO來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥，至少部分鐵的氧化物來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥；進(jìn)一步優(yōu)選為，以CaO和鐵的氧化物各自的含量為基準(zhǔn)，65-85重量％的CaO來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥，75-90重量％的鐵的氧化物來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥。所述混合物的制備方法可以包括在室溫下，如20-40°C,將形成該混合物的各種原料置于混合器中混合均勻。優(yōu)選情況下，本發(fā)明提供的造渣劑的制備方法還包括將所得混合物制成顆粒。所述顆?？梢詾楦鞣N形狀，如上面所述的立方體形、橢球形和球形，優(yōu)選為球形和橢球形。所述顆粒的制備方法優(yōu)選包括將所得混合物與粘合劑混合均勻，然后擠壓成型；所述粘合劑的加入量使混合物能粘合在一起即可，優(yōu)選為混合物總重量的4-6重量％;所述粘合劑可以是常規(guī)的任何用于煉鋼的粘合劑，優(yōu)選的粘合劑為氯化鎂。所述擠壓成型的條件根據(jù)顆粒的大小和所需的體密度可以在很大范圍內(nèi)變化，例如，對(duì)于平均直徑為20-50毫米，優(yōu)選為20-50毫米、體密度為2.2-3.4克/厘米3的球形顆粒，擠壓的壓強(qiáng)優(yōu)選為12-20兆帕。將所述混合物與粘合劑混合的方法可以包括在室溫下，如20-4(TC，將混合物與粘合劑置于混合器中混合均勻。所述擠壓設(shè)備可以為對(duì)稱壓球機(jī)?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)壓球機(jī)的壓力，壓出所需體密度和所需尺寸的顆粒。本發(fā)明還提供了一種造渣劑在煉鋼冶煉過(guò)程中的使用方法，該方法包括將鐵水、氧化鈣、氧化鎂和造渣劑混合均勻，形成爐渣，其中所述造渣劑為本發(fā)明提供的造渣劑。所述氧化鈣可以來(lái)源于石灰和/或輕燒白云石，優(yōu)選來(lái)源于石灰；所述氧化鎂可以來(lái)源于輕燒白云石、菱鎂礦和輕燒鎂球中的一種或幾種，優(yōu)選來(lái)源于輕燒白云石。氧化錳可以來(lái)源于各種錳礦。所述造渣劑的用量沒有特別限制，只要能形成爐渣即可，所述氧化鈣的用量?jī)?yōu)選使?fàn)t渣中CaO/Si02的重量百分比為3-4,氧化鎂的用量使?fàn)t渣中，以爐渣的總重量為基準(zhǔn)，氧化鎂的含量為9-12重量％。具體的，優(yōu)選情況下，相對(duì)于每噸鋼水，所述造渣劑的用量為12-25千克，氧化鈣的用量為37-57千克，氧化鎂的用量為8-15千克。特別說(shuō)明的是，在造渣劑的使用過(guò)程中，所述氧化鈣的用量不包括造渣劑中的氧化轉(zhuǎn)的量。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，相對(duì)于每噸鋼水，所述造渣劑的用量為12-25千克，石灰的用量為26-42千克，輕燒白云石的用量為28-35千克。所述石灰、輕燒白云石和造渣劑各自可以一次或多次加入。為了使石灰7和輕燒白云石更好地在渣中溶解，優(yōu)選將石灰、輕燒白云石和造渣劑分別分多次加入，例如可以分成2-5次加入。即優(yōu)選情況下，將鐵水、氧化鈣、氧化鎂和造渣劑混合的方法包括先將鐵水與一部分氧化鈣和一部分氧化鎂混合，再將所得混合物與一部分造渣劑混合，所述一部分氧化鈣和一部分氧化鎂和一部分造渣劑的用量為各自總用量的1/2-3/4，形成初渣；之后根據(jù)爐內(nèi)爐渣中的CaO/Si02及粘度分一次或多次加入部分的石灰、輕燒白云石和造渣劑，形成過(guò)程渣，之后再將所有的石灰、輕燒白云石和造渣劑加入后形成終渣。下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。在下述的實(shí)施例中所采用的石英砂、轉(zhuǎn)爐污泥和錳礦的主要組成與比例如表1所示，其中，鐵的氧化物為FeO和Fe203且FeO/Fe203的比值為2:1。錳礦為云南省永仁縣永金爐料廠提供；轉(zhuǎn)爐污泥為攀枝花新鋼釩股份有限公司提供。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例1本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的造渣劑。將25重量份的錳礦、25重量份的轉(zhuǎn)爐污泥、45重量份的石英砂和5重量份的氯化鎂置于攪拌機(jī)中混合均勻后，加入到對(duì)稱壓球機(jī)中，調(diào)節(jié)對(duì)稱壓球機(jī)的壓力15兆帕，擠壓出顆粒直徑為50毫米、體密度為2.3克/厘米3的球形顆粒造渣劑G1。其中，75重量％的CaO來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥，80重量％的鐵的氧化物化來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥。造渣劑G1中Si02、CaO、MnO和鐵的氧化物在造渣劑中的含量如表2所示。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的造渣劑。將25重量份的錳礦、35重量份的轉(zhuǎn)爐污泥、35重量份的石英砂和5重量份的氯化鎂置于攪拌機(jī)中混合均勻后，加入到對(duì)稱壓球機(jī)中，調(diào)節(jié)對(duì)稱壓球機(jī)的壓力18兆帕擠壓出顆粒直徑35毫米、體密度為3.4克/厘米3的造渣劑顆粒G2。其中，80重量X的CaO來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥，85重量％的鐵的氧化物化來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥。造渣劑G2中Si02、CaO、MnO和鐵的氧化物在造渣劑中的含量如表2所示。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的造渣劑。將20重量份的錳礦、20重量份的轉(zhuǎn)爐污泥、55重量份的石英砂和5重量份的氯化鎂置于攪拌機(jī)中混合均勻后，加入到對(duì)稱壓球機(jī)中，調(diào)節(jié)對(duì)稱壓球機(jī)的壓力為12兆帕擠壓出顆粒直徑20毫米、體密度為2.8克/厘米3的造渣劑顆粒G3。其中，65重量％的CaO來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥，75重量％的鐵的氧化物化來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥。造渣劑G3中Si02、CaO、MnO和鐵的氧化在造渣劑中的含量如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例4這些實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的造渣劑在煉鋼過(guò)程中的應(yīng)用。在轉(zhuǎn)爐煉鋼條件下，開始降槍吹煉后將石灰(氧化鈣含量為92重量％)和輕燒白云石(氧化鎂含量為34重量％、氧化鈣含量為52重量％)加入到轉(zhuǎn)爐中，之后加入由實(shí)施例l獲得的造渣劑，造渣劑在開始降槍吹煉后2分鐘內(nèi)加入完畢。所述轉(zhuǎn)爐煉鋼條件包括轉(zhuǎn)爐內(nèi)溫度為1345'C。初渣形成以后，根據(jù)爐內(nèi)爐渣中的CaO/Si02及粘度再加入與上述相同來(lái)源的造渣劑、石灰和輕燒白云石，使?fàn)t渣中CaO/Si02的重量比為3.5。使用的鐵水成分和裝入量如表3所示；煉鋼過(guò)程中第一次加入的石灰、輕燒白云石和造渣劑的重量占各自總加入量的2/3、2/3和2/3力B，入的石灰、輕燒白云石和造渣劑的各自的總量如表4所示，爐渣形成的時(shí)間、脫磷效果、磷硫在爐渣中以及鋼水中的重量比和每噸鋼所消耗的鐵水的量的結(jié)果列在5中。對(duì)比例1本對(duì)比例用于說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)提供的造渣劑在煉鋼過(guò)程中的應(yīng)用。按照實(shí)施例4所述的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼，不同的是，由實(shí)施例l制得的造渣劑由目前使用的石英砂(CaO:4重量％、Si02:95重量％、雜質(zhì)余量；粒度平均直徑5毫米)代替。使用的鐵水成分和裝入量如表3所示，煉鋼過(guò)程中加入的石灰、輕燒白云石和石英砂的各自的總量如表4所示，爐渣形成的時(shí)間、脫磷效果、磷硫在爐渣中以及鋼水中的重量比和每噸鋼所消耗的鐵水的量的結(jié)果列在5中。實(shí)施例5-6按照實(shí)施例4所述的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼，不同的是，由實(shí)施例l制得的造渣劑分別由實(shí)施例2和3制備的造渣劑代替，并且其中，在實(shí)施例5中第一次加入的石灰、輕燒白云石和造渣劑的重量占各自總加入量的1/2、3/4禾口1/2;在實(shí)施例6中第一次加入的石灰、輕燒白云石和造渣劑的重量占各自總加入量的3/4、1/2和3/4。使用的鐵水成分和裝入量如表3所示，煉鋼過(guò)程中加入的石灰、輕燒白云石和造渣劑的各自的總量如表4所示，爐渣中CaO/Si02的重量比分別為3.5和4，爐渣形成的時(shí)間、脫磷效果、磷硫在爐渣中以及鋼水中的重量比和每噸鋼所消耗的鐵水的量的結(jié)果列在5中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從上表5可以看出與現(xiàn)有技術(shù)提供的造渣劑相比，初渣形成速度提高150秒以上(實(shí)施例l)，并且脫磷效率提高了約7%;本發(fā)明提供的造渣劑還能最大限度地回收污泥中的鐵，使鋼鐵料消耗降低。如用實(shí)施例l提供的造渣劑，同時(shí)可節(jié)約鋼鐵原料2千克/噸鋼。權(quán)利要求1、一種造渣劑，其特征在于，以造渣劑總重量為基準(zhǔn)，該造渣劑含有40-60重量％的SiO2、8-20重量％的CaO、4-10重量％的MnO和12-30重量％的鐵的氧化物。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的造渣劑，其中，該造渣劑為球形顆粒。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的造渣劑，其中，所述球形顆粒的體積密度為2.2-3.4克/厘米3，所述球形顆粒的平均直徑為20-50毫米。4、一種權(quán)利要求1所述的造渣劑的制備方法，該方法包括將SiO2、Ca0、MnO和鐵的氧化物混合均勻，其特征在于，Si02、CaO、MnO和鐵的氧化物的加入量使所形成的混合物中含有，以混合物的總重量為基準(zhǔn)，40-60重量X的Si02、8-20重量X的CaO、4-10重量％的MnO和12-30重量％的鐵的氧化物。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，至少部分CaO來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥，至少部分鐵的氧化物來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其中，以CaO和鐵的氧化物各自的含量為基準(zhǔn)，65-85重量％的CaO來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥，75-90重量％的鐵的氧化物來(lái)源于轉(zhuǎn)爐污泥。7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，該方法還包括將所得混合物制成球形顆粒。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中，所述球形顆粒的體密度為，2.2-3.4克/厘米3，所述球形顆粒的平均直徑為20-50毫米。9、根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制備方法，其中，所述球形的制備方法包括將所得混合物與粘合劑混合均勻，成型，所述粘合劑的加入量為混合物總重量的3-8重量％，所述粘合劑為粘土和/或氯化鎂。10、一種造渣劑在煉鋼過(guò)程中的使用方法，該方法包括將鐵水、氧化鈣、氧化鎂和造渣劑混合，形成爐渣，其特征在于，所述造渣劑為權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的造渣劑。11、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的使用方法，其中，相對(duì)于每噸鋼水，所述造渣劑的用量為12-25千克，所述氧化鈣的用量為37-57千克，氧化鎂的用量為8-15千克。12、根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的使用方法，其中，所述將鐵水、氧化鈣、氧化鎂和造渣劑混合的方法包括先將鐵水與一部分氧化鈣和一部分氧化鎂混合，再將所得混合物與一部分造渣劑混合，所述一部分氧化鈣和一部分氧化鎂和一部分造渣劑的用量為各自總重量的1/2-3/4。全文摘要本發(fā)明提供了一種造渣劑，其中，以造渣劑總重量為基準(zhǔn)，該造渣劑含有40-60重量％的SiO₂、8-20重量％的CaO、4-10重量％的MnO和12-30重量％的鐵的氧化物。本發(fā)明還提供了一種造渣劑的制備方法及造渣劑在煉鋼冶煉過(guò)程中的使用方法。采用本發(fā)明提供的造渣劑進(jìn)行造渣，與現(xiàn)有技術(shù)提供的造渣劑進(jìn)行造渣相比，初渣形成速度明顯提高150秒，并且脫磷效率提高了約7％；本發(fā)明提供的造渣劑還能最大限度地回收污泥中的鐵，使鋼鐵料消耗降低；此外，由于本發(fā)明提供的造渣劑中含有適當(dāng)?shù)腗nO，有利于后續(xù)的濺渣護(hù)爐。文檔編號(hào)C21C5/28GK101613779SQ200810127518公開日2009年12月30日申請(qǐng)日期2008年6月25日優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日發(fā)明者李利剛,李清春,楊素波,肖明富,解明科,黃國(guó)炳申請(qǐng)人:攀枝花新鋼釩股份有限公司