一種節能環保型轉爐濺渣調節劑及其製備方法與流程

2023-05-20 17:08:51 4

本發明涉及轉爐濺渣護爐技術領域，具體涉及一種節能環保型轉爐濺渣調節劑及其製備方法。

背景技術：

轉爐濺渣護爐技術是在轉爐出鋼後留下部分終渣，並加入適量的調渣劑，使爐渣具有合適的粘度和耐火度，再用氧槍向爐渣噴吹高壓氮氣，衝擊爐渣，使爐渣飛濺到爐襯上，在爐襯表面形成一層抗侵蝕的保護層，達到保護爐襯的目的。在轉爐濺渣護爐前的調渣處理過程中通常採用向留渣中加入鎂砂、菱鎂石或白雲石等富含氧化鎂的調渣劑等來提高渣中的氧化鎂含量，如含碳輕燒鎂球等，使渣中的氧化鎂含量達到飽和或超飽和狀態，提高爐渣的耐火度和粘度，使爐渣達到濺渣工藝的要求。

用後中包鎂質塗料中富含氧化鎂，尤其是未燒結部分，氧化鎂含量高達87％以上。而對於用後中包鎂質塗料的處理目前主要是直接廢棄，採用掩埋或堆積方法處理掉。這樣既是對資源的極大浪費，也是對環境的極大破壞。然而，由於我國鎂礦資源豐富，鎂產品價格便宜。因此，對於這些富含氧化鎂較高的用後中包鎂質塗料的再利用方面並未得到充分的重視。轉爐濺渣護爐前的調渣處理階段需要向留渣中加入大量的富含氧化鎂的調渣劑，如果能夠將用後中包鎂質塗料應用到濺渣護爐的調渣劑之中使用，代替調渣劑在製備過程中使用鎂砂、菱鎂石或白雲石等作為原料，將會使廢棄的中包鎂質塗料得到應用，同時也會降低轉爐濺渣護爐成本和為環保事業做出一定的貢獻。

CN 102787204 A公開了一種節能環保型轉爐濺渣護爐料及其生產工藝。該發明的技術方案是轉爐濺渣護爐料中各種原料的重量份數配比為：輕燒鎂粉30～50，用後廢鎂碳磚20～30，石灰石15～30，焦炭0～5，活性石灰除塵粉1～5。將原料經攪拌機、球磨機中磨碎至粒度小於180目後，制粒晾乾。該專利雖然在原料中使用了用後廢鎂碳磚，但在控制濺渣護爐料中的氧化鎂含量時主要是通過加入輕燒鎂粉進行控制，因此存在成本高等問題。

CN 102534099 A公開了一種提高轉爐濺渣護爐效果的鎂碳球。該發明的技術方案是鎂碳球中各種原料的重量百分比如下：C35％、MgO55％、H2O10％。該專利通過降低鎂碳球體積密度，控制溼度，加入渣中可迅速爆裂，達到充分熔化、反應的效果，可實現爐渣迅速、充分改質，提高濺渣護爐效果和改質劑利用率。但該專利在製備過程中使用的原料也是富含氧化鎂的礦物，因此存在一定的購置成本，造成轉爐濺渣護爐成本高、汙染環境等問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種節能環保型的轉爐濺渣調節劑及其製備方法，利用廢棄的用後中包鎂質塗料作為調節劑的原料之一，在調節劑的製備過程中代替常規採用鎂砂、菱鎂石等富含氧化鎂的礦物作為原料調整調節劑中的氧化鎂含量，節約成本，保護環境。

一種節能環保型轉爐濺渣調節劑及其製備方法，是通過下述技術方案來實現的：

一種節能環保型轉爐濺渣調節劑，其中各種原料的配比按質量百分比為：用後中包鎂質塗料50～80，焦炭5～11，活性石灰5～20，用後廢鋁鎂碳磚塊5～20，添加劑5～20；

此原料配比的目的是：利用廢棄的用後中包鎂質塗料作為調節劑的原料之一，代替常規採用的鎂砂、鎂粉等富含氧化鎂的礦物，控制調節劑中的氧化鎂含量在40％～70％。焦炭的加入是提高濺渣調節劑中的碳含量，控制碳含量在5％～10％。在濺渣護爐前的調渣過程中，焦炭作為還原劑還原轉爐留渣中的氧化鐵，降低爐渣的氧化性。活性石灰的加入是為了調整爐渣中的鹼度，更重要的是通過鹼度的調整進一步調整爐渣的熔點和粘度，使爐渣具有合適的粘度和耐火度。用後廢鋁鎂碳磚塊和添加劑的加入是為了調整調節劑和爐渣中的氧化鋁和氧化矽等其它成分，進而控制濺渣護爐前爐渣的礦相來調整爐渣的粘度和耐火度，使爐渣達到濺渣工藝的要求。

用後中包鎂質塗料中按質量百分含量MgO≥70％、TFe≤3％、S＜0.03％、P＜0.04％；

此成分要求的目的是：選取用後中包鎂質塗料中氧化鎂含量較高的未燒結部分，在濺渣調節劑的製備過程中採用其作為原料之一，節約生產成本，保護環境。TFe、S、P含量的控制目的是為了在調渣時避免增加爐渣的氧化性和硫、磷雜質含量，更重要的是避免在濺完渣後爐壁上的濺渣層中含有過高的硫、磷含量，在下一爐轉爐煉鋼時將有害元素硫、磷等傳遞到鋼水中。

焦炭中按質量百分含量C≥88％、S＜0.20％、灰分＜10％、揮發分＜5％；

採用焦炭作為濺渣調節劑的原料之一是由於焦炭價格便宜且脫氧效果好。焦炭成分要求的目的是：選用優質焦炭作為濺渣調節劑的原料之一，可提高爐渣的脫氧效率，另外可避免給渣中帶入更多的有害元素。

活性石灰中按質量百分含量CaO≥60％、SiO2≤1.6％、S≤0.026％；

濺渣調節劑中加入活性石灰的目的是調整爐渣中的鹼度，更重要的是通過爐渣鹼度的調整，進一步地調整爐渣的熔點和粘度，提高濺渣護爐時的掛渣量和掛渣層的耐火耐蝕性能。

用後廢鋁鎂碳磚塊中按質量百分含量Al2O3≥60％、MgO≥10％、C≥8％；

濺渣調節劑的原料中採用用後廢鋁鎂碳磚塊的目的是利用其中的Al2O3、MgO等調整轉爐留渣的成分，有助於濺渣護爐時起渣和爐渣生成高熔點相。另外，將廢鋁鎂碳磚塊變廢為寶，降低成本、節約資源，而且其中的氧化鎂可增加留渣中的高熔點相，碳可降低留渣的氧化性。

添加劑為Al、Mg、Al-Mg、Al-Si和它們的氧化物，可以加入其中一種或數種作為添加劑；

濺渣調節劑的原料中加入添加劑的目的是改善濺渣調節劑所預期達到的效果，並通過調節劑對轉爐留渣的調渣來改善爐渣的熔點和粘度，使爐渣具備濺渣護爐的條件。

一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的製備方法如下：

1)按照上述所述的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的原料配比，將原料放入粉碎機中粉碎，再將粉碎後的原料放入球磨機中磨碎至粒度小於120目；

2)將磨碎後的原料放入攪拌機中幹混5～10min；

3)將混合均勻的原料在造球機上進行造球，用水作為粘結劑，直到球體粒度達到5～80mm為止；採用水作為粘結劑是由於水價格便宜，而且水完全符合濺渣調節劑的要求，降低調節劑的製備成本。

4)將造好的球形濺渣調節劑自然晾乾，直到水分質量百分含量＜5％。

此製備方法簡單，調節劑製備成本低，容易推廣應用。採用廢棄的用後中包鎂質塗料代替常規使用的鎂砂、鎂粉等富含氧化鎂的礦物作為濺渣護爐調節劑的原料，將廢棄物變廢為寶，將大大地節約煉鋼濺渣護爐成本，同時減少了廢棄的中包鎂質塗料給環境造成的危害，解決了用後中包鎂質塗料的佔地堆積問題，降低了鎂資源的浪費。因此，採用用後中包鎂質塗料製備濺渣護爐調節劑必將創造顯著的經濟效益和社會效益，具有推廣應用價值。

具體實施方式

下面通過一些實施例對本發明進一步說明。

實施例1：

本發明的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑，其中各種原料的配比按質量百分比為：用後中包鎂質塗料50，焦炭11，活性石灰15，用後廢鋁鎂碳磚塊14，添加劑10(Al-Mg)。

所述的用後中包鎂質塗料中MgO為87.1％、TFe為1.26％、S為0.011％、P為0.022％；焦炭中C為89.45％、S為0.19％、灰分為8.25％、揮發分為1.11％；活性石灰中CaO為61.3％、SiO2為1.18％、S為0.012％；廢鋁鎂碳磚塊中，Al2O3為64.3％、MgO為11.9％、C為8.1％。

本發明的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的製備方法為：

1)按照以上所述的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的原料配比，將原料放入粉碎機中粉碎至粒度＜10mm,，再將粉碎後的原料放入球磨機中磨碎至粒度為130目；

2)將磨碎後的原料放入攪拌機中幹混5min；

3)將混合均勻的原料在造球機上進行造球，用水作為粘結劑，直到球體達到粒度40mm為止；

4)將造好的球形濺渣調節劑自然晾乾，直到水分為2％。

針對某廠260噸轉爐濺渣護爐操作，採用本發明的濺渣調節劑對轉爐留渣進行了調渣處理，調渣後觀察爐渣比較粘稠，取樣分析其成分中氧化鐵含量質量百分比為10％，氧化鎂含量質量百分比為12％。濺渣護爐後對爐內濺渣情況進行了觀察分析，爐壁濺渣層較厚且厚度均勻，無磚裸漏或脫落現象，能完全達到護爐目的。

實施例2：

本發明的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑，其中各種原料的配比按質量百分比為：用後中包鎂質塗料80，焦炭5，活性石灰5，用後廢鋁鎂碳磚塊6，添加劑4(Al-Si)。

所述的用後中包鎂質塗料中MgO為87.1％、TFe為1.26％、S為0.011％、P為0.022％；焦炭中C為89.45％、S為0.19％、灰分為8.25％、揮發分為1.11％；活性石灰中CaO為61.3％、SiO2為1.18％、S為0.012％；廢鋁鎂碳磚塊中，Al2O3為64.3％、MgO為11.9％、C為8.1％。

本發明的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的製備方法為：

1)按照以上所述的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的原料配比，將原料放入粉碎機中粉碎至粒度＜10mm,，再將粉碎後的原料放入球磨機中磨碎至粒度為200目；

2)將磨碎後的原料放入攪拌機中幹混10min；

3)將混合均勻的原料在造球機上進行造球，用水作為粘結劑，直到球體達到粒度60mm為止；

4)將造好的球形濺渣調節劑自然晾乾，直到水分為1％。

針對某廠260噸轉爐濺渣護爐操作，採用本發明的濺渣調節劑對轉爐留渣進行了調渣處理，調渣後觀察爐渣比較粘稠，取樣分析其成分中氧化鐵含量質量百分比為13％，氧化鎂含量質量百分比為15％。濺渣護爐後對爐內濺渣情況進行了觀察分析，爐壁濺渣層較厚且厚度均勻，無磚裸漏或脫落現象，能完全達到護爐目的。

實施例3：

本發明的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑，其中各種原料的配比按質量百分比為：用後中包鎂質塗料70，焦炭7，活性石灰8，用後廢鋁鎂碳磚塊10，添加劑5(Al-Si及其氧化物)。

所述的用後中包鎂質塗料中MgO為87.1％、TFe為1.26％、S為0.011％、P為0.022％；焦炭中C為89.45％、S為0.19％、灰分為8.25％、揮發分為1.11％；活性石灰中CaO為61.3％、SiO2為1.18％、S為0.012％；廢鋁鎂碳磚塊中，Al2O3為64.3％、MgO為11.9％、C為8.1％。

本發明的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的製備方法為：

1)按照以上所述的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的原料配比，將原料放入粉碎機中粉碎至粒度＜10mm,，再將粉碎後的原料放入球磨機中磨碎至粒度為150目；

2)將磨碎後的原料放入攪拌機中幹混8min；

3)將混合均勻的原料在造球機上進行造球，用水作為粘結劑，直到球體達到粒度50mm為止；

4)將造好的球形濺渣調節劑自然晾乾，直到水分為3％。

針對某廠260噸轉爐濺渣護爐操作，採用本發明的濺渣調節劑對轉爐留渣進行了調渣處理，調渣後觀察爐渣比較粘稠，取樣分析其成分中氧化鐵含量質量百分比為11％，氧化鎂含量質量百分比為14％。濺渣護爐後對爐內濺渣情況進行了觀察分析，爐壁濺渣層較厚且厚度均勻，無磚裸漏或脫落現象，能完全達到護爐目的。

實施例4：

本發明的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑，其中各種原料的配比按質量百分比為：用後中包鎂質塗料60，焦炭9，活性石灰10，用後廢鋁鎂碳磚塊16，添加劑5(Al-Mg2，Al-Si氧化物2，Mg1)。

所述的用後中包鎂質塗料中MgO為87.1％、TFe為1.26％、S為0.011％、P為0.022％；焦炭中C為89.45％、S為0.19％、灰分為8.25％、揮發分為1.11％；活性石灰中CaO為61.3％、SiO2為1.18％、S為0.012％；廢鋁鎂碳磚塊中，Al2O3為64.3％、MgO為11.9％、C為8.1％。

本發明的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的製備方法為：

1)按照以上所述的一種節能環保型轉爐濺渣調節劑的原料配比，將原料放入粉碎機中粉碎至粒度＜10mm,，再將粉碎後的原料放入球磨機中磨碎至粒度為180目；

2)將磨碎後的原料放入攪拌機中幹混9min；

3)將混合均勻的原料在造球機上進行造球，用水作為粘結劑，直到球體達到粒度45mm為止；

4)將造好的球形濺渣調節劑自然晾乾，直到水分為4％。

針對某廠260噸轉爐濺渣護爐操作，採用本發明的濺渣調節劑對轉爐留渣進行了調渣處理，調渣後觀察爐渣比較粘稠，取樣分析其成分中氧化鐵含量質量百分比為12％，氧化鎂含量質量百分比為13％。濺渣護爐後對爐內濺渣情況進行了觀察分析，爐壁濺渣層較厚且厚度均勻，無磚裸漏或脫落現象，能完全達到護爐目的。