专利名称：炼钢用助熔剂及其制备和使用方法
技术领域：
本发明属于炼钢技术领域，特指一种炼钢用助熔剂，即矿物组成以4CaO -7Fe203为 主的炼钢用助熔剂及其制备方法和使用方法。
背景技术：
在转炉炼钢过程中为了保证初期渣早化，使脱磷、脱硫和吹炼操作能够顺利进行， 需要加入一定量的助熔剂，目前，生产中采用的助熔剂主要有如下几种1.以CaF2为主要组成的萤石是一种普遍使用的造渣化渣剂，萤石的主要成分 CaF2，其熔点低并能够显著降低CaO的熔点，但由于萤石在炼钢过程中释放出有害的(F—1) 元素，造成环境污染，因此，萤石作为助熔剂已被禁止使用。2.以Al2O3为主要组成的钒土类(铁矾土、铝矾土及矾土为主要原料的)助熔 剂，中国专利(专利号99113322. 6)公开了一种以Al2O3为主要组成的矾土类助熔剂，其组 成为=Al2O3 ^ 45%, SiO2 ^ 30%, Fe2O3 -J% 8%，余量为 CaO、MgO、TiO2, P、S 等杂质，粒 度为5 30mm，使用量为1. 6 ^cg/吨·钢，钒土类助熔剂化渣效果较为稳定，但Al2O3与 石灰中的CaO形成3Ca0 · Al2O3和12Ca0 · 7A1203，其熔点较高分别为1535°C^P 1455°C，钒 土类助熔剂虽能起到化渣助熔作用，但由于熔点较高化渣效果不够理想。3.以FeO为主要组成的铁磷类(铁鳞、铁矿石及铁鳞为主要原料的)助熔剂，中 国专利(专利号99112573. 8)公开了一种以FeO为主要组成的铁鳞类化渣剂，其组成为 铁鳞70 % 90 %，炼铁污泥5 % 25 %，粘结剂1 % 5 %，将原料粉碎、配置、混勻并压 制成球，铁鳞类助熔剂化渣效果较为显著。但其主要组成为FeO和!^e2O3与石灰中CaO反 应需要吸收部分热量，使熔池温降较大；同时FeO和!^e2O3的渗透能力最强，能够迅速破坏 2Ca0.Si02外壳，化渣速度较快，但作用时间短，持续化渣效果不好，并且对炉衬侵蚀较为严 重等问题。上述助熔剂存在着污染环境；熔点较高、化渣效果不理想；使钢液温降大、作用时 间短、持续化渣效果不好等问题。
发明内容
针对现有炼钢用助熔剂存在的技术问题，提供一种利于环保；熔点低、持续化渣效 果好；能够减轻对炉衬侵蚀、提高钢水质量的助熔剂及其制备和使用方法。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案本发明采用炼钢含铁废料和含CaO的石灰类材料按以下质量配比进行配制，经熔 炼炉预熔、经破碎后制备而成。其中，含铁废料中的氧化铁(Fe2O3)和含CaO石灰类材料中 的氧化钙(CaO)的配比如下氧化铁(Fii2O3)55% 75%氧化钙(CaO)25% 45%所述炼钢含铁废料主要包括轧钢铁磷、含铁沉泥、转炉除尘灰中的一种或一种以上的混合；所述含CaO的石灰类材料主要包括石灰筛下物、石灰石、生石灰、消石灰中的一 种或一种以上的混合。为保证配制原料混合均勻，使预熔后的助熔剂成分均勻，本发明所用原料的粒度 按照下列要求为宜含铁废料O 10mm、含CaO的石灰类材料0 10mm。本发明的制备方法将所述含铁废料和含CaO的石灰类材料按以上质量配比进行 配制，将原料混合均勻后压制成直径为Φ30 60mm球型，放入化铁炉内进行熔化，熔化温 度控制在1200 1300°C，熔化过程中每8 12min，排放一次预熔物，待预熔物冷却后破碎 成40mm以下的块状。采用上述工艺制备的助熔剂其矿物组成以4CaO · 7Fe203为主，其组成如下4CaO ‘ 7Fe20370% 90%CaO ‘ Fe2O335% 20%SiO2 5%Al2O30 3%MgO0 3%杂质0 5%使用方法本发明制备的助熔剂可在转炉及精炼炉中使用，其加入量为金属装入 量的0. 3% 0. 5% ；用于转炉时可随第一批造渣材料一次加入或随造渣材料分批加入，用 于精炼炉时随造渣材料一次加入。1.本发明的制备方法具有独创性是在研究CaO-Fe2O3系矿物的固液相转换的基 础上创造的，经研究发现CaO的熔点是，Fe2O3的熔点是1600°C，但要合成CaO-Fe2O3 系的矿物，其熔点可显著降低。属于此范围的矿物(矿相)有，CaO · Fe2O3>2Ca0 · Fe2O3^ 4CaO · 7F%03。2.本发明在最佳配比的研究探索上，创造出以成分基准最佳质量配比为CaO 25% 45%对 ^20355% 75%，在化铁炉内控制温度在1200 1300°C熔解时，能够保证 生成以4CaO · 7Fe203为主要矿物组成的助熔剂，其熔点在CaO-Fe2O3系的矿物中最低。3.对于一个矿物的分析用普通的化学方法难于确定，只有X射线衍射分析的方 法才有可能，图1为本发明的产品的X射线衍射图附图中■表示4CaO· 7Fe203、▲表示 CaO · !^e2O3，从附图中可以看出在本发明的制备方法条件下，大部分生城4CaO · 7Fe203矿物。4.本发明的制备方法具有选择原料来源充足，不需要特殊设备，生产工艺简单，容 易控制等优点。5.本发明的制备方法制造的产品兼有炼钢助熔剂和脱磷剂的双重功能，由于缩短 了炼钢时间，达到节约能源的目的，提高了炼钢效率，实现不增加设备就能增加钢产量，同 时，由于兼有脱磷的作用而提高钢的质量，是理想的炼钢助熔剂及脱磷剂。
图1为本发明产品的X射线衍射图。
具体实施例方式为进一步描述本发明，下面结合实施例，通过对比生产试验，对本发明作更详细的
4说明。 选择粒度为0 IOmm的生石灰筛下物和铁磷粉，按成分基准质量配比表1进行配 制5000kg，将配制料混合均勻，同时将混合物5000kg压制成直径为Φ 50mm左右的球型，随 后将成型物放入化铁炉内熔炼，熔解带的温度控制在1200 1300°C，每10分钟左右排放一 次熔解物，生成物约为4000kg。将生成物冷却后破碎成40mm以下的块状，用作炼钢用助熔 剂及脱磷剂。本发明助熔剂的组成及熔点分别见表2、表3。
表1 实施例质量配比表
权利要求
1. 一种炼钢用助熔剂，其特征在于助熔剂组分的质量百分比为4CaO 7Fe20370% 90%CaO ·Fe2O3-20%SiO2 5%Al2O30 3%MgO0 ‘3%杂质0 一 5%。
2.一种用于权利要求1所述的炼钢用助熔剂的制备方法，其特征在于，将含铁废料和 含CaO的石灰类材料按以下质量配比进行配制氧化铁(Fe2O3)55 % 75 %氧化钙(CaO)25% 45%将按上述比例配制的原料混合均勻后压制成直径为Φ30 60mm球型，放入化铁炉内 进行熔化，熔化温度控制在1200 130(TC，熔化过程中每8 12min，排放一次预熔物，待 预熔物冷却后破碎成40mm以下的块状。
3.根据权利要求2所述的炼钢用助熔剂的制备方法，其特征在于，所述含铁废料主要 包括轧钢铁磷、含铁沉泥、转炉除尘灰中的一种或一种以上的混合；所述含CaO的石灰类材 料主要包括石灰筛下物、石灰石、生石灰、消石灰中的一种或一种以上的混合，粒度为0 IOmm0
4.一种用于权利要求1所述的炼钢用助熔剂的使用方法，其特征在于，助熔剂在转炉 及精炼炉中使用，其加入量为金属装入量的0. 3% 0. 5% ；随第一批造渣材料一次加入或 随造渣材料分批加入。
全文摘要
本发明公开了一种炼钢用助熔剂及其制备和使用方法，助熔剂组分的质量百分比为4CaO·7Fe2O3 70％～90％，CaO·Fe2O3 5％～20％，SiO2 1％～5％，Al2O3 0～3％，MgO 0～3％，杂质0～5％。将含铁废料和含CaO的石灰类材料按氧化铁55％～75％，氧化钙25％～45％比例混合均匀后压制成直径为Φ30～60mm球型，放入化铁炉内进行熔化，熔化温度控制在1200～1300℃，熔化过程中每8～12min，排放一次预熔物，待预熔物冷却后破碎成40mm以下的块状。助熔剂在转炉及精炼炉中使用，其加入量为金属装入量的0.3％～0.5％；随第一批造渣材料一次加入或随造渣材料分批加入。本发明具有熔点低、持续化渣效果好；能够减轻对炉衬侵蚀、提高钢水质量；利于环保等优点。
文档编号C21C5/28GK102146500SQ20101011006
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者万雪峰, 廖相巍, 张晓军, 曹东, 李德刚, 温铁光, 王鹏, 贾吉祥, 赵刚, 马成 申请人:鞍钢股份有限公司