一种消解转炉钢渣中游离氧化钙fCaO的造渣工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种消解转炉钢渣中游离氧化钙ｆＣａＯ的造渣工艺，其特点是对常规转炉冶炼工艺没有大的改变，其工艺改变是在吹炼后半期，用ＳｉＯ↓［２］材料或硅酸钙材料取代原工艺中部分石灰进行造渣冶炼。本工艺方法成本低廉，不增加渣量，炉渣碱度下降，流动性改善，炉渣脱磷能力提高，大幅降低渣中ｆＣａＯ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种转炉吹炼的造渣工艺，具体涉及一种在转炉内消 解钢渣游离氧化钙(f-CaO)的造渣工艺。
技术介绍
转炉钢渣是转炉炼钢的副产物，其发生量约在10-15%吨钢。按 我国2008年钢产量约5亿咱计，年发生钢渣5000-7500万吨，其中 绝大部分为转炉钢渣。钢渣成份研究表明("低碱度钢渣的矿物组成、 岩相特征与膨胀研究"《西南工学院学报》1997年Vol. 12. No, 1),平 炉渣、电炉渣碱度Rl. 6-2. 3属硅酸二钙渣系，无论多年陈渣或新渣 经检测，f-CaO均在0-0. 5%范围内，不经预处理就可直接使用，而转 炉钢渣碱度R>2. 4属硅酸三钩渣系，含有较高的游离氧化钙而使其 利用受到限制。截止到2008年，我国钢渣利用率不足20%。目前钢 渣的利用途径有返回烧结、作铁水脱硅、脱磷剂、部分钢渣用作建 材、道路路基填料等，但大部分钢渣都因含有较高f-CaO〉3。/。而无法使用，致使资源浪费、占地面积大、污染严重。长期以来，国内外的 科研人员为此做过大量的试验研究工作，相继研发出许多渣处理工 艺。目前在使用的工艺方法有弃渣工艺、热泼工艺、水淬工艺、风 淬工艺、粒化轮法、滚简法、盘泼工艺、热闷工艺等。这些工艺要么 污染重、占地多，如弃渣法、钢渣热泼法；要么对钢渣流动性要求较 高，如钢渣水洋工艺、风淬工艺、粒化轮法，而且只能处理约50%; 要么投资费用大，如盘泼工艺、热闷工艺。日本还开发了温水陈化、 蒸汽陈化和蒸汽加压陈化以加速消解钢渣中f-CaO工艺方法。此外， 国内外正在偿试开发转炉外向熔融炉渣添加石英沙、高炉渣等含Si02 的材料，并加热或吹氧，用以消解钢渣中f-CaO的工艺方法，如国 内的东北大学材料与冶金学院"提高转炉渣体积安定性的实验研究" 《中国冶金》2007年第3期，德国炉渣研究所开发的"一种钢渣处 理的新工艺"《中国冶金》2007年第10期；"转炉渣熔融改性的实验 研究"《硅酸盐通报》2006年第6期，都是在转炉外的装置内向熔融转炉渣中添加Si02与转炉钢渣中fCaO结合生成2CaO 'Si02以达到 消解钢渣中f-CaO，提髙钢渣稳定性的目的。但这些方法加入的Si02 材料量大，约为待处理渣量的26-32%,需加热或吹氧，处理费用高。 我国正处在实验探索中，德国尚未大面积推广，只在部分钢厂试用。 同时，吹氧使转炉渣中的金属铁氧化，无法回收利用，损失大。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在炼钢过程中并在炼钢结束时就消解钢渣中 f-CaO的造渣工艺方法。Oeters在对转炉渣的碱度研究中发现，当炉渣碱度(CaO/Si02) 〉2时，炉渣中便产生了 f-CaO。因此，转炉冶炼条件下借助控制石 灰加入量来避免出现f-CaO是不可能的，也只有在加入一定数量的石 灰形成满足冶炼要求的碱度之后，再通过添加f-CaO捕捉剂来消解渣 中f-CaO。表l为转炉渣中各化学元素之间的相互制约关系从炼钢工艺原 理和对49组渣料进行各元素之间的电算相关分析一致。由表1可见， 渣中f-CaO与CaO和Fe203、 FeO是显著正相关，而与Si。2、入1203是 负相关。即是说，f-CaO含量与渣中CaO和Fe203、 FeO成正比关系， 但随着酸性氧化物Si02、 A1A的增加而减少。表l渣中各元素之间的相关关系SCAFeFeOMgPfc备注s* — 0. 25104424243243283術604Riy— 元素间相c A152440 340875 326622 081176 193674 653668 130关系数 *为负相关 S-Si02Fe FeO518240 390288 172093 589123 190C-CaO A-A1203 Fe-Fe203Mg Mn169567 1540. 33 0. 20FeO-FeO Mg—MgO Mn-MnOp105p-p2o5 fc-fCaOfc4本专利技术的原理是这样的将Si02材料添加到转炉内熔融的转炉渣中，用以捕捉并消解渣中f-CaO，其反应式是 2f-CaO+Si02 — 2CaO Si02由以上反应式可以看出，用Si02材料使渣中f-CaO消解，其反应 产物转而使渣中(2CaO Si02)数量增加。由"转炉钢渣中磷元素的 分布"《中国冶金》(2007年第1期)和"氧气转炉炼钢中炉渣内不 同MgO及A1203含量对钢水脱磷的影响"《中国钢铁技术网》 (2006. 6-25 )等大量研究资料表明，钢渣中(2CaO . Si02)尤其是 终点渣中的(2CaO Si02)是吸收P的主要矿物相，最多可达的98% 的P进入(2CaO Si02)中，终渣中(2CaO . Si02)含量提高，钢渣 吸收P的容量增加，炉渣脱P效果提高。由此，本专利技术旨在开发一种既能消解转炉渣中f-CaO,同时又能 提高转炉渣脱P效果而不致渣量增加的造渣工艺方法。本专利技术造渣工艺方法是这样的首先按常规冶炼工艺向转炉内兑 铁水加废钢，下枪吹氧点火后加入石灰和轻烧镁球，其石灰加入量不 低于原冶炼工艺石灰用量的70%,吹炼至后半期，用Si02材料或硅酸 钙材料取代部分石灰加入炉内继续吹炼至结束，Si02材料取代石灰的 量不超过原冶炼工艺石灰用量的20%，约每炉渣量的6%以下；硅酸4丐 材料取代石灰的量不超过原冶炼工艺用量的30%。本工艺方法对原转 炉冶炼工艺改变主要是在吹炼后半期，用Si02材料或硅酸钙材料取代 部分石灰进行吹炼造渣。用Si02材料代替石灰的具体数量依据铁水成 份、原工艺转炉渣中碱度R和游离氧化钙f-CaO、钢种等诸因素来确定，其用量应在保证理想碱度的前提下，足以使炉渣中游离氧化钙 f-CaO形成2CaO . Si02以消解f-CaO，使终点渣中游离氧化钙f-CaO趋于零。在转炉吹炼后半期，用Si02材料或硅酸钙材料取代部分石灰，一 方面加入炉内的石灰(CaO)用量减少，Si02含量增加，渣的碱度R 下降，渣中f-CaO减少(见表1);另一方面加入的Si02又起到了石 灰稀释剂的作用，即 Si02+2f-CaO~>2CaO . Si02。两方面的作用， 使终点渣中f-CaO大幅下降，甚至全部消解，渣的流动性改善，渣中吸收P的2Ca0 'Si02物相增加。Si02材料或硅酸钙材料取代部分石灰， 用量少，渣量未增加，而炉渣吸收P能力提高。附图说明图1是新、旧工艺终点P含量的积累频度图图2是碱度和工艺对终点P含量影响的关系图具体实施例方式转炉公积容量120 t。平均出钢能力120吨钢。铁水成份Si: 0. 3—0. 77%,平均0. 446%; MnO. 3-0. 65%,平均0, 48%; P: 0. 09-0. 119%, 平均0.098%; S: 0. 011-0. 018%,平均0.013%。铁水温度1263-1399 。C。冶炼钢种Q235B、 25Mn、 SPHC、 X52、 X60等钢种。旧造渣冶炼工 艺石灰用量每吨钢平均44kg，轻烧镁球每吨钢平均15kg,吹炼开始 一次加入。 一般铁水Si>0. 5%时，釆用双渣搡作，终点钢水 P0. 009-0. 015%,平均0.013%，平均出钢温度1665 °C。炉渣碱度 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消解转炉钢渣中游离氧化钙ｆＣａＯ的造渣工艺，其特征在于：对转炉炼钢工艺的改变是在吹炼后半期，用ＳｉＯ↓［２］材料或硅酸钙材料取代原冶炼工艺中部分石灰进行造渣冶炼。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王虎，
申请(专利权)人：王虎，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]