本發(fā)明屬于鋼鐵工業(yè)中煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塵泥球團(tuán)、塊礦等含鐵物料及鐵水制備成的煉鋼用冷卻劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代煉鋼工藝中，無論是轉(zhuǎn)爐，還是電爐進(jìn)行煉鋼作業(yè)，都需要在冶煉過程中投放入一定量的冷卻劑，如廢鋼、鑄鐵塊、燒結(jié)礦和球團(tuán)礦等，用以降低或者調(diào)解鋼水的溫度。但隨著目前我國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)能的加大，以及下游鋼材市場的精品化的需要，致使在轉(zhuǎn)爐、電爐生產(chǎn)中對(duì)鋼水質(zhì)量的要求越來越高，同時(shí)要求對(duì)過程中的控溫也越來越精確。另外，就是由于鋼材市場行情的惡化，對(duì)于冷卻材料的要求也呈現(xiàn)出變化的趨勢，就是由過去單一的追求實(shí)用效果，轉(zhuǎn)化為嚴(yán)格控制成本支出。而如何做到既有良好的冷卻效果，同時(shí)又能夠兼顧到較低廉的價(jià)格優(yōu)勢，而且好要以合理的方式加入到轉(zhuǎn)爐中去，這是擺在冶金工作者面前的一道難題。轉(zhuǎn)爐、電爐冷卻劑，如廢鋼和高爐鑄鐵塊，其優(yōu)勢是冷卻效果較好，但不利之處在于其市場價(jià)格偏高，不利于降低煉鋼用生產(chǎn)成本，從而增強(qiáng)企業(yè)的競爭力；燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦等冷卻材料，雖然市場價(jià)格較低，但單獨(dú)使用這些材料，冷卻效果上較廢鋼等要差許多；塵泥球團(tuán)等冷卻材料，使用效果就更差一些，除了在轉(zhuǎn)爐或者電爐中金屬收得率偏低外，同時(shí)還容易形成煉鋼過程中通常所說的“跑渣”等不良現(xiàn)象；并且在現(xiàn)階段這些冷卻爐料合理使用，多數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)加入，而在精確加入量上也未加過多提及并進(jìn)行深入研究。如何將這些不同的冷卻材料相結(jié)合，在達(dá)到較好的冷卻效果，又能夠減輕經(jīng)濟(jì)成本上的負(fù)擔(dān)，依據(jù)不同轉(zhuǎn)爐冶煉情況以合理加入量加入到轉(zhuǎn)爐中去，是冶金工作者當(dāng)前需要考慮的問題。在現(xiàn)有技術(shù)下，除了廢鋼、生鐵等常用的單一材質(zhì)冷卻材料外，不同的煉鋼用冷卻材料的制造工藝有：利用赤泥、塵泥等冶金工業(yè)中的二次產(chǎn)物，通過冷壓或者焙燒的方法，制成煉鋼用的冷卻材料(見中國專利“赤泥煉鋼冷卻劑及其制造工藝”專利申請(qǐng)?zhí)朇N101914654A，“一種赤泥海綿鐵質(zhì)煉鋼冷卻劑的生產(chǎn) 方法”專利申請(qǐng)?zhí)朇N102912067A，“煉鋼塵泥高壓冷固結(jié)造塊的制備方法”專利申請(qǐng)?zhí)朇N1560286，“一種直接煉鋼和煉鐵用冷固球團(tuán)的工業(yè)生產(chǎn)方法”專利申請(qǐng)?zhí)朇N1158903，“利用拜耳法赤泥生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐冷卻劑的方法”專利申請(qǐng)?zhí)朇N103352099A等等)此類方法都是作為冶金工業(yè)中二次產(chǎn)物的重新利用，雖然成本上較為低廉，但其冷卻效果較差，同時(shí)又由于其成分及品位等問題，在冶煉過程中金屬收得率很低，此外還會(huì)形成煉鋼過程中所說的“跑渣”等不良現(xiàn)象，作為一種煉鋼用冷卻材料，從使用效果上來看，存在一定問題；再就是利用如其它不同的材質(zhì)制造煉鋼用冷卻材料，(見中國專利“煉鋼用復(fù)合錳鐵復(fù)合礦球”專利申請(qǐng)?zhí)朇N103352099A，“轉(zhuǎn)爐煉鋼冷卻、助熔劑”專利申請(qǐng)?zhí)朇N1298028)，這些方法能夠起到一定的冷卻效果作用，并且具有調(diào)節(jié)鋼水成分的作用，缺點(diǎn)是造價(jià)比較貴；同時(shí)這兩類專利也未對(duì)冷卻劑的加入量上做出合理說明?；蛘呔褪怯幸恍┪墨I(xiàn)記載及論述了一些冷卻材料的制造方法和使用效果(見期刊《河北冶金》“轉(zhuǎn)爐采用鐵礦石代替部分廢鋼工藝技術(shù)分析”2011年，3期，16-18)，通過采用鐵礦石作為轉(zhuǎn)爐用煉鋼材料，其特點(diǎn)是成本較低，不利之處在于使用效果上不如廢鋼；(見期刊《特殊鋼》“電弧爐用替代廢鋼的金屬爐料進(jìn)展”2004年，1期，25卷，34-36)，論述了直接還原鐵、脫碳粒鐵、碳化鐵、復(fù)合金屬料等替代廢鋼材料，使用效果上較好，但不利之處在于其價(jià)格和資源量上較少；(見期刊《煉鋼》“噴吹CO2作為冷卻劑的轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝探討”2012年，4期，28卷，40-42)，文中說明了在煉鋼中期的時(shí)候，由于進(jìn)入了碳的劇烈氧化期，使?fàn)t溫迅速升高，而用CO2氣體作為冷卻劑，可以達(dá)到鐵礦石的冷卻效果，控制鋼水溫度，此方法開辟了另一條渠道冷卻鋼水，不利之處在于未能在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種依據(jù)煉鋼工藝控制鋼水溫度的需要，提出一種以鐵水、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦等含鐵材料制成的煉鋼用冷卻劑及其制備和使用方法，依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行對(duì)煉鋼工藝中鋼水進(jìn)行冷卻，能做到兼顧取得較好冷卻效果，又做到生產(chǎn)成本上的低廉。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
一種煉鋼用冷卻劑的使用方法，其特征在于：冷卻劑由按質(zhì)量百分比70.0％～97.0％鐵水和其它含鐵物料3.0％～30.0％鑄造而成，所述的其它含鐵物料為燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦、塵泥球團(tuán)或者其它含鐵物料的一種或者多種，要求TFe為≥40％；冷卻劑加入量依據(jù)冶煉鋼水量、冷卻劑品位、冶煉要求達(dá)到鋼水溫度、入爐鐵水溫度的條件，根據(jù)以下公式：
AQ＝-k1+k2SQ+k3AD-k4(RAMST—EFMIT)
AQ：冷卻劑加入量，噸；k1為系數(shù)，取值范圍為0.70～0.95；SQ：冶煉鋼水量，噸，k2為系數(shù)，取值范圍為0.1～0.3；AD：冷卻劑品位，％，k3為系數(shù)，取值范圍為0.3～0.5；RAMST：冶煉要求達(dá)到鋼水溫度，度，EFMST：入爐鐵水溫度，度，k4為系數(shù)，取值范圍為0.0001～0.0003；
冷卻劑粒度5mm～50mm。
冷卻劑制備方法，取燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦、塵泥球團(tuán)或其它含鐵物料的一種或者多種，粒度范圍，放入翻鐵機(jī)的鑄?；蛘咂渌问降蔫T模底部，將高爐、沖天爐等生產(chǎn)出的鐵水，注入到放好燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦、塵泥球團(tuán)或其它含鐵物料的鑄模內(nèi)，通過打水、或者自然冷卻等方式，待澆鑄后的鐵水冷卻后，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦和塵泥球團(tuán)含或其它含鐵物料礦焊入到鐵水中去，脫掉模具后，最終得到煉鋼用的一種塊狀復(fù)合冷卻劑。
其中所用鑄模為敞口結(jié)構(gòu)，容積不小于0.002立方米，鑄模深度不低于0.05mm；
其中所用鐵水的溫度范圍1350～1550℃；
其中所用燒結(jié)礦TFe為≥50％，二元堿度≥1.0，粒度范圍為15mm～50mm；
球團(tuán)礦TFe為≥55％，粒度范圍為5mm～25mm；
塊礦TFe為≥50％，粒度范圍為10mm～50mm；
塵泥球團(tuán)采用焙燒或者冷壓工藝而制成，塵泥球團(tuán)TFe為≥45％，強(qiáng)度不低于30N/球，粒度范圍為10mm～50mm；
依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行對(duì)煉鋼工藝中鋼水進(jìn)行冷卻，可以取得較好鋼水冷卻效果，并在使用效果良好的同時(shí)，大幅度的降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明有益效果：依據(jù)本發(fā)明對(duì)冶煉過程中鋼水進(jìn)行冷卻，在對(duì)比采用傳統(tǒng)冷卻劑如燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦和鑄鐵等，并以經(jīng)驗(yàn)作為判斷加入量的情況下，可降低噸鋼成本1元以上。
具體實(shí)施方式
下面通過一些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
1 實(shí)施例1
1.1 冷卻劑成品組成及配比
表1 冷卻劑成品組成/％
取占冷卻劑總質(zhì)量百分比3.0％的燒結(jié)礦，放入到鑄模的底部，將高爐生產(chǎn)出的鐵水澆鑄到鑄模內(nèi)，具體二者配加比例見表1，打水冷卻后，燒結(jié)礦最終焊入到鐵水中去，脫掉模具后，最終得到煉鋼用的冷卻劑。
1.2 冷卻劑的使用方法及效果(以某鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐為例)
表2 冷卻劑添加量及使用效果
以某鋼鐵廠120噸轉(zhuǎn)爐為例，在煉鋼中期的時(shí)候，由于進(jìn)入了碳的劇烈氧化期，使?fàn)t溫迅速升高，采用本發(fā)明方法加入煉鋼用冷卻劑后，可以達(dá)到穩(wěn)定控制鋼水溫度的效果，在使用效果良好的同時(shí)，又可以降低噸鋼成本。
2 實(shí)施例2
2.1 冷卻劑成品組成及配比
表3 冷卻劑成品組成/％
取占冷卻劑總質(zhì)量百分比5.0％的燒結(jié)礦、3.0％的球團(tuán)礦，放入到鑄模的底 部，將高爐生產(chǎn)出的鐵水澆鑄到鑄模內(nèi)，具體二者配加比例見表3，打水冷卻后，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦最終焊入到鐵水中去，脫掉模具后，最終得到煉鋼用的冷卻劑。
2.2 冷卻劑的使用方法及效果(以某鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐為例)
表4 冷卻劑添加量及使用效果
以某鋼鐵廠120噸轉(zhuǎn)爐為例，在煉鋼中期的時(shí)候，由于進(jìn)入了碳的劇烈氧化期，使?fàn)t溫迅速升高，采用本發(fā)明方法加入煉鋼用冷卻劑后，可以達(dá)到穩(wěn)定控制鋼水溫度的效果，在使用效果良好的同時(shí)，又可以降低噸鋼成本。
3 實(shí)施例3
3.1 冷卻劑成品組成及配比
表5 冷卻劑成品組成/％
取占冷卻劑總質(zhì)量百分比5.0％的燒結(jié)礦、3％的球團(tuán)礦、3％的塊礦，放入到鑄模的底部，將高爐生產(chǎn)出的鐵水澆鑄到鑄模內(nèi)，具體二者配加比例見表5，打水冷卻后，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和塊礦最終焊入到鐵水中去，脫掉模具后，最終得到煉鋼用的冷卻劑。
3.2 冷卻劑的使用方法及效果(以某鋼廠180噸轉(zhuǎn)爐為例)
表6 冷卻劑添加量及使用效果
以某鋼鐵廠180噸轉(zhuǎn)爐為例，在煉鋼中期的時(shí)候，由于進(jìn)入了碳的劇烈氧化期，使?fàn)t溫迅速升高，采用本發(fā)明方法加入煉鋼用冷卻劑后，可以達(dá)到穩(wěn)定控制鋼水溫度的效果，在使用效果良好的同時(shí)，又可以降低噸鋼成本。
4 實(shí)施例4
4.1 冷卻劑成品組成及配比
表7 冷卻劑成品組成/％
取占冷卻劑總質(zhì)量百分比5.0％的燒結(jié)礦、5.0％的球團(tuán)礦、5.0％的塊礦和3.0％的塵泥球團(tuán)，放入到鑄模的底部，將高爐生產(chǎn)出的鐵水澆鑄到鑄模內(nèi)，具體二者配加比例見表7，打水冷卻后，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦和塵泥球團(tuán)最終焊入到鐵水中去，脫掉模具后，最終得到煉鋼用的冷卻劑。
4.2 冷卻劑的使用方法及效果(以某鋼廠180噸轉(zhuǎn)爐為例)
表8 冷卻劑添加量及使用效果
以某鋼鐵廠180噸轉(zhuǎn)爐為例，在煉鋼中期的時(shí)候，由于進(jìn)入了碳的劇烈氧化期，使?fàn)t溫迅速升高，采用本發(fā)明方法加入煉鋼用冷卻劑后，可以達(dá)到穩(wěn)定控制鋼水溫度的效果，在使用效果良好的同時(shí)，又可以降低噸鋼成本。
5 實(shí)施例5
5.1 冷卻劑成品組成及配比
表9 冷卻劑成品組成/％
取占冷卻劑總質(zhì)量百分比10.0％的燒結(jié)礦、5.0％的球團(tuán)礦、和5.0％的塊礦，放入到鑄模的底部，將高爐生產(chǎn)出的鐵水澆鑄到鑄模內(nèi)，具體二者配加比例見表9，打水冷卻后，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和塊礦最終焊入到鐵水中去，脫掉模具后，最終得到煉鋼用的冷卻劑。
5.2 冷卻劑的使用方法及效果(以某鋼廠180噸轉(zhuǎn)爐為例)
表10 冷卻劑添加量及使用效果
以某鋼鐵廠180噸轉(zhuǎn)爐為例，在煉鋼中期的時(shí)候，由于進(jìn)入了碳的劇烈氧化期，使?fàn)t溫迅速升高，采用本發(fā)明方法加入煉鋼用冷卻劑后，可以達(dá)到穩(wěn)定控制鋼水溫度的效果，在使用效果良好的同時(shí)，又可以降低噸鋼成本。
6 實(shí)施例6
6.1 冷卻劑成品組成及配比
表11 冷卻劑成品組成/％
取占冷卻劑總質(zhì)量百分比5.0％的燒結(jié)礦、5.0％的塊礦、和5.0％的塵泥球團(tuán)，放入到鑄模的底部，將高爐生產(chǎn)出的鐵水澆鑄到鑄模內(nèi)，具體二者配加比例見表11，打水冷卻后，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和塵泥球團(tuán)最終焊入到鐵水中去，脫掉模具后，最終得到煉鋼用的冷卻劑。
6.2 冷卻劑的使用方法及效果(以某鋼廠180噸轉(zhuǎn)爐為例)
表12 冷卻劑添加量及使用效果
以某鋼鐵廠180噸轉(zhuǎn)爐為例，在煉鋼中期的時(shí)候，由于進(jìn)入了碳的劇烈氧化期，使?fàn)t溫迅速升高，采用本發(fā)明方法加入煉鋼用冷卻劑后，可以達(dá)到穩(wěn)定控制鋼水溫度的效果，在使用效果良好的同時(shí)，又可以降低噸鋼成本。
7 實(shí)施例7
7.1 冷卻劑成品組成及配比
表13 冷卻劑成品組成/％
取占冷卻劑總質(zhì)量百分比10.0％的燒結(jié)礦、5.0％的球團(tuán)礦、5.0％的塊礦和5.0％的塵泥球團(tuán)，放入到鑄模的底部，將高爐生產(chǎn)出的鐵水澆鑄到鑄模內(nèi)，具體二者配加比例見表13，打水冷卻后，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦和塵泥球團(tuán)最終焊入到鐵水中去，脫掉模具后，最終得到煉鋼用的冷卻劑。
7.2 冷卻劑的使用方法及效果(以某鋼廠260噸轉(zhuǎn)爐為例)
表14 冷卻劑添加量及使用效果
以某鋼鐵廠260噸轉(zhuǎn)爐為例，在煉鋼中期的時(shí)候，由于進(jìn)入了碳的劇烈氧化期，使?fàn)t溫迅速升高，采用本發(fā)明方法加入煉鋼用冷卻劑后，可以達(dá)到穩(wěn)定控制鋼水溫度的效果，在使用效果良好的同時(shí)，又可以降低噸鋼成本。
8 實(shí)施例8
8.1 冷卻劑成品組成及配比
表15 冷卻劑成品組成/％
取占冷卻劑總質(zhì)量百分比10.0％的燒結(jié)礦、10.0％的球團(tuán)礦、5.0％的塊礦和5.0％的塵泥球團(tuán)，放入到鑄模的底部，將高爐生產(chǎn)出的鐵水澆鑄到鑄模內(nèi)，具體二者配加比例見表15，打水冷卻后，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦和塵泥球團(tuán)最終焊入到鐵水中去，脫掉模具后，最終得到煉鋼用的冷卻劑。
8.2 冷卻劑的使用方法及效果(以某鋼廠260噸轉(zhuǎn)爐為例)
表16 冷卻劑添加量及使用效果
以某鋼鐵廠260噸轉(zhuǎn)爐為例，在煉鋼中期的時(shí)候，由于進(jìn)入了碳的劇烈氧化期，使?fàn)t溫迅速升高，采用本發(fā)明方法加入煉鋼用冷卻劑后，可以達(dá)到穩(wěn)定控制鋼水溫度的效果，在使用效果良好的同時(shí)，又可以降低噸鋼成本。