專利名稱：：一種調(diào)渣劑及其制備方法及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種調(diào)渣劑及其制備方法及使用方法。
背景技術(shù)：
：在我國(guó)，許多煉鋼廠采用非優(yōu)質(zhì)的鐵水進(jìn)行煉鋼，如采用半鋼。半鋼中C、Si和Mn含量低，并且?guī)氲奈锢頍岷突瘜W(xué)熱不能達(dá)到出鋼溫度，為了提高溫度，被迫采用繼續(xù)吹氧，此時(shí)鐵開始大量氧化生成鐵的氧化物(TFe，以FeO、Fe203的形式存在)，造成爐渣中TFe含量高達(dá)爐渣總重量的20-30重量％，終點(diǎn)爐渣普遍較稀。在這種情況下，一方面鋼終渣流動(dòng)性高，即使通過濺渣護(hù)爐工藝也很難粘結(jié)到爐襯上，另一方面爐襯表面溫度高，因此爐襯極易被侵蝕。因此，在出鋼后，往往要對(duì)爐襯進(jìn)行修補(bǔ)。轉(zhuǎn)爐爐襯的修補(bǔ)不僅消耗大量的耐火材料，而且花費(fèi)大量的人力，大大影響了生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本。為了減輕鋼水和爐渣對(duì)爐襯的侵蝕，研究者開發(fā)了調(diào)渣劑，對(duì)爐渣進(jìn)行調(diào)節(jié)，以有利于濺渣護(hù)爐。該方法是在出鋼前根據(jù)爐渣狀況加入調(diào)渣劑對(duì)爐渣進(jìn)行調(diào)節(jié)后出鋼，出完鋼后將爐渣直接進(jìn)行濺渣，氧槍噴頭噴出高壓氮?dú)?，沖擊爐渣，使?fàn)t渣飛濺到爐襯上，在爐襯表面形成一層抗侵蝕的保護(hù)層，達(dá)到保護(hù)爐襯的目的。傳統(tǒng)上，使用含鎂較高的護(hù)爐料作為調(diào)渣劑。然而，這種調(diào)渣劑濺渣護(hù)爐效果較差。根據(jù)國(guó)家環(huán)保要求，大部分鋼廠均增設(shè)了相應(yīng)的除塵裝置，特別是煉鋼轉(zhuǎn)爐使用的散狀料在卸料過程中，散狀料粉塵進(jìn)入除塵管道，產(chǎn)生了大量的除塵灰。通常情況下煉鋼轉(zhuǎn)爐散狀料卸料過程中產(chǎn)生除塵灰作為廢棄物倒掉，這對(duì)周邊環(huán)境污染較大，而除塵灰中含有大量的可利用的物質(zhì)，如氧化鈣和氧化鎂，它們作為廢棄物倒掉不僅浪費(fèi)了資源，同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境造成了二次污染，不符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)提供的調(diào)渣劑的濺渣護(hù)爐效果較差的缺陷，提供一種濺渣護(hù)爐效果較好的調(diào)渣劑。本發(fā)明提供了一種調(diào)渣劑，其中，以調(diào)渣劑總重量為基準(zhǔn)，該調(diào)渣劑含有17-35重量％的MgO、31-45重量％的CaO、10-20重量％的Si02、6-13重量％的還原劑和0.005-10重量％的鐵的氧化物，所述還原劑為C、Si和SiC的一種或幾種。本發(fā)明還提供了一種調(diào)渣劑的制備方法，該方法包括將MgO、CaO、Si02、還原劑和鐵的氧化物混合均勻，其中，MgO、CaO、Si02、還原劑和鐵的氧化物的加入量使所形成的混合物中，以混合物的總重量為基準(zhǔn)，該混合物含有17-35重量％的MgO、31-45重量％的CaO、10-20重量％的Si02、6-13重量％的還原劑和0.005-10重量％的鐵的氧化物。本發(fā)明還提供了一種調(diào)渣劑在濺渣護(hù)爐中的使用方法，該方法包括在出鋼前將所述調(diào)渣劑加入爐渣中，其中，所述調(diào)渣劑為本發(fā)明提供的調(diào)渣劑。本發(fā)明提供的調(diào)渣劑能明顯降低對(duì)爐襯的侵蝕速度，與現(xiàn)有技術(shù)提供的調(diào)渣劑對(duì)爐襯的侵蝕速度相比，爐襯侵蝕速度至少降低0.01毫米/爐；本發(fā)明提供的調(diào)渣劑能明顯降低爐渣中鐵的氧化物含量，如實(shí)施例提供的調(diào)渣劑將爐渣中的TFe降低1-4重量％，相當(dāng)于降低鋼鐵料消耗1.2-5千克/噸鋼，從而提高爐渣中鐵的收率。此外本發(fā)明提供的調(diào)渣劑利用除塵灰和轉(zhuǎn)爐污泥作為主要原料，使資源得到充分利用并保護(hù)了環(huán)境。采用本發(fā)明方法制備的調(diào)渣劑具有改善的濺渣護(hù)爐效果，明顯降低爐渣中TFe含量。本發(fā)明方法制備工藝簡(jiǎn)單，使資源得到充分的利用。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種調(diào)渣劑，其中，以調(diào)渣劑總重量為基準(zhǔn)，該調(diào)渣劑含有17-35重量％的MgO、31-45重量％的CaO、10-20重量％的Si02、6-13重量％的還原劑和0.005-10重量％的鐵的氧化物，所述還原劑為C、Si和SiC的一種或幾種。作為一種優(yōu)選方式，其中，以調(diào)渣劑的總重量為基準(zhǔn)，MgO的含量為20-30重量％、CaO的含量為32-42重量％、Si02的含量為12-18重量％、還原劑的含量為6-12重量％和0.005-8重量％的鐵的氧化物。當(dāng)以這種比例組合形成的調(diào)渣劑調(diào)節(jié)爐渣時(shí)，對(duì)爐襯的侵蝕速度降低更顯著，且使?fàn)t渣中TFe含量降低也更明顯?？梢詫⒈景l(fā)明調(diào)渣劑制成各種形狀的顆粒，如方形、橢圓形和球形，優(yōu)選為球形。所述顆粒的平均直徑可以為常規(guī)尺寸，優(yōu)選為20-50毫米。顆粒小于20毫米時(shí)，可能被爐內(nèi)壓力排出爐外，而顆粒大于50毫米時(shí)，可能不能充分熔化，從而影響調(diào)渣劑的調(diào)渣效果。調(diào)渣劑顆粒的體密度可以為大于1.8克/厘米3，優(yōu)選為2.3-3.2克/厘米3。當(dāng)體密度過小，如小于1.6克/厘米3時(shí)，產(chǎn)品松散，產(chǎn)品潛入爐渣的深度淺，反應(yīng)太快，甚至在表面燃燒，影響調(diào)渣效果。當(dāng)體密度過大，如大于5.0克/厘米3時(shí)，由于鋼水的密度為約7克/厘米3左右，爐渣與鋼水不易分層，影響鋼水的質(zhì)量。本發(fā)明提供了一種調(diào)渣劑的制備方法，該方法包括將MgO、CaO、Si02、還原劑和鐵的氧化物混合均勻，其特征在于，MgO、CaO、Si02、還原劑和鐵的氧化物的加入量使所形成的混合物中，以混合物的總重量為基準(zhǔn)，該混合物含有17-35重量X的MgO、31-45重量X的CaO、10-20重量％的Si02、6-13重量％的還原劑和0.005-10重量％的鐵的氧化物。所述MgO可以有各種來源，例如，可以來源于輕燒鎂球、廢鎂磚。但優(yōu)選情況下，在上述的制備方法中，至少部分MgO來源于除塵灰，至少部分CaO來源于除塵灰和/或轉(zhuǎn)爐污泥，至少部分Si02來源于除塵灰和/或轉(zhuǎn)爐污泥，至少部分鐵的氧化物來源于除塵灰和/或轉(zhuǎn)爐污泥。這樣不僅可以使調(diào)渣劑的調(diào)渣效果更好，而且可以使通常作為廢棄物的除塵灰和轉(zhuǎn)爐污泥變廢為寶，一方面節(jié)約生產(chǎn)成本，另一方面還能降低除塵灰和轉(zhuǎn)爐污泥對(duì)環(huán)境造成的壓力。所述還原劑可以為C、Si和SiC的一種或幾種。C可以為石墨、活性碳、無煙煤中的一種或幾種；Si可以為硅粉。作為一種優(yōu)選的實(shí)施方案，其中，以MgO、CaO、Si02和鐵的氧化物各自的含量為基準(zhǔn)，40-100重量X的MgO來源于除塵灰、80-100重量X的CaO來源于除塵灰和轉(zhuǎn)爐污泥，80-100重量％的Si02來源于除塵灰和轉(zhuǎn)爐污泥，90-100重量％的鐵的氧化物來源于除塵灰和轉(zhuǎn)爐污泥。本發(fā)明提供的調(diào)渣劑的制備方法還包括將所得混合物制成各種形狀的顆粒，優(yōu)選為球形顆粒。所制得的球形顆粒的平均直徑可以為常規(guī)尺寸，優(yōu)選為20-50毫米；體密度可以為大于1.8克/厘米3，優(yōu)選為2.3-3.2克/厘米3。在該制備方法，其中，所述球形顆粒的制備方法包括將所得混合物與粘合劑混合均勻，然后擠壓成型；所述粘合劑的加入量使混合物能粘合在一起即可，優(yōu)選為混合物總重量的3-8重量％;所述粘合劑可以是常規(guī)的任何用于煉鋼的粘合劑，優(yōu)選的粘合劑為粘土和/或氯化鎂；所述擠壓成型的條件包括，擠壓的壓強(qiáng)可以為常規(guī)擠壓成型時(shí)所采用的壓力，優(yōu)選為12-20兆帕。所述將MgO、CaO、Si02、還原劑和鐵的氧化物混合是在室溫下，如20-40°C，將MgO、CaO、Si02、還原劑和鐵的氧化物置于任何混合器，如攪拌機(jī)中混合均勻。所述擠壓設(shè)備可以為常規(guī)的擠壓設(shè)備，優(yōu)選為對(duì)稱壓球機(jī)。通過調(diào)節(jié)擠壓設(shè)備的壓力壓出所需體密度。本發(fā)明還提供一種調(diào)渣劑在濺渣護(hù)爐中應(yīng)用的方法，該方法包括在出鋼前將所述調(diào)渣劑加入爐渣中，其中，所述調(diào)渣劑為本發(fā)明所提供的調(diào)渣劑。本發(fā)明提供的調(diào)渣劑在出鋼前，可以一次加入，也可以分批加入，其加入量根據(jù)爐渣中碳的含量和爐渣的粘度來確定加入量，一般地，相對(duì)于每噸鋼水，所述調(diào)渣劑的用量可以2-10千克/噸鋼，優(yōu)選為3-6千克/噸鋼；若出鋼結(jié)束后，爐渣較稀，可補(bǔ)加0.5-2千克/噸鋼的調(diào)渣劑調(diào)整爐渣進(jìn)行濺渣操作；若爐渣滿足濺渣要求時(shí)，出鋼結(jié)束直接將轉(zhuǎn)爐搖至零位進(jìn)行濺渣。采用本發(fā)明的調(diào)渣劑調(diào)節(jié)爐渣后，可以明顯降低爐渣中的TFe的含量。研究表明TFe含量較高的爐渣，采用本發(fā)明的調(diào)渣劑調(diào)節(jié)爐渣后，降低了爐渣中的TFe含量，能增加爐渣的粘度；此外，采用本發(fā)明的調(diào)渣劑調(diào)節(jié)爐渣后，還可以適當(dāng)調(diào)高爐渣中氧化鎂的含量，如使?fàn)t渣中氧化鎂的含量低于13重量％，當(dāng)爐渣中氧化鎂的含量為8-13重量％時(shí)，爐渣具有的粘度使?fàn)t渣易于粘附到爐襯，提高爐襯抗侵蝕能力。當(dāng)爐渣中氧化鎂的含量太高，如高于14%,爐渣中氧化鎂的含量達(dá)到過飽和，可能以晶體析出，從而使?fàn)t渣太干，影響爐渣與爐襯的粘合力，進(jìn)而降低濺渣護(hù)爐的效果。在下述的實(shí)施例中所采用的除塵灰、轉(zhuǎn)爐污泥和廢鎂磚的主要組成與比例如表1所示，余量為雜質(zhì)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例1本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的調(diào)渣劑。將40重量份的除塵灰、IO重量份的轉(zhuǎn)爐污泥、35重量份的廢鎂磚、10重量份的70SiC(SiC含量為78重量％，Si02含量為12重量％)和5重量份的粘結(jié)劑六水氯化鎂置于攪拌機(jī)中混合均勻后，加入到對(duì)稱壓球機(jī)中，調(diào)節(jié)對(duì)稱壓球機(jī)的壓力為13兆帕，擠壓出顆粒直徑為30毫米、體密度為2.6克/厘米s的調(diào)渣劑顆粒Gl。其中，調(diào)渣劑各成分及其重量百分比如表2所示，且28重量％的MgO來源于除塵灰、70重量％的CaO來源于除塵灰和22重量％的CaO來源于除塵灰轉(zhuǎn)爐污泥，52重量％的SK)2來源于除塵灰和9重量％的Si02來源于轉(zhuǎn)爐污泥，45重量％的鐵的氧化物來源于除塵灰和55重量％的鐵的氧化物來源于轉(zhuǎn)爐污泥。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的調(diào)渣劑。將60重量份的除塵灰、15重量份的轉(zhuǎn)爐污泥、IO重量份的廢鎂磚、10重量份的70SiC(SiC含量為78重量°/。，Si02含量為12重量°/。)和5重量份的粘結(jié)劑六水氯化鎂置于攪拌機(jī)中混合均勻后，加入到對(duì)稱壓球機(jī)中，調(diào)節(jié)對(duì)稱壓球機(jī)的壓力為18兆帕，擠壓出顆粒直徑20毫米、體密度為3.1克/厘米s的調(diào)渣劑顆粒G2。其中，調(diào)渣劑各成分及其重量百分比如表2所示，且70重量％的MgO來源于除塵灰、83重量％的CaO來源于除塵灰和6重量％的CaO來源于除塵灰轉(zhuǎn)爐污泥，50重量％的Si02來源于除塵灰和6重量％的Si02來源于轉(zhuǎn)爐污泥，31.5重量％的鐵的氧化物來源于除塵灰和68.5重量％的鐵的氧化物來源于轉(zhuǎn)爐污泥。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的調(diào)渣劑。將55重量份的除塵灰、15重量份的轉(zhuǎn)爐污泥、10重量份的廢鎂磚、15重量份的70SiC(SiC含量為78重量％，Si02含量為12重量％)和5重量份的粘結(jié)劑六水氯化鎂置于攪拌機(jī)中混合均勻后，加入到對(duì)稱壓球機(jī)中，調(diào)節(jié)對(duì)稱壓球機(jī)的壓力14兆帕擠壓出顆粒直徑50毫米、體密度為2.8克/厘米3的調(diào)渣劑顆粒G3。其中，調(diào)渣劑各成分及其重量百分比如表2所示，且76重量％的MgO來源于除塵灰、82重量％的CaO來源于除塵灰和11重量％的CaO來源于除塵灰轉(zhuǎn)爐污泥，50重量％的Si02來源于除塵灰和8重量％的SK)2來源于轉(zhuǎn)爐污泥，30重量％的鐵的氧化物來源于除塵灰和70重量％的鐵的氧化物來源于轉(zhuǎn)爐污泥。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例4-6這些實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的調(diào)渣劑在調(diào)渣中的應(yīng)用。這些實(shí)施例使用的鐵水成分及裝入量如表3所示(30爐的平均值)，其中將實(shí)施例1-3獲得的調(diào)渣劑分別用于1#爐、2#爐、3#爐(各爐是完全相同的)中，各試驗(yàn)了30爐。在出鋼前，分別檢測(cè)各爐的爐渣成分，并相對(duì)于每噸鋼水分別一次加入8.2千克、6.4千克和4.8千克調(diào)渣劑進(jìn)行調(diào)渣，調(diào)渣后分別檢測(cè)各爐的爐渣成分。調(diào)渣前和調(diào)渣后的爐渣成分(30爐的平均值)列在表4中。對(duì)比例1本對(duì)比例用于說明現(xiàn)有提供的調(diào)渣劑在調(diào)渣中的應(yīng)用。使用的鐵水成分及裝入量如表3所示(30爐的平均值)。在4#爐(所用的爐與實(shí)施例4-6所用的爐完全相同)中使用編號(hào)為CG1的調(diào)渣劑，對(duì)比試驗(yàn)共煉了30爐，該調(diào)渣劑的組成為MgO:60重量％、CaO:10重量％、C:5重量°/。、Si02:10重量％、雜質(zhì)余量；粒度平均直徑20毫米，使用的鐵水成分及裝入量如表3所示。在出鋼前，分別檢測(cè)各爐的爐渣成分，并相對(duì)于每噸鋼水一次加入CG1的調(diào)渣劑8.2千克/噸進(jìn)行直接濺渣。調(diào)渣后檢測(cè)爐渣的成分。調(diào)渣前和調(diào)渣后的爐渣成分(30爐的平均值)列在表4中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>從上表4可以看出采用本發(fā)明的調(diào)渣劑的進(jìn)行調(diào)渣后，爐渣中TFe的含量均明顯降低，最高降低了約4重量％，而采用調(diào)渣劑CG1進(jìn)行調(diào)渣后，爐渣中TFe的含量降低了約0.5重量％;此外，采用調(diào)渣劑CG1進(jìn)行調(diào)渣后，爐渣中氧化鎂的含量太高，爐渣發(fā)干。采用激光測(cè)厚儀(Spectra-PhysicsVisionTeChOy，芬蘭奧盧，型號(hào)為L(zhǎng)R2000)進(jìn)行檢測(cè)轉(zhuǎn)爐的爐襯厚度，檢測(cè)的數(shù)據(jù)列在表5中。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從上表5可以看出與采用目前使用的調(diào)渣劑進(jìn)行調(diào)渣相比，采用本發(fā)明的調(diào)渣劑進(jìn)行調(diào)渣后，濺渣護(hù)爐效果得到顯著提高，明顯降低爐襯的各個(gè)部位的侵蝕速度，爐襯侵蝕速度至少降低0.01毫米/爐。權(quán)利要求1、一種調(diào)渣劑，其特征在于，以調(diào)渣劑總重量為基準(zhǔn)，該調(diào)渣劑含有17-35重量％的MgO、31-45重量％的CaO、10-20重量％的SiO2、6-13重量％的還原劑和0.005-10重量％的鐵的氧化物，所述還原劑為C、Si和SiC的一種或幾種。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)渣劑，其中，以調(diào)渣劑的總重量為基準(zhǔn)，MgO的含量為20-30重量％、CaO的含量為32-42重量％、Si02的含量為12-18重量％、還原劑的含量為6-12重量％和0.005-8重量％的鐵的氧化物。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的調(diào)渣劑，其中，該調(diào)渣劑為球形顆粒。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)渣劑顆粒，其中，所述球形顆粒的平均直徑為20-50毫米，體密度為2.3-3.2克/厘米3。5、權(quán)利要求1所述的調(diào)渣劑的制備方法，該方法包括將MgO、CaO、Si02、還原劑和鐵的氧化物混合均勻，其特征在于，MgO、CaO、Si02、還原劑和鐵的氧化物的加入量使所形成的混合物中，以混合物的總重量為基準(zhǔn)，該混合物含有17-35重量％的MgO、31-45重量％的CaO、10-20重量%的Si02、6-13重量％的還原劑和0.005-10重量％的鐵的氧化物。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其中，至少部分MgO來源于除塵灰，至少部分CaO來源于除塵灰和/或轉(zhuǎn)爐污泥，至少部分Si02來源于除塵灰和/或轉(zhuǎn)爐污泥，至少部分鐵的氧化物來源于除塵灰和/或轉(zhuǎn)爐污泥。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，以MgO、CaO、Si02和鐵的氧化物各自的含量為基準(zhǔn)，40-100重量X的MgO來源于除塵灰、80-100重量％的CaO來源于除塵灰和轉(zhuǎn)爐污泥，80-100重量％的Si02來源于除塵灰和轉(zhuǎn)爐污泥，卯-100重量％的鐵的氧化物來源于除塵灰和轉(zhuǎn)爐污泥。8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其中，該方法還包括將所得混合物制成球形顆粒。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中，所述球形顆粒的平均直徑為20-50毫米，體密度為2.3-3.2克/厘米3。10、根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其中，所述球形顆粒的制備方法包括將所得混合物與粘合劑混合均勻，并擠壓成型，所述粘合劑的加入量為混合物總重量的5-10重量％，所述粘合劑為粘土和/或氯化鎂，所述擠壓成型的條件包括，擠壓的壓強(qiáng)為12-20兆帕。11、一種調(diào)渣劑在濺渣護(hù)爐中的使用方法，該方法包括在出鋼前將所述調(diào)渣劑加入爐渣中，其特征在于，所述調(diào)渣劑為權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的調(diào)渣劑。12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的使用方法，其中，相對(duì)于每噸鋼水，所述調(diào)渣劑的用量為2-10千克。全文摘要本發(fā)明提供了一種調(diào)渣劑，其中，以調(diào)渣劑總重量為基準(zhǔn)，該調(diào)渣劑含有17-35重量％的MgO、31-45重量％的CaO、10-20重量％的SiO₂、6-13重量％的還原劑和0-10重量％的鐵的氧化物，所述還原劑為C、Si和SiC的一種或幾種。本發(fā)明還提供了一種調(diào)渣劑的制備方法和調(diào)渣劑在濺渣護(hù)爐中的使用方法。本發(fā)明提供的調(diào)渣劑能明顯降低對(duì)爐襯的侵蝕速度并能明顯降低爐渣中鐵的氧化物含量。文檔編號(hào)C21C5/28GK101603117SQ20081011067公開日2009年12月16日申請(qǐng)日期2008年6月12日優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日發(fā)明者李清春,楊素波,肖明富,解明科,黃國(guó)炳申請(qǐng)人:攀枝花新鋼釩股份有限公司