一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂及其制备和使用方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶金技术及资源循环利用领域，涉及一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂及其制备和使用方法。本发明专利技术将镁还原渣、石灰颗粒、氧化铁皮按照质量比为(0.5‑3):(1‑2):(0.5‑3)混合，通过球磨机充分混匀，加入粘结剂，利用压球机压制成粒度为1‑60mm的脱磷剂，脱磷剂中以质量百分数计，成分包括：CaO:25％‑75％、Fe2O3:15％‑65％、SiO2:5％‑25％、MgO:1％‑8％和Al2O3:0.3％‑3％，制备过程根据铁水硅含量调整镁还原渣的配比，有利于形成低熔点高流动性的多元脱磷渣系。本发明专利技术不仅能够实现镁还原渣的资源化应用，也能解决低硅铁水炼钢的成渣困难、炉渣熔点高、易粘枪等问题，使脱磷成渣速度提高10％以上，脱磷率提高5％以上。

A dephosphorizing agent for low silicon hot metal steelmaking and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂及其制备和使用方法
本专利技术属于钢铁冶金技术及资源循环利用领域，涉及一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂及其制备和使用方法。
技术介绍
我国是世界上最大的金属镁生产国，产量占世界总产量的80％左右。每生产1吨粗镁，产生约5-8吨镁还原渣，其主要成分为CaO、SiO2、MgO、Fe2O3。目前大量镁还原渣未得到有效利用，仍随意排放堆积，造成资源浪费，镁还原渣的资源化处理及再利用已成为限制镁产业可持续发展的关键环节。高炉生产低硅铁水能够给钢铁企业带来巨大的经济效益；同时首钢、攀钢、承钢等企业采用双联炼钢工艺，经脱磷或提钒后的铁水硅含量已接近0。和正常含硅铁水炼钢相比，低硅铁水炼钢有利于降低钢铁料消耗和石灰消耗，还可提高炼钢冶炼节奏。但由于铁水氧化成钢渣的低熔点物质较少、导致冶炼低硅铁水时成渣困难，炼钢脱磷率受到限制。目前通过加污泥球、铁矾土、硅铁、焦沫、贫锰矿等改善化渣的手段均在尝试，但易增加炼钢冶炼成本，限制了低硅铁水炼钢工艺的发展及铁水硅含量的进一步降低。若能将镁还原渣资源化应用于低硅铁水冶炼过程，不仅能解决镁还原渣的应用难题，同时改善低硅铁水炼钢的炉渣性能。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂及其制备和使用方法，本专利技术不仅能够实现镁还原渣的资源化应用，也能解决转炉低硅铁水冶炼时因低熔点成渣物质少导致的成渣困难、容易粘枪、粘烟道以及脱磷率低的问题。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂，其原料包括镁还原渣粉、石灰粉、氧化铁皮粉和粘接剂，其中，镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉的质量比为(0.5-3):(1-2):(0.5-3)；粘接剂的质量为镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉总质量的5％-15％。以质量百分数计，用于低硅铁水炼钢的脱磷剂包含：25％-75％的CaO、15％-65％的Fe2O3、5％-25％的SiO2、1％-8％的MgO和0.3％-3％的Al2O3，其余为粘接剂。镁还原渣采用金属镁冶炼过程的废弃物，以质量百分数计：镁还原渣的组成成分包括：CaO:40％-60％、SiO2:10％-30％、MgO:6％-12％、Fe2O3:2％-7％、Al2O3:1％-4％，其余为杂质。脱磷剂的粒度为1-60mm。一种低硅铁水炼钢的脱磷剂的制备方法，制备过程为：将镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉混合均匀，得到混合料A；向混合料A中加入粘结剂并混合均匀，得到混合料B；将混合料B进行压制，得到所述用于低硅铁水炼钢的脱磷剂。所述粘接剂为水玻璃和树脂中的一种或两种的混合物。将镁还原渣、石灰和氧化铁皮，镁还原渣、石灰和氧化铁皮球磨并混合均匀，得到混合料A，混合料A的粒度不大于10mm。一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂的使用方法，以质量百分数计，在低硅铁水炼钢时：当铁水硅含量不大于0.10％时，向每吨铁水中加入20-60kg的脱磷剂；当铁水硅含量为0.10％-0.20％时，向每吨铁水中加入10-50kg的脱磷剂；当铁水硅含量为0.20％-0.60％时，向每吨铁水中加入5-40kg的脱磷剂。优选的，当铁水硅含量不大于0.10％时，向铁水中加入的脱磷剂中，以质量比计，镁还原渣：石灰：氧化铁皮＝(2.5-3):(1-2):(0.5-3)；优选的，当铁水硅含量为0.10％-0.20％时，向铁水中加入的脱磷剂中，以质量比计，镁还原渣：石灰：氧化铁皮＝(1-2.5):(1-2):(0.5-3)；优选的，当铁水硅含量为0.20％-0.60％时，向铁水中加入的脱磷剂中，以质量比计，镁还原渣：石灰：氧化铁皮＝(0.5-1):(1-2):(0.5-3)。在铁水包脱磷、鱼雷罐车脱磷、转炉炼钢脱磷、电弧炉炼钢脱磷、感应炉炼钢脱磷阶段或双联炼钢工艺的深脱磷阶段时采用所述用于低硅铁水炼钢的脱磷剂。所述用于低硅铁水炼钢的脱磷剂在使用时，通过料仓以颗粒形状加入冶炼炉中或者通过喷吹粉剂的方式加入。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术低硅铁水炼钢的脱磷剂中，以质量百分数计，其组成成分包括：镁还原渣粉、石灰粉、氧化铁皮粉和粘接剂，其中，镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉的质量比为(0.5-3):(1-2):(0.5-3)；粘接剂的质量为镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉总质量的5％-15％。本专利技术的脱磷剂能够实现镁还原渣的资源化应用，变废为宝，解决了现有技术中大量镁还原渣未得到有效利用、随意排放堆积、造渣资源浪费的问题。进一步的，以质量百分数计，用于低硅铁水炼钢的脱磷剂包含：CaO:25％-75％、Fe2O3:15％-65％、SiO2:5％-25％、MgO:1％-8％和Al2O3:0.3％-3％；由该组成成分可以看出，本专利技术的脱磷剂成分主要以CaO、Fe2O3和SiO2为主，辅以少量MgO、Al2O3，因此有利于形成低熔点高流动性的多元脱磷渣系，其中CaO有利于造高碱度脱磷渣、促进脱磷反应进行；Fe2O3有利于形成低熔点复合化合物，促进炉渣熔化，同时提供脱磷反应所需的氧源；SiO2有利于提供炉渣所需的酸性物质，形成低熔点化合物，提高炉渣流动性，利于化渣。本专利技术的脱磷剂能够解决低硅铁水炼钢时因炉渣中低熔点物质少导致的成渣困难、炉渣熔点高、易粘枪等问题，能够使脱磷成渣速度提高10％以上，脱磷率提高5％以上。本专利技术脱磷剂的过程为：将用于低硅铁水炼钢的脱磷剂的原料混合均匀，得到混合料A；向混合料A中加入粘结剂并混合均匀，得到混合料B；将混合料B进行压制，得到所述用于低硅铁水炼钢的脱磷剂。由本专利技术的制备过程可知，本专利技术解决了皮江法炼镁过程产生的大量镁还原渣无法利用的难题，且制备工艺简单，易行，成本低。由上述有益效果可知，本专利技术制备得到的脱磷剂能够解决低硅铁水炼钢时因炉渣中低熔点物质少导致的成渣困难、炉渣熔点高、易粘枪等问题，能够使脱磷成渣速度提高10％以上，脱磷率提高5％以上。进一步的，本专利技术的制备方法中，混合料A的制备过程为：将镁还原渣、石灰颗粒和氧化铁皮混合，球磨并充分混匀，得到混合料A。本专利技术的原料采用了镁还原渣以及氧化铁皮，而镁还原渣为金属镁冶炼过程的废弃物，氧化铁皮也为废弃物，因此本专利技术解决了镁还原渣随意堆存带来的资源浪费及环境污染问题，开辟了镁还原渣资源利用新途径，同时也将氧化铁皮变废为宝。本专利技术的脱磷剂在低硅铁水炼钢过程中使用时：当铁水硅含量不大于0.10％时，向每吨铁水中加入20-60kg的脱磷剂；当铁水硅含量为0.10％-0.20％时，向每吨铁水中加入10-50kg的脱磷剂；当铁水硅含量为0.20％-0.60％时，向每吨铁水中加入5-40kg的脱磷剂；由此可以看出，本专利技术的脱磷剂在使用时针对铁水中硅含量的不同，加入的脱磷剂用量适应调整，这样使得能够达到较好的脱磷效果，不浪费材料，方法简单，易操作。进一步的，当铁水硅含量不大于0.10％时，向铁水中加入的脱磷剂中，以质量比计，镁还原渣：石灰：氧化铁皮＝(2.5-3):(1-2):(0.5-3)；在该成分的脱磷剂下，能够增加脱磷剂中SiO2含量，有利于炼钢化渣，降低炉渣熔点；当铁水硅含量为0.10％-0.20％时，向铁水中加入的脱磷剂中，以质量比计，镁还原渣：石灰：氧化铁皮＝(1-2.5):(1-2):(0.5-3)；在该成分的脱磷剂下，提高了石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂，其特征在于，其原料包括镁还原渣粉、石灰粉、氧化铁皮粉和粘接剂，其中，镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉的质量比为(0.5‑3):(1‑2):(0.5‑3)；粘接剂的质量为镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉总质量的5％‑15％。

【技术特征摘要】
1.一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂，其特征在于，其原料包括镁还原渣粉、石灰粉、氧化铁皮粉和粘接剂，其中，镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉的质量比为(0.5-3):(1-2):(0.5-3)；粘接剂的质量为镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉总质量的5％-15％。2.根据权利要求1所述的一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂，其特征在于，以质量百分数计，用于低硅铁水炼钢的脱磷剂包含：25％-75％的CaO、15％-65％的Fe2O3、5％-25％的SiO2、1％-8％的MgO和0.3％-3％的Al2O3，其余为粘接剂。3.根据权利要求1所述的一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂，其特征在于，镁还原渣采用金属镁冶炼过程的废弃物，以质量百分数计：镁还原渣的组成成分包括：CaO:40％-60％、SiO2:10％-30％、MgO:6％-12％、Fe2O3:2％-7％、Al2O3:1％-4％，其余为杂质。4.根据权利要求1所述的一种用于低硅铁水炼钢的脱磷剂，其特征在于，脱磷剂的粒度为1-60mm。5.一种制备权利要求1-4任意一项所述的用于低硅铁水炼钢的脱磷剂的方法，其特征在于，制备过程为：将镁还原渣粉、石灰粉和氧化铁皮粉混合均匀，得到混合料A；向混合料A中加入粘结剂并混合均匀，得到混合料B；将混合料B进行压制，得到所述用于低硅铁水炼钢的脱磷剂。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述粘接剂为水玻璃和树脂中的一种或两种的混合物。7.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕明，张朝晖，李航，邢相栋，李小明，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61