一种用于电炉、转炉、中频炉的无氟环保型稀渣溶剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于转炉、电炉、中频炉的无氟环保型稀渣熔剂及其制备方法，其主要成份为5～20%质量的CaO、30～70%质量的Al2O3、10～30%质量的Fe2O3、5～20%质量的MgO、1～5%质量的硼砂和1～5%质量的纯碱，所述硼砂和纯碱为添加剂。与传统稀渣剂相比，特别是用于冶炼特种合金钢种时，由于本渣系所具有的低熔点，流动性好、表面张力小等特性，使该渣有较强的吸附钢水中氧化钒、氧化钛、氮化钛等稀有金属氧化物等能力，为提高特种合金钢的钢水纯净度和减少后续连铸中钢坯夹杂提供有力保障。

说明书

技术领域

本发明属于造渣冶炼用助熔材料技术领域，特别是一种用于电炉、转炉、中频炉的无氟环保型稀渣溶剂。

技术背景

稀渣溶剂与化渣助熔剂相似，是用于造渣冶炼的助熔材料，在中频炉上使用能够起到帮助熔化的作用，同时还能达到稀释合金、氧化粘渣的效果。使用本产品的主要冶金效果在：快速化渣、缩短冶炼时间、降低造渣材料消耗及冶炼成本；降低造渣材料的熔点、增加炉渣流动性、降低渣钢界面张力、达到吸附同化钢中有害夹杂物的效果；加快造渣材料的熔化速度，减少炉渣返干及喷溅现象发生。

目前普通冶炼过程加入的稀渣熔剂，主要成份为单一萤石，作为助熔材料，该材料虽能加速稀释炉渣，但长期使用对炉衬侵蚀较大，影响耐火材料使用寿命，同时在炉渣的高温作用下氟化钙会产生气体污染环境，对设备及环境为害较大，因氟化钙高温下会发生如下反应： (CaF₂)+（H₂O）=（CaO）+2（HF）；2（CaF₂）+(SiO₂)=2(CaO)+(SiF₄)； (CaF₂)+（MgO）=（CaO）+（MgF₂）； 3（CaF₂）+（Al₂O₃）=3（CaO）+2（AlF₃ ）；5（CaF₂）+（V₂O₅）=5（CaO）+2（VF₅）。

由于上述反应的存在，氟化钙虽有很强的稀渣效果，但在炉渣中不稳定，前期效果与后期效果相差较大。特别是在后期，氟化钙的稀渣效果逐渐减弱，且持续时间短，冶金效果不稳定，使冶炼操作难以控制。依据目前钢铁形势的发展趋势，结合清洁生产节能环保的发展要求，针对萤石稀渣助熔所出现的问题，必须在造渣助熔材料上进行替代，解决原组份的缺陷，满足冶炼造渣各项指标的需求。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有稀渣熔剂的不足之处，特提供一种稳定性好，低熔点的稀渣助熔材料及其生产方法，通过选择合适的原材料，根据原材料的使用特性合理配比，再经特殊工艺进行高温熔化。生产出具有熔点低、化渣快、铺展性好，炉渣流动性好环保无氟稀渣熔剂，弥补以萤石作为助熔剂的使用缺陷。

一种用于转炉、电炉、中频炉的无氟环保型稀渣熔剂，其主要成份为5～20%质量的CaO、30～70%质量的Al₂O₃、10～30%质量的Fe₂O₃、5～20%质量的MgO、1～5%质量的硼砂和1～5%质量的纯碱，所述硼砂和纯碱为添加剂。

所述无氟环保型稀渣熔剂的制备方法，包括如下步骤：

a. 分别将100目的生石灰5～20份，100的铁精粉10～25份，100目的铝矾土20～60份，100目的轻烧镁砂10～20份，经粉磨机粉磨至100目，混合搅拌均匀制球；

b.将制得的小球放入高温炉熔化，高温炉温度1400～1600℃，加热时间 30分钟，全部熔化后冷却至室温；

c. 冷却粉磨至100目检测包装入库得到预熔基料；

d.将所述预熔基料加入2～10%质量的添加剂，所述添加剂为硼砂和纯碱的混合物，再经混合搅拌均匀，在干压机下压制成球，粒度10～50mm；

e.然后再分筛出细粉，将粒度10～50mm包装，即得到无氟环保型稀渣熔剂。

若在中频炉上使用可直接用100预熔基料，再配入2～10%的添加剂，直接搅拌均匀后包装，保证产品含水量在0.3%以内。

本发明相对现有的技术，有以下几优点：

本发明所述的无氟环保型稀渣熔剂采用上述技术方案，主要组份经过高温预熔而制成，再配入适量的添加剂，具有快速均匀、稳定的稀渣效果。主要的是该产品可综合替代原有萤石，或单一的B₂O₃基，或CaO-Fe₂O₃基、或Al₂O₃基、或TiO₂基、或MnO基等系列的不足；改变冶炼前期渣中MnO、FeO、MgO含量，提高碳氧反应剧烈的中期熔渣中TFe含量，减少返干与喷溅。增加冶炼后期渣中低熔点物质，提高溶渣流动性。另外，采用该产品可以替代原用萤石的冶金效果，且无污染，不侵蚀炉衬，提高炉衬使用寿命、高温下成份稳定，易于操作。最为重要的是，无氟环保型稀渣剂成份组成合理，对钢水冶炼无引入夹杂物，且配合造渣材料使用，S、P指标均已超过原产品的使用效果，因此适用于目前清洁生产及高洁净含量钢的生产需求，并有良好的冶金环保效果。与传统稀渣剂相比，特别是用于冶炼特种合金钢种时，由于本渣系所具有的低熔点，流动性好、表面张力小等特性，使该渣有较强的吸附钢水中氧化钒、氧化钛、氮化钛等稀有金属氧化物等能力，为提高特种合金钢的钢水纯净度和减少后续连铸中钢坯夹杂提供有力保障。

具体实施方式

以下具体实例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1：

取生石灰15份（100目）、铁精粉23份（100目）、铝矾土55份（100目）、轻烧镁砂7份（100目），先将各种材料计量准确后，然后搅拌均匀，压制成40mm直径的球状，再经高温炉熔化，熔化后各项指标的质量百分含量如下：Al₂O₃:48.25%、Fe₂O₃:20.4%、CaO:13.75%、MgO:6.65%、SiO₂:5.60%(材料附带元素)，将制备出的产品粉磨至100目细粉后配入（按产品总含量的百分比计算）硼砂3%、纯碱3%搅拌均匀，检验包装，产品各项指标为：Al₂O₃:45.35%、Fe₂O₃:19.17%、CaO:12.92%、 MgO:6.25% 、SiO₂:5.26%、B₂O₃+Na₂O:3.64%。该产品在上海宝钢50吨中频炉上冶炼不锈钢试用，吨钢耗量1Kg，化渣、铺展性、流动性良好，满足冶炼使用需求。

实施例2：

取生石灰10份（100目）、铁精粉20份（100目）、铝钒土60份（100目）、轻烧镁砂10份（100目），将各种材料计量准确后，然后搅拌均匀，压制成40mm直径的球状，再经高温炉熔化，熔化后各项指标的质量百分含量如下：Al₂O₃:52.50%、Fe₂O₃:17.68%、CaO:9.20%、MgO:9.17%、SiO₂:5.82%(材料附带元素)，将制备出的产品粉磨至100目细粉后配入（按产品总含量的百分比计算）硼砂2%、纯碱4%搅拌均匀后压制成10～50mm球状，分筛后包装。产品各项指标的质量百分含量如下：Al₂O₃:49.35%、Fe₂O₃:16.61%、CaO:8.64%、MgO:8.61%、SiO₂:5.47%、B₂O₃+Na₂O:3.54%、H₂O:0.25%。该产品在三明钢厂100吨转炉上替代使用，化渣性能良好，炉渣流动性好、不返干不喷溅、对钢水成份无污染、不侵蚀包衬、无粉尘。包龄在原基础上提高达20炉以上。

实施例3：

取生石灰8份（100目）、铁精粉18份（100目）、铝钒土65份（100目）、轻烧镁砂9份（100目），将各种材料计量准确后，然后搅拌均匀，压制成40mm直径的球状，再经高温炉熔化，熔化后各项指标的质量百分含量如下：Al₂O₃:55.65、Fe₂O₃:15.28、CaO:7.33、 MgO:8.26、SiO₂:6.53(材料附带元素)，将制备出的产品粉磨至100目细粉后配入（按产品总含量的百分比计算）硼砂4%、纯碱2%，搅拌均匀后干压成10～50mm球状，分筛后包装。产品各项指标的质量百分含量如下：Al₂O₃:52.31%、Fe₂O₃:14.36%、CaO:6.89%、 MgO:7.76%、SiO₂:6.14%、B₂O₃＋Na₂O:3.90%、H₂O:0.25%。该产品在唐山一炼钢150吨转炉上试用，化渣流动性好、对钢水成份、环境无污染，提高包龄达25炉以上，能够满足市场使用需求。