專利名稱：一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
通常，在煉鋼領(lǐng)域中，磷 是公知的鋼中常見的有害元素，對鋼的性能影響很大，因此要嚴(yán)加控制。隨著客戶對優(yōu)質(zhì)低磷鋼的要求日趨苛刻，煉鋼的脫磷任務(wù)也日趨加重。目前，頂吹轉(zhuǎn)爐單渣法脫磷技術(shù)在生產(chǎn)成本、冶煉周期、生產(chǎn)順行及勞動(dòng)強(qiáng)度等方面具有一定的優(yōu)勢，但其只能將磷脫到w[p] = 100X 10_6左右；同時(shí)，頂吹轉(zhuǎn)爐雙渣或雙聯(lián)法深脫磷技術(shù)還不成熟,而且工藝復(fù)雜,成本較高。由于脫磷反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此較低的溫度有利于脫磷反應(yīng)的進(jìn)行。在T< 1400°c范圍內(nèi)，脫磷率隨著溫度的升高而降低；但當(dāng)T> 1400°C時(shí)，脫磷率隨著溫度的升高反而升高。在頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉條件下，在T < 1400°C時(shí)，熱力學(xué)條件是脫磷的主要矛盾，但當(dāng)T> 1400°C時(shí)，脫磷的主要矛盾已轉(zhuǎn)化為動(dòng)力學(xué)條件。無論是理論計(jì)算，還是生產(chǎn)實(shí)際均已證明，渣中FeO高，有利于脫磷，渣中有一定量的FeO和CaO，不僅在熱力學(xué)上能保證穩(wěn)定生成脫磷產(chǎn)物3Ca0 · P2O5或4CaO · P2O5,而且，進(jìn)一步提高渣中FeO和CaO的量，更有利于脫磷反應(yīng)順利進(jìn)行。目前轉(zhuǎn)爐煉鋼脫磷主要依靠供氧增加渣中氧化鐵、依靠添加石灰增加渣中氧化鈣、依靠添加石灰助熔劑促進(jìn)化渣，從而來對鋼水進(jìn)行脫磷。CaF2是常用的石灰助熔材料之一，但由于其對人體及環(huán)境有害，在轉(zhuǎn)爐中的應(yīng)用受到了限制。雖然增加渣中氧化鐵的方法較多，如高槍位吹氧法、加氧化鐵皮法、加化渣脫磷劑法等，但是高槍位吹氧法，會(huì)延長冶煉時(shí)間；加氧化鐵皮或鐵皮球法，作用時(shí)間短，化渣效果不理想；加富含氧化鐵的化渣脫磷劑法，化渣效果好，而且還能促進(jìn)鋼水脫磷，但其生產(chǎn)成本較高。中國專利CN99112573. 8公開了一種以FeO為主要組成的鐵鱗類化渣劑及其制造方法，雖然其化渣效果較為顯著，但存在對爐襯侵蝕嚴(yán)重、鋼水溫降大、作用時(shí)間短、不能夠持續(xù)化渣等問題。中國專利CN200610026164. 7公開了一種轉(zhuǎn)爐脫磷劑及其制備方法，雖然其具有脫磷效率高、保存期長、單耗低、不含氟、對環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，但由于三氧化二鋁(Al2O3)含量較低，氧化鐵(Fe2O3)作用時(shí)間短，不能夠持續(xù)化渣，而且生產(chǎn)工序復(fù)雜，成本較高。有鑒于此，開發(fā)新的脫磷工藝和脫磷劑對于煉鋼產(chǎn)業(yè)應(yīng)用是很有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述脫磷方法和脫磷劑存在的缺陷，提供一種以工業(yè)廢棄物作為主要原料所生產(chǎn)的低成本脫磷劑及其制備方法。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，該脫磷劑的制備方法包括以下步驟
第一步準(zhǔn)備原料，原料包括富含氧化鈣的材料與富含氧化鐵的材料；第二步將第一步中準(zhǔn)備的原料分別制成粉末；第三步混合，將第二步中制備的粉末按一定比例混合；第四步熔煉，將混合好的粉末加入高溫窯爐中，在溫度1450 1600°C進(jìn)行熔煉；第五步熔融出爐后結(jié)晶冷卻；第六步破碎成型，經(jīng)破碎，制成富含CaO和Fe2O3、粒度為O 70mm的塊狀低熔點(diǎn)鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑。其中，原料中的富含氧化鈣的材料包括方解石、石灰石、白云石等礦物原料以及富含氧化鈣的電石渣、生石灰粉、造紙白泥、鈣粉等各種工業(yè)廢棄物。原料中的富含氧化鐵的 材料包括鐵礦粉等礦物原料以及工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的富含氧化鐵的鐵皮、鐵鱗、塵泥等工業(yè)廢棄物。上述原料中工業(yè)廢棄物為主要組成部分，礦物原料為次要組成部分。并且上述兩類材料的重量百分比范圍分別是富含氧化鐵的材料是30% 70% ;富含氧化鈣的材料是30% 70%。最后，制備好的煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑產(chǎn)品的成分范圍是CaO 25 60%、Fe203 25 60%,Si02彡8%、F-彡2%、其它雜質(zhì)總含量彡5%0使用時(shí)，在煉鋼過程中加入本發(fā)明的鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑，即可達(dá)到促進(jìn)化渣、同時(shí)對鋼水進(jìn)行脫磷的目的。本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明中鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的原料廣泛采用了電石渣、生石灰粉、造紙白泥、鈣粉等富含氧化鈣的各種工業(yè)廢棄物，以及富含氧化鐵的鐵皮、鐵鱗、塵泥等工業(yè)廢棄物，因此具有生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明的鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑熔點(diǎn)低、熔速快，既可在煉鋼過程中促進(jìn)化渣，縮短冶煉時(shí)間，同時(shí)還能夠?qū)︿撍M(jìn)行精煉脫磷，減少脫磷劑用量，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化勞動(dòng)環(huán)境，提高生產(chǎn)率；由于本發(fā)明鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑經(jīng)高溫熔融而成，成分均勻、性能穩(wěn)定、不變質(zhì)、不吸水、不粉化、低氟，不僅便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，還有利環(huán)保減少污染。
具體實(shí)施例方式以下，詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在此之前需要說明的是，本說明書及權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語或詞語不能限定解釋為通常的含義或辭典中的含義，而應(yīng)當(dāng)立足于為了以最佳方式說明其發(fā)明發(fā)明人可以對術(shù)語的概念進(jìn)行適當(dāng)定義的原則解釋為符合本發(fā)明技術(shù)思想的含義和概念。隨之，本說明書所記載的實(shí)施例中表示的結(jié)構(gòu)只是本發(fā)明最佳實(shí)施例之一，并不能完全代表本發(fā)明的技術(shù)思想，因此應(yīng)該理解到對于本發(fā)明而言可能會(huì)存在能夠進(jìn)行替換的各種等同物和變形例。總體制備方法原料采用富含氧化鈣的材料，包括方解石、石灰石、白云石等礦物原料以及富含氧化鈣的電石渣、生石灰粉、造紙白泥、鈣粉等各種工業(yè)廢棄物，30 70% (重量)；以及富含氧化鐵的材料，包括鐵礦粉等礦物原料以及工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的富含氧化鐵的鐵皮、鐵鱗、塵泥等工業(yè)廢棄物，30 70% (重量)。上述原料中工業(yè)廢棄物為主要組成部分，礦物原料為次要組成部分。
制備先將富含氧化鈣的材料和富含氧化鐵的材料制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高溫窯爐中，熔煉溫度1450 1600°C，熔融出爐后，結(jié)晶冷卻，經(jīng)破碎，制成富含CaO和Fe2O3、粒度為O 70mm的鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑。實(shí)際生產(chǎn)中，由于含鈣原料與含鐵原料重量比的不同，應(yīng)當(dāng)選擇不同的熔煉溫度，這是因?yàn)檠趸F類原料的熔點(diǎn)較氧化鈣類原料的熔點(diǎn)高，但是不同原料配比的最佳溫度選擇則是要通過大量實(shí)驗(yàn)才能知悉，并不能通過簡單計(jì)算或設(shè)想就能得到，這也正是本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)所在。以下給出不同生產(chǎn)條件下的幾個(gè)典型實(shí)施例，由于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的可獲得原料千差萬別，特別是當(dāng)某類原料多、其他原料少的情況下對于生產(chǎn)步驟中的具體工藝參數(shù)應(yīng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這也說明本發(fā)明的適用性廣泛、成本低、易控制。實(shí)施例一
原料富含氧化鈣的工業(yè)廢棄物30% (重量)、富含氧化鐵的工業(yè)廢棄物70% (重
量)O制備先將富含氧化鈣的工業(yè)廢棄物和富含氧化鐵的工業(yè)廢棄物制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高溫窯爐中，熔煉溫度1450 V，熔融出爐后，結(jié)晶冷卻，經(jīng)破碎，制成富含CaO和Fe2O3、粒度為O 70mm的鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑。應(yīng)用在煉鋼過程中加入爐內(nèi)，用于促進(jìn)煉鋼的化渣和脫磷，向煉鋼爐內(nèi)加入
2.5kg/噸鋼的鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑，煉鋼過程化渣良好，冶煉時(shí)間縮短I. 5分鐘，煉鋼終點(diǎn)脫磷率達(dá)97%。實(shí)施例二原料富含氧化鈣的工業(yè)廢棄物70 % (重量)、富含氧化鐵的工業(yè)廢棄物30% (重量)。制備先將富含氧化鈣的工業(yè)廢棄物和富含氧化鐵的工業(yè)廢棄物制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高溫窯爐中，熔煉溫度1600 V，熔融出爐后，結(jié)晶冷卻，經(jīng)破碎，制成富含CaO和Fe2O3、粒度為O 70mm的鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑。應(yīng)用在煉鋼過程中加入爐內(nèi)，用于促進(jìn)煉鋼的化渣和脫磷，向煉鋼爐內(nèi)加入
3.5kg/噸鋼的鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑，煉鋼過程化渣良好，冶煉時(shí)間縮短I. O分鐘，煉鋼終點(diǎn)脫磷率達(dá)96%。實(shí)施例三原料富含氧化鈣的工業(yè)廢棄物50%、富含氧化鐵的工業(yè)廢棄物50% (重量)。制備先將富含氧化鈣的工業(yè)廢棄物和富含氧化鐵的工業(yè)廢棄物制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高溫窯爐中，熔煉溫度1520 V，熔融出爐后，結(jié)晶冷卻，經(jīng)破碎，制成富含CaO和Fe2O3、粒度為O 70mm的鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑。應(yīng)用在煉鋼過程中加入爐內(nèi)，用于促進(jìn)煉鋼的化渣和脫磷，向煉鋼爐內(nèi)加入
3.Okg/噸鋼的鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑，煉鋼過程化渣良好，冶煉時(shí)間縮短I. 5分鐘，煉鋼終點(diǎn)脫磷率達(dá)97%。需要注意的是，盡管本發(fā)明已參照具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述和舉例說明，并且在具體實(shí)施方式
中給出了煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的成分及其具體制備方法。但是并不意味著本發(fā)明限于這些描述的實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從中衍生出許多不同的變體，它們都將覆蓋于本發(fā)明權(quán)利要求的真實(shí)精神和范圍中。
權(quán)利要求
1.一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑，其特征在于所述鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的成分范圍Ca025 60%,Fe20325 60%、SiO2≤8%、?！?%、其它雜質(zhì)總含量≤5%0
2.一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的其制備方法，其特征在于制備方法包括以下步驟 第一步準(zhǔn)備原料，原料包括富含氧化鈣的材料與富含氧化鐵的材料； 第二步將第一步中準(zhǔn)備的原料分別制成粉末； 第三步混合，將第二步中制備的粉末按一定比例混合； 第四步熔煉，將混合好的粉末加入高溫窯爐中，在溫度1450 1600°C進(jìn)行熔煉； 第五步熔融出爐后結(jié)晶冷卻； 第六步破碎成型，經(jīng)破碎，制成富含CaO和Fe2O3、粒度為O 70mm的塊狀低熔點(diǎn)鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的制備方法，其特征在于第一步中的原料富含氧化鈣的材料包括方解石、石灰石、白云石等礦物原料以及富含氧化鈣的電石渣、生石灰粉、造紙白泥、鈣粉等各種工業(yè)廢棄物，其中工業(yè)廢棄物為主要組成部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的制備方法，其特征在于第一步中的原料富含氧化鐵的材料包括鐵礦粉等礦物原料以及工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的富含氧化鐵的鐵皮、鐵鱗、塵泥等工業(yè)廢棄物，其中工業(yè)廢棄物為主要組成部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的制備方法，其特征在于第一步中的原料富含氧化鐵的材料的重量百分比范圍是30% 70% ;富含氧化鈣的材料的重量百分比范圍是30% 70%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的制備方法，其特征在于當(dāng)采用的原料中富含氧化鈣的材料的重量百分比在30%左右，富含氧化鐵的材料的重量百分比在70%左右時(shí)，熔煉溫度控制在1450°C 1470°C，優(yōu)選1450°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的制備方法，其特征在于當(dāng)采用的原料中富含氧化鈣的材料的重量百分比在70%左右，富含氧化鐵的材料的重量百分比在30%左右時(shí)，熔煉溫度控制在1580°C 1600°C，優(yōu)選1600°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑的制備方法，其特征在于當(dāng)采用的原料中富含氧化鈣的材料與富含氧化鐵的材料的重量百分比相近，即二者均在50%左右時(shí)，熔煉溫度控制在1500°C 1540°C，優(yōu)選1520°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低成本煉鋼用鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑及其制備方法，該脫磷劑的生產(chǎn)原料主要是采用富含氧化鈣、氧化鐵的工業(yè)廢棄物。其制備方法是先將這些工業(yè)廢棄物制成粉末，再按一定比例混合，然后加入高溫窯爐中，熔煉溫度1450～1600℃，熔融出爐后，結(jié)晶冷卻，經(jīng)破碎，制成富含CaO和Fe2O3、粒度為0～70mm的塊狀低熔點(diǎn)鐵鈣質(zhì)預(yù)熔型脫磷劑。該脫磷劑，熔點(diǎn)低、熔速快，在煉鋼過程中加入，可促進(jìn)化渣和脫磷，縮短冶煉時(shí)間；由于該脫磷劑經(jīng)高溫熔融而成，成分均勻、性能穩(wěn)定、不變質(zhì)、不吸水、不粉化、低氟，不僅便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，還有利環(huán)保減少污染；此外，由于該脫磷劑以工業(yè)廢棄物為原料，大幅降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號C21C7/064GK102776324SQ20121022637
公開日2012年11月14日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者陳云天 申請人:遼寧中匯環(huán)?？萍加邢薰?br>