專利名稱：一種鐵水脫硫渣稀渣劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種改善鐵水脫硫渣流動性能的稀渣劑，適合于渣量大、堿度 高、粘度大、熔點高的脫硫渣的助熔，屬于鐵水脫硫預處理輔助材料領域。
背景技術：
對于鐵水脫硫預處理的脫硫渣主要是由帶入的高爐渣和脫硫劑脫硫后殘 渣組成，由于堿性脫硫劑消耗量大和高爐渣的帶入，因而，脫硫渣量大、堿度 高、粘度大、熔點高，導致脫硫預處理扒渣操作困難，脫硫渣殘留量大，引起
鐵水回硫；同時，高粘度脫硫渣的渣鐵混淆，引起扒渣過程鐵水流失，宏觀測 試結果表明伴隨扒渣流失的鐵水量高達渣量的50%,鐵損嚴重，直接影響了產 量及鋼鐵料消耗指標；此外，由于脫硫渣的高粘度，導致脫硫器具、渣耙、脫 硫鐵水容器粘渣嚴重，由于粘渣中鐵水冷凝對結合強度的增強作用，致使粘渣 清理十分困難，并對粘渣面產生嚴重的機械損傷，導致相關設備使用壽命降低。 因此，如何改善鐵水脫硫預處理后脫硫渣的性能已成為提高鐵水脫硫預處理技 術經濟指標的一個重要研究內容。例如日本專利昭55-47310《鐵水包用渣層 易熔劑》，公開了一種防止脫硫渣固化的改質劑，其化學成分為(重量)Si02 50 70%、 Al2O320 36%、 Na20+K20 10 15%，通過與脫硫渣反應生產低熔 點渣，并采用鋁熱劑補充熱量，進一步改善渣的流動性，達到渣鐵分離、順利 排渣與提高金屬收的率的目的，但存在如下問題(1)在高爐渣帶入量大的條 件下，改質能力不足炎)改質劑呈酸性，影響了脫硫效果；(3)采用鋁熱劑進行
熱量補充，導致改質劑成本高。中國專利ZL98100567.5《一種脫硫渣改質劑》， 公開了一種用以改善鐵水脫硫渣流動性能的改質劑，其化學成分為(重量) SiO2 35 50%、 Na2C03 35 50%， CaF2 8 15%，余量為Fe203、 ？205和其它不 可避免的雜質，并在高爐渣噸鐵帶入量高的條件下，達到了降低脫硫渣熔點、 改善脫硫渣流動性的改質效果，但Na2C03化學原料的大量使用，雖然起到了 促進脫硫的作用，但加劇了鐵水容器耐火材料工作襯的侵蝕，同時，以高純度 化學原料與天然原料為主的原材料結構，提高了改質劑的成本。并且，上述兩 種改質劑主要是用作鈣基脫硫劑的鐵水脫硫渣的改質，對于以石灰與鎂粉復合 脫硫劑的鐵水脫硫，脫硫劑中金屬鎂粉含量高達20% (重量)以上，其脫硫渣 成分明顯區別于鈣基脫硫劑的脫硫渣，導致上述改質劑改質能力不足，其中金 屬鎂脫硫反應生成的硫化鎂進一步與氧化鈣反應形成氧化鎂，增大了脫硫渣的 粘度，提高了脫硫渣的熔點，導致實際生產中脫硫預處理扒渣操作困難，脫硫 渣殘留量大，引起鐵水回硫；同時，高粘度脫硫渣的渣鐵混淆，引起扒渣過程 鐵損大。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是較低成本地有效改善鐵水脫硫渣流動性能 的問題。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種鐵水脫硫渣 稀渣劑，它由以下重量百分比的原料組成螢石粉45 55%，鋰輝石礦粉22 28°/。，工業純堿15 20%，硼砂3 5%，氧化鐵皮粉2 4°/o。
在上述方案中
所述螢石粉中CaF2的含量^85。/。，粒度S0.178mm。所述鋰輝石礦粉是由天然礦細磨制成，粒度S0.150mm，其主要化學成分 的重量百分比含量為Li20， 0.8 1.5%; Si02 ， 71 76%; A1203， 18 20%。 所述氧化鐵皮粉為軋鋼氧化鐵皮球磨制成，粒度^0.178mm。 所述工業純堿中Na2C03的含量38%。 所述硼砂中Na2B4(V10H2O的含量35%。
本發明以螢石粉、鋰輝石礦粉、工業純堿為主要原材料，主要化學成分為 CaF2、 Na2C03和Si02.通過酸性化合物Si02進行脫硫渣高堿度的中和，與堿 性物質形成低熔點復合氧化物，降低脫硫渣熔點；通過Na2C03與脫硫渣的反 應，形成低熔點復合鈉化合物，同時，通過Na2C03的直接參與鐵水脫硫，起 到提高脫硫效率的作用。通過多種強助熔劑助熔性能的綜合，提高了脫硫渣中 低熔點、低粘度易熔體的生成量，增強了對脫硫渣的稀渣效果，擴展了本發明 稀渣劑對脫硫渣的適應能力。同時，大量天然礦物原材料的使用，降低了稀渣 劑的原材料成本。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作出詳細的說明。
實施例1:
鐵水脫硫渣稀渣劑由以下重量百分比的原料組成螢石粉45%，粒度 S0.178mm,鋰輝石礦粉28%,粒度^0.150mm，工業純堿20%,硼砂5°/。，氧 化鐵皮粉2%，粒度^).178mm。將上述原料加入攪拌器內攪拌均勻，即得到所 需的鐵水脫硫渣稀渣劑，并按每袋5公斤進行裝袋包裝。采用制備的鐵水脫硫 渣稀渣劑在實驗室進行了助熔效果的實驗，在方形瓷舟內加入40克鐵水脫硫 渣稀渣劑，放入實驗電爐內升溫至1000'C，保溫10分鐘后取出傾倒，熔融的 鐵水脫硫渣稀渣劑順利流出；在坩堝內先加入100克脫硫渣，再在脫硫渣表面 加入—半重量的鐵水脫硫渣稀渣劑，放入實驗電爐內升溫至IIOO'C，保溫20 分鐘后取出傾倒，熔渣順利流出。 實施例2:
鐵水脫硫渣稀渣劑由以下重量百分比的原料組成螢石粉55%，粒度
S0.178腿，鋰輝石礦粉22。/c，粒度S0.150匪，工業純堿15%，硼砂4%,氧 化鐵皮粉4n/。，粒度^U78mm。將上述原料加入攪拌器內攪拌均勻，即得到所 需的鐵水脫硫渣稀渣劑，并按每袋5公斤進行裝袋包裝。采用制備的鐵水脫硫 渣稀渣劑在某鋼廠的320噸魚雷罐鎂基混合噴吹和鈣基混合噴吹脫硫兩種脫硫 生產條件下進行了工業性試驗，按照噸鐵0.8 1公斤在脫硫前加入鐵水脫硫渣 稀渣劑，工業性試驗結果表明，單罐平均倒渣量分別提高70%和72%。 實施例3:
鐵水脫硫渣稀渣劑由以下重量百分比的原料組成螢石粉51%，粒度 S0.178mm，鋰輝石礦粉25%,粒度S0.150mm，工業純堿19%，硼砂3%，氧 化鐵皮粉2。/。，粒度^).178mm。將上述原料加入攪拌器內攪拌均勻，即得到所 需的鐵水脫硫渣稀渣劑，并按每袋5公斤進行裝袋包裝。某鋼廠的50噸鐵水 罐顆粒鎂吹脫硫扒渣過程中，由于高爐渣含鈦、帶入量大、堿度高、熔點高， 導致鐵水表面脫硫渣碎散、扒渣困難，特采用制備的鐵水脫硫渣稀渣劑進行了 工業性試驗，在按照噸鐵0.5公斤在脫硫前加入鐵水脫硫渣稀渣劑，工業性試 驗結果表明，脫硫渣團聚，縮短單罐扒渣時間50%。
本鐵水脫硫渣稀渣劑的主要化學成分為CaF2、 Na2C03和Si02，通過酸性 化合物Si02進行脫硫渣高堿度的中和，與堿性物質形成低熔點復合氧化物，降低脫硫渣熔點；通過Na2C03與脫硫渣的反應，形成低熔點復合鈉化合物， 同時，通過Na2C03的直接參與鐵水脫硫，起到提高脫硫效率的作用，但考慮 到Na2C03高溫條件下的揮發及其腐蝕性能，特限制工業純堿的重量百分比加 入量不超過20%。 CaF2作為一種熔渣助熔劑，其助熔機制可以由無規網絡學說 給予解釋，在熔體中，F-離子進入由Si-O四面體形成的網絡中，使原來的橋 氧變為非橋氧，因而打斷了 Si-O四面體之間的聯接，形成斷網。特別是F進 入網絡中形成的斷網處電價飽和，不會再被網絡中間體聯起來，其降低了熔體 表面張力，增加了熔體的潤濕性，所以，CaF2是冶金工業中常用的強助熔劑。 由于螢石價格低廉，對耐火材料侵蝕弱于工業純堿，因而，本發明選取了螢石 粉的重量百分比配入量為45 55%。 Li20同K20、 Na20 --樣是常用的堿金屬 氧化物。氧化鋰分子量為29.9，是堿金屬中離子半徑最小的，與K20、 Na20 相比，Li20具有更強的助熔作用，能顯著降低熔體的粘度，加快熔化速度，因 而，鋰輝石的引入，進一步改善了稀渣劑對脫硫渣的改質作用。硼砂是無色半 透明的晶體或白色結晶粉末，在空氣中容易失水風化，加熱到380"C左右，失 去全部結晶水成無水鹽，在880'C熔成玻璃態，作為一種強助熔劑在冶金、玻 璃、陶瓷等工業得到廣泛應用，此外，鐵的氧化物與多種氧化物反應能生產多 種易熔化合物和易熔體，因而，在本發明中少量引入軋鋼氧化鐵皮粉與硼砂能 改進對脫硫渣的稀渣效果，同時降低本發明稀渣劑自身的熔點，擴展稀渣劑與 脫硫渣之間的反應接觸面積，提高脫硫渣的助熔效果。對于鎂基脫硫劑，由于 金屬鎂脫硫后生成的硫化鎂穩定性低于硫化鈣，因而，在有氧化鈣存在的條件 下，將進一步與氧化鈣反應生成硫化鈣與氧化鎂，由于氧化鎂的引入，提高了 脫硫渣的熔點和粘度，因而，在高爐渣帶入量大的條件下，尤其是含鈦高爐渣，將加劇脫硫扒渣的困難與渣鐵混淆的現象。本發明通過多種強助熔劑助熔性能 的綜合，提高了脫硫渣中低熔點、低粘度易熔體的生成量，增強了對脫硫渣的 稀渣效果，擴展了本發明稀渣劑對脫硫渣的適應能力，通過高爐渣不同成分與 帶入量以及不同種類脫硫劑生產條件下的脫硫渣稀渣工業性試驗，取得了降低 鐵損與方便脫硫扒渣的效果。同時，大量天然礦物原材料的使用，降低了稀渣 劑的原材料成本。
本發明鐵水脫硫渣稀渣劑具有如下優點
1、 本發明鐵水脫硫渣稀渣劑制備簡單，原材料來源廣，成本低、適應性強。
2、 本發明綜合了多種強助熔劑的優點，通過鋰輝石天然礦物原料的采用 引入Li20成分，在不增加原材料成本的基礎上，增強了鐵水脫硫渣稀渣劑的 助熔效果，具有助熔性能優良的特點，可滿足鈣基和鎂基脫硫劑鐵水脫硫渣的 助熔改性需要。
3、 本發明選擇天然礦物為主要原材料，具有原材料成本低、采購方便的 優點。
本發明不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下作 出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保 護范圍之內。
權利要求
1、一種鐵水脫硫渣稀渣劑，由以下重量百分比的原料組成螢石粉45～55％，鋰輝石礦粉22～28％，工業純堿15～20％，硼砂3～5％，氧化鐵皮粉2～4％。
2、 如權利要求1所述的鐵水脫硫渣稀渣劑，其特征在于所述螢石粉中 CaF2的含量^85。/。，粒度S0.178mm。
3、 如權利要求1所述的鐵水脫硫渣稀渣劑，其特征在于所述鋰輝石礦粉 是由天然礦細磨制成，粒度^0.150mm，其主要化學成分的重量百分比含量為 Li20， 0.8 1.5%; Si02 ， 71 760/o; A1203， 18 20%。
4、 如權利要求1所述的鐵水脫硫渣稀渣劑，其特征在于所述氧化鐵皮粉 為軋鋼氧化鐵皮球磨制成，粒度^0.178mm。
5、 如權利要求1所述的鐵水脫硫渣稀渣劑，其特征在于所述工業純堿中 Na2C03的含量298%。
6、 如權利要求1所述的鐵水脫硫渣稀渣劑，其特征在于所述硼砂中 Na2B4O7*10H2O的含量^:95%。
全文摘要
本發明公開了一種改善鐵水脫硫渣流動性能的鐵水脫硫渣稀渣劑，由以下重量百分比的原料組成螢石粉45～55％，鋰輝石礦粉22～28％，工業純堿15-20％，硼砂3～5％和氧化鐵皮粉2～4％。其中，螢石粉中CaF₂的含量≥85％，粒度≤0.178mm；鋰輝石礦粉是由天然礦細磨制成，粒度≤0.150mm，其主要化學成分的重量百分比含量為Li₂O，0.8～1.5％；SiO₂，71～76％；Al₂O₃，18～20％。氧化鐵皮粉為軋鋼氧化鐵皮球磨制成，粒度≤0.178mm。工業純堿中Na₂CO₃的含量≥98％。硼砂中Na₂B₄O₇·10H₂O的含量≥95％。本發明以螢石粉、鋰輝石礦粉、工業純堿為主要原材料，能有效改善鐵水脫硫渣流動性能，適合于渣量大、堿度高、粘度大、熔點高的脫硫渣的助熔，原材料成本低。
文檔編號C21C7/064GK101338348SQ200810048588
公開日2009年1月7日 申請日期2008年7月28日 優先權日2008年7月28日
發明者李具中, 歐陽德剛, 王清方, 羅安智, 胡清明, 鄒繼新, 陶曉林 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司;武漢紅地節能材料有限公司