一种环保型埋弧蓄热剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种炼钢辅助材料，尤其是一种环保型材料及其制备方法，其特征在于：所述埋弧蓄热剂由以下重量份组份组成：石灰石63-71份，菱镁石8-16份，轻烧氧化镁7-9份，碳酸钡1-5份，金属铝1-5份，碳化硅1-3份、金属硅0.5-1.5份和水3.5-4.5份。本发明专利技术高温下材料分解，在0.7-1.0Kg/吨钢加入量条件下，持续产生气体，使渣液发泡，气—渣混合状态下乳化渣液，渣液面升高，实现持续更有效掩埋电极弧光。满足钢铁精炼过程中，降低LF炉因电极起弧而产生的极大噪声，使得LF炉操作室内噪音由87~97分贝降低到74~85分贝，实现了环保炼钢。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型埋弧蓄热剂及其制备方法
本专利技术涉及一种炼钢辅助材料，尤其是一种环保型埋弧蓄热剂及其制备方法。
技术介绍
1971年日本研制开发出LF炉，是一种以插入电极到钢水中，依靠电弧加热、氩气搅拌和渣精炼为关键技术的钢包精炼炉，该装置由于独特的优点而被广泛采用，已经成为最重要的炉外精炼装置，迄今经LF炉处理的钢水超过70%。随着炼钢节奏的加快和对钢质要求的不断提高，通常是增大电极功率来提高钢水的升温速率，实现合金、渣剂的快速融化和温度补偿，以满足LF炉的工艺要求。另一方面是加入各种渣剂，提高脱硫率、降低夹杂物及有害气体，实现钢质的提高。LF炉电极功率的提高，将增大扬尘和噪音，LF炉操作室内噪音普遍在87-97分贝之间，超过国家规定极限接触伤害噪音85分贝的标准，长期处于该环境中，人体身心伤害极大。电极一部分插入钢水及渣液中，另一部分在渣液面上的空气中，这部分电极产生的是无用功，最高达到40%，能源浪费极大,也是噪音的主要产生源。并且渣面上的电弧电离空气，易造成钢水增氮和二次氧化，降低钢质，耐火材料损毁加剧。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种能显著降低噪音和能耗，又能提高钢质、升温速率、脱硫效率，降低成本的高效环保型埋弧蓄热剂。解决以上技术问题的本专利技术中的所述一种埋弧蓄热剂配方由以下重量份组份组成：石灰石63-71份，菱镁石8-16份，轻烧氧化镁7-9份，碳酸钡1-5份，金属铝1-5份，碳化硅1-3份，金属硅0.5-1.5份和水3.5-4.5份。优化方案中所述埋弧蓄热剂配方由以下重量份组份组成：石灰石65-70份，菱镁石10-14份，轻烧氧化镁7.5-8.6份，碳酸钡2-4份，金属铝2-4份，碳化硅1-2份，金属硅0.7-1.2份和水3.8-4.2份。所述埋弧蓄热剂配方由以下重量份组份组成：石灰石67份，菱镁石12份，轻烧氧化镁8份，碳酸钡3份，金属铝3份，碳化硅2份，金属硅1份和水4份。本专利技术中进一步优化方案为所述埋弧蓄热剂中还含有活性焦炭粉1-5份。所述埋弧蓄热剂中还含有活性焦炭粉2-4份。所述埋弧蓄热剂中还含有活性焦炭粉3份。本专利技术中的一种上述环保型埋弧蓄热剂的制备方法，包括以下步骤：（1）分散菱镁石：将菱镁石超声分散10min；微米级菱镁石，比表面积大，容易成团，将其超声分散，改善其在混合料中的的分散效果。（2）原料混合：按粗颗粒、细颗粒的加料顺序放入到强碾式混料机中，开始搅拌，加入4重量份自来水的同时逐步加入细粉，最后将步骤（1）分散后微米级的菱镁石缓慢放入混料机，混合均匀；（3）压制成型步骤；混合均匀后的原料送入成球机中，压制成球；可为椭圆球，长短直径分别为50、25mm。（4）陈放和干燥步骤：将压制成型的球在自然、通风的环境中陈放10-12h，然后在干燥器中干燥脱水即可，干燥时间22-26h，游离水＜0.5%。所述步骤（4）中压制成型的球在自然、通风的环境中陈放12h，水热反应产生的胶凝物质使球体获得要求的强度，然后在干燥器中干燥脱水即可，干燥时间24h。环保型埋弧蓄热剂可以制备为椭圆球的形状。所述轻烧氧化镁中氧化镁含量≥93%。所述菱镁石粒径10μm-8mm，其中<50μm级微粉不小于20%。颗粒越细，活性越高，实现瞬间分解发泡。为了延长气泡发泡时间，选微米级细粉和稍粗颗粒一起使用。使用菱镁石，渣终点成分更易准确控制。所述金属铝替换为工业铝灰。进一步地为了降低成本，用工业铝灰替代金属铝，既降低了原料成本，又将这种工业废渣有效利用，节约资源，减少环境污染。本专利技术中的环保型埋弧蓄热剂的主要成分为碳酸钙、碳酸镁和碳酸钡，加热时发生如下反应：CaCO3＝CaO＋CO2↑MgCO3＝Mg0＋CO2↑BaCO3＝Ba0＋CO2↑由于碳酸钡较其他碳酸盐分解温度更高，添加碳酸钡能显著延长蓄热剂的发泡时间。另外配入的活性焦炭粉与分解的C02气体反应，生成CO气体，使气体体积成倍增加，进一步优化反应：CO2＋C＝2CO↑当熔渣的温度、成分、表面张力、粘度等条件合适时，气体的鼓泡作用使熔渣发泡，气泡弥散分布在渣液中，渣膜包裹微珠气泡，渣液呈乳化状态，渣液厚度增加，可以达到基渣厚度的1.5-2.5倍。形成的泡沫渣能够有效掩埋电弧，电极起弧产生的能量被渣、钢更好吸收，提高升温速率和降低噪音；并且分解产物CaO表面活性极高，能够提高脱硫效率。配料中加入的轻烧氧化镁能够与水反应形成氢氧化镁凝胶，使得球体获得强度。MgO＋H2O＝Mg(OH)2配料中金属铝、碳化硅、金属硅加入后能够与钢水中的原子氧反应，从而降低钢水中的氧含量，提高钢质。2Al＋3O2＝Al2O3SiC＋2O2＝SiO2＋CO2↑Si＋O2＝SiO2本专利技术配料中菱镁石原料采用了从微米级到8mm较宽的粒度分布，延长发泡时间；并且碳酸钙、碳酸镁和碳酸钡的分解温度差异，从动力学、热力学角度保证了精炼过程中蓄热剂的快速发泡和整个加热过程的持续发泡。本专利技术既满足钢铁精炼过程中，降低LF炉因电极起弧而产生的极大噪声，实现了环保炼钢；同时渣液升高和分解产物，带来如下效果：A、电极起弧产生的能量被渣、钢更有效吸收，降低电耗；使得LF炉操作室内噪音由87~97分贝降低到75~85分贝，低于国家规定85分贝为极限接触伤害噪音标准，实现了环保炼钢。B、保证了LF炉的快速升温，能缩短精炼时间，优化精炼工艺。C、减少电离空气导致钢水增氮和钢水二次氧化；高活性CaO提高脱硫效率，提高钢质。D、降低电极、耐火材料消耗。本专利技术中的环保型埋弧蓄热剂，不改变渣系的条件下，能降低扬尘、噪音和能耗，又能提高升温速率、脱硫效率，提高钢质，实现降低成本、环保炼钢的目的。本专利技术中的环保型埋弧蓄热剂使用加入量由2-10Kg/吨钢降低到0.7-1.2Kg/吨钢，发泡效果更好、更环保和经济。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。实施例1称取63份石灰石、12份菱镁石、8份轻烧氧化镁、5份碳酸钡、5份金属铝、2份碳化硅、1份金属硅和4份水。将微米级的菱镁石超声分散1-10分钟，将除菱镁石外的原料筛选分成粗颗粒、细颗粒和细粉，然后依次把粗颗粒、细颗粒放入到强碾式混料机中，开始搅拌，加入水的同时逐步加入细粉，最后将分散后微米级的菱镁石缓慢放入混料机，混合均匀。混合料通过出料口流进输送带，然后进入到成球机的压制碗中，压制成球，制得环保型埋弧蓄热剂1。再将压制成型的球在自然、通风的环境中陈放12h，然后在干燥器中干燥脱水即可，干燥时间24h，游离水＜0.5%。实施例2称取67份石灰石、12份菱镁石、8份轻烧氧化镁、3份碳酸钡、3份金属铝、2份碳化硅、1份金属硅和4份水。将微米级的菱镁石超声分散1-10分钟，将除菱镁石外的原料筛选分成粗颗粒、细颗粒和细粉，然后依次把粗颗粒、细颗粒放入到强碾式混料机中，开始搅拌，加入水的同时逐步加入细粉，最后将分散后微米级的菱镁石缓慢放入混料机，混合均匀。混合料通过出料口流进输送带，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型埋弧蓄热剂，其特征在于：所述埋弧蓄热剂的配方由以下重量份组份组成：石灰石63‑71份，菱镁石8‑16份，轻烧氧化镁7‑9份，碳酸钡1‑5份，金属铝1‑5份，碳化硅1‑3份、金属硅0.5‑1.5份和水3.5‑4.5份。

【技术特征摘要】
1.一种环保型埋弧蓄热剂，其特征在于：所述埋弧蓄热剂的配方由以下重量份组份组成：石灰石63-71份，菱镁石8-16份，轻烧氧化镁7-9份，碳酸钡1-5份，金属铝1-5份，碳化硅1-3份、金属硅0.5-1.5份和水3.5-4.5份；所述菱镁石粒径10μm-8mm。2.根据权利要求1所述的一种环保型埋弧蓄热剂，其特征在于：所述埋弧蓄热剂的配方由以下重量份组份组成：石灰石65-70份，菱镁石10-14份，轻烧氧化镁7.5-8.6份，碳酸钡2-4份，金属铝2-4份，碳化硅1-2份、金属硅0.7-1.2份和水3.8-4.2份。3.根据权利要求2所述的一种环保型埋弧蓄热剂，其特征在于：所述埋弧蓄热剂的配方由以下重量份组份组成：石灰石67份，菱镁石12份，轻烧氧化镁8份，碳酸钡3份，金属铝3份，碳化硅2份，金属硅1份和水4份。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种环保型埋弧蓄热剂，其特征在于：所述埋弧蓄热剂中还含有活性焦炭粉1-5份。5.根据权利要求4中任一项所述的一种环保型埋弧蓄热剂，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋君祥，宋伟，吴健，
申请(专利权)人：鞍山天祥冶金材料有限公司，宋君祥，
类型：发明
国别省市：辽宁;21