一种钢水精炼用预熔型脱硫剂及其制备方法

摘要

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，其特征在于，由下述几种组分按重量百分比组成：氧化钙55～70％；高铝矾土10～25％；铝灰10～25％。所述的铝灰为制铝生产中的熔渣。其制备方法是将上述组分研磨制成0～2mm粉末，按比例混合，经1450～1600℃高温熔炼，出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒即可。其杂质SiO2≤8％、Fe2O3≤1.5％、MgO≤1.2％、CaF2≤3％、水分≤0.5％。本发明的有益效果是：(1)熔点低，熔速快；(2)脱硫率可达60％以上；(3)脱硫剂用量减少50％左右；(4)可用于钢水、铁水脱硫；(5)无氟或微氟，有利环保。

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种钢水精炼用预熔型脱硫剂及其制备方法。

背景技术

目前，用于钢水精炼的脱硫剂，其组成主要有两类：一类是以石灰和萤石为主要组分，这种脱硫剂脱硫效果较理想，但组分中的萤石含量较高，会严重影响炉体或罐衬耐火材料的使用寿命，而且易造成环境污染，给人类和生物带来危害；另一类是以石灰和铝钒土为主要组分，石灰和铝钒土熔融后生成铝酸钙，其熔点较低，因而成渣速度较快，由于萤石含量较少，因而对耐材的浸蚀较轻。

炼钢生产中，脱硫剂通常分为混合型脱硫剂、压制成型脱硫剂和预熔型脱硫剂。混合型脱硫剂，是将各种块状和粉状原料按配比称量后混合而成，在运输和保管过程中，极易破碎、受潮和粉化，因此使用过程中粉尘大，物料损失多，熔化慢，环境污染严重；压制成型脱硫剂是采用高压力成型机，直接压制成球，压制的脱硫剂球体强度高，粒度均匀，成球率高，但仍存在受潮和粉化问题，而且高压力成型机的投资费用较大；预熔型脱硫剂，是将所有原材料经破碎、制粉、按配比称量、混合后，经过高温熔融后冷却而成，在运输和保管过程中，不易破碎和粉化，使用过程中粉尘小，流动性好，物料损失少，熔化快，效果好，有利环保，但高温熔融过程中耗费能源较多，生产成本较高。

专利CN1188154公开了一种低硅含量铝钙渣的配方及其制造方法，其组分：铝钒土，钙石，焦炭等，其制造方法：选择低SiO₂含量的铝钒土矿石、钙石，破碎成块状，取铝钒土25～29％，钙石43～47％，焦炭25～29％配料，选择冲天炉，在1385℃将炉料熔化，出炉冷却后即成铝钙渣。该铝钙渣虽具有合理的化学组成，低熔点，无游离氧化钙，流动性好等优点，但是由于所用原料焦碳中S、Si含量较高，导致其硫容系数降低，限制了其脱硫作用的发挥，不利于钢水的深脱硫。

专利CN1389579公开了一种预熔型低熔点铝酸钙复合脱硫剂，其组成(重量)：Al₂O₃(铝矾土)30～60％，氧化钙40～70％，其制备方法，：先对氧化钙进行钝化处理，再将各组分按要求的比例混合，在电炉或反射炉中熔炼，冷却后经过破碎，制备成颗粒状或粉状脱硫剂；该复合脱硫剂的生产中，须先钝化、后熔融，工序烦琐，成本较高。

专利CN101314806公开了一种预熔型真空冶炼用脱硫剂，其原料组成(重量)为：CaO 48～55％，Al₂O₃ 20～25％，MgO 5～7％，Al 4～6％，CaF₂ 1～2％，BaCO₃ 10～15％，其余为杂质，原料粒度为20～30mm，其制备方法：先将生石灰(CaO≥90％)和熟铝矾土(Al₂O₃≥86％)按照重量比2∶1混合，采用电熔法预熔后，破碎、筛分，之后，再与活性石灰(CaO≥90％)、镁砂(MgO≥90％)、铝丸(Al≥99.8％)、工业纯BaCO₃(BaCO3≥90％)、萤石(CaF₂≥85％)混合，最终形成的预熔型脱硫剂。该脱硫剂采用先预熔、后混合配料的方法，易出现组分不均匀、效果不稳定的情况，渣中含氟较高，易造成环境污染，给人类和生物带来危害。

专利CN200310103105.1公开了一种预熔型精炼净化剂及其生产工艺，其组成(重量)配比：铝矾土(Al₂O₃＞87％，SiO₂＜3％)35～45份、石灰石(CaO＞54％，SiO₂＜0.08％)50～60份、萤石(CaF₂＞92％)2～3份，其制备方法：将上述原料分别粉碎至180目，混合压制成条块状，然后置入高温倒烟窑中，在1420±15℃温度下进行焙烧，制成12CaO·7Al₂O₃晶体，最后经粉碎、筛选，得到1-30mm级别的颗粒状产品。该预熔型钢水洁净剂，虽然达到了一定脱硫效果，但萤石含量较高，耐火材料的浸蚀较严重，影响了炉衬或罐衬的使用寿命，而且渣中含氟较高，不利环保，易造成环境污染，给人类和生物带来危害。

发明内容

本发明的目的是克服上述脱硫剂存在的缺陷，提供一种用于钢水精炼的预熔型脱硫剂及其制备方法，提高钢水精炼脱硫效果，减少脱硫剂用量。

为解决上述技术问题，本发明是采用以下技术方案实现的：

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，其特征在于，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙   CaO≥85％      55～70％；

高铝矾土 Al₂O₃≥85％    10～25％；

铝灰     Al₂O₃≥30％    10～25％。

所述的铝灰为制铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物，其主要成分按重量百分比为：Al，Al₂O₃和SiO₂，其中Al 10～25％，Al₂O₃ 30～60％，SiO₂ 3.0～6.0％，其余为MgO、Na₂O、CaO、FeO、MnO等杂质。

上述的一种钢水精炼用预熔型脱硫剂的制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～2mm粉末，再按比例混合，然后经1450～1600℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。

所述的脱硫剂中主要杂质按重量百分比为SiO₂≤8％、Fe₂O₃≤1.5％、MgO≤1.2％、CaF₂≤3％、水分≤0.5％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)、熔点低，熔速快，缩短了反应时间和生产周期；(2)、硫容量高，脱硫率高，脱硫率可达60％以上；(3)、用量少，比混合型脱硫剂用量减少50％左右；(4)、即可用于钢水脱硫，又可用于铁水脱硫；(5)、由于粒度均匀无粉化，可减少钢厂粉尘污染；(6)、不吸水，不粉化，不变质，便于储存和运输。(7)、无氟或微氟，有利环保。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明：

实施例1

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙56％；高铝矾土20％；铝灰24％。

其制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～2mm粉末，再按比例混合，然后经1550℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。在LF炉的钢水精炼过程中，向钢中加入2.2kg/T_钢的预熔型脱硫剂，精炼后，钢水的脱硫率达65％。

实施例2

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙64％；高铝矾土20％；铝灰16％。其制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～2mm粉末，再按比例混合，然后经1600℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。在LF炉的钢水精炼精炼过程中，向钢中加入1.8kg/T_钢的预熔型脱硫剂，精炼后，钢水的脱硫率达71％。

实施例3

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙68％；高铝矾土20％；铝灰12％。

其制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～2mm粉末，再按比例混合，然后经1600℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。在LF炉的钢水精炼精炼过程中，向钢中加入1.4kg/T_钢的预熔型脱硫剂，精炼后，钢水的脱硫率达75％。

实施例4

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙56％；高铝矾土24％；铝灰20％。

其制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～2mm粉末，再按比例混合，然后经1530℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。在LF炉的钢水精炼精炼过程中，向钢中加入2.2kg/T_钢的预熔型脱硫剂，精炼后，钢水的脱硫率达65％。

实施例5

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙64％；高铝矾土24％；铝灰12％。

其制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～2mm粉末，再按比例混合，然后经1580℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。在LF炉的钢水精炼精炼过程中，向钢中加入1.8kg/T_钢的预熔型脱硫剂，精炼后，钢水的脱硫率达68％。

实施例6

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙68％；高铝矾土16％；铝灰16％。

其制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～1mm粉末，再按比例混合，然后经1600℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。在LF炉的钢水精炼精炼过程中，向钢中加入1.2kg/T_钢的预熔型脱硫剂，精炼后，钢水的脱硫率达73％。

实施例7

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙50％；高铝矾土25％；铝灰25％。

其制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～2mm粉末，再按比例混合，然后经1530℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。在LF炉的钢水精炼精炼过程中，向钢中加入2.2kg/T_钢的预熔型脱硫剂，精炼后，钢水的脱硫率达68％。

实施例8

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙52％；高铝矾土25％；铝灰23％。

其制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～2mm粉末，再按比例混合，然后经1530℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。在LF炉的钢水精炼精炼过程中，向钢中加入2.0kg/T_钢的预熔型脱硫剂，精炼后，钢水的脱硫率达72％。

实施例9

一种钢水精炼用预熔型脱硫剂，由下述几种组分按重量百分比组成：

氧化钙54％；高铝矾土25％；铝灰21％。

其制备方法，是将氧化钙、高铝矾土和铝灰研磨制成0～1mm粉末，再按比例混合，然后经1550℃高温熔炼，熔融出炉冷却后，破碎成0～70mm颗粒，制成块状预熔型脱硫剂。在LF炉的钢水精炼精炼过程中，向钢中加入1.8kg/T_钢的预熔型脱硫剂，精炼后，钢水的脱硫率达73％。

上述实施例中氧化钙中的有效成分CaO大于85％，高铝矾土中的有效成分Al₂O₃大于85％，铝灰取自制铝生产工艺中产生的熔渣，经冷却加工研磨成粉，其主要成分按重量百分比为：Al，Al₂O₃和SiO₂，其中Al 10～25％，Al₂O₃ 30～60％，SiO₂ 3.0～6.0％，其余为MgO、Na₂O、CaO、FeO、MnO等杂质。

脱硫剂中主要杂质按重量百分比为SiO₂≤8％、Fe₂O₃≤1.5％、MgO≤1.2％、CaF₂≤3％、水分≤0.5％控制。