转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂及其制备和使用方法与流程

1.本发明涉及转炉炼钢技术领域，具体涉及一种转炉大废钢比冶 炼复合造渣补热剂及其制备和使用方法。


背景技术：

2.对于钢铁联合企业，如何降低转炉铁水比、提高废钢比成为企 业低碳绿色发展的迫切需求。由于转炉废钢比的增加，意味着入炉 铁水量及其带入的物理热、化学热的降低，将导致转炉炼钢热量不 足，为保证冶炼过程的顺利进行，可采取添加发热剂或过度吹氧升 温进行热量补充；由于过度吹氧将导致钢水过氧化、钢铁料消耗和 合金消耗上升，不仅影响钢水质量，而且还导致生产成本增加。为 此，转炉添加发热剂进行热量补偿剂技术得到迅速发展，先后开发 了碳质发热剂、碳化硅质发热剂、硅质发热剂、铝质发热剂等转炉 发热剂，但不同发热剂的加入对转炉炼钢的影响也各不一样，其中， 碳质发热剂不增加渣量，但由于比重轻，易被转炉风机高速气流抽 走，造成发热效果差，并且在铁水[si]低的情况下，化渣能力差；碳 化硅与硅质发热剂的发热量较高，生成的产物为酸性氧化物，为了 确保炉渣碱度，必须补加足够的碱性氧化物，造成渣量增加，热量 损耗增加，削弱了硅质发热剂发热能力，同时价格也高。铝质发热 剂发热能力大，生成的产物为中性氧化铝，对转炉炉衬的影响不太 大，但金属铝的熔点低、易氧化、燃烧速度快、有效补热时间短、 发热剂价格昂贵，导致炼钢过程温度控制困难、生产成本急剧增加。
[0003]
针对上述常规发热剂的不足，国内学者从提高转炉补热效率、 降低发热剂成本、减少环境污染等角度，发明了系列转炉炼钢用复 合发热剂，相关典型专利如下：
[0004]
中国专利(公开日：2004年08月25日、公开号：cn1523121a) 公开了一种炼钢用碳铁发热剂及生产工艺和使用方法，由含碳材料、 添加剂、稳定剂、比重调节剂、粘结剂组成的铁碳发热剂，其中， 各组分的重量百分比为：添加剂0～10％，稳定剂0～15％，比重调 节剂1～20％，粘结剂2～16％，余量为含碳材料。其中，含碳材料 选自焦炭、煤、石墨、沥青、石油焦、电极粉中的一种，添加剂选 自金属铝、硅、钙中的一种，稳定剂选自碳化硅、硅铁、硅钙合金、 石灰石、白云石中的一种，比重调节剂选自铁粒、铁渣粒、氧化铁 皮、铁屑中的一种，粘结剂选自水玻璃、数值、沥青、塘渣、纸浆、 水中的一种。该发热剂为一定形状的固体颗粒，比重为3.5～4.5g/cm3， 当发热剂加入到转炉后，在炼钢温度下，碳铁发热剂粉化，并在强 大的氧气流作用下，充分氧化燃烧，生成一氧化物或二氧化物及其 渣相，同时放出热量，被废钢或钢水吸收，达到熔化废钢或升温钢 水的目的；该发热剂的主要发热元素为碳，生成物主要为烟气，渣 量少，不会对转炉炉衬造成不利影响，并减少金属损失；其加入方 式可以随废钢一起加入到转炉，也可存放在高位料仓中在炼钢过程 中分批加入，不需改变现行工艺；发热剂中添加了延缓碳反应的抑 制添加剂，且颗粒状成品加入到炉内后不会造成发热剂的局部堆积， 也避免了炉内局部反应强度过大造成的喷溅隐患。通过在100吨转 炉应用，加入3kg/t
钢
，可是铁水单耗达到850kg/t
钢
，相同铁水条件 下增加钢产量10～15％；与硅质发热剂相比，石灰消耗降低3～5kg/t 钢
。由专利文件公开的内容可见，专利未能对添
加剂、稳定剂的积极 效果进行阐述，同时其添加量变化范围大，甚至可以不添加，但公 开的添加剂为高热值的金属铝、硅、钙，公开的稳定剂为高热值的 合金材料、碳化硅以及高碱性吸热分解的石灰石、白云石组成，因 而，其添加剂、稳定剂控制不当，将严重影响发热剂的化学热、补 热效果与渣的碱度。这可能也是目前未见到大规模应用的主要原因。
[0005]
中国专利(公开日：2011年03月23日、公开号：cn101988137a) 公开了一种转炉低热值铁水用发热剂，由碳质材料、硅质材料、铝 矾土、铁粒、铁屑、粘结剂等组成的转炉发热剂，各组分重量百分 比为：碳质材料31～44％；硅质材料35～48％；铝矾土6～14％； 铁粒或/和铁屑4～10％；粘结剂4～8％；发热剂堆比重为2.2～3.5 吨/m3。该发明专利针对低硅、低温的低热值铁水，即：入炉铁水含 硅量[si]≤0.25％，或铁水温度≤1300℃，以石墨、电极粉为发热元 素，在转炉冶炼中，不增加渣量；以硅铁、碳化硅为高热值发热元 素，提供化渣所需的sio2含量；以铁粒、铁屑为比重添加剂，使硅 碳球比重大于炉渣比重，加入转炉炉内，可直接进入钢水，并防止 被转炉风机抽走；配入6～14％的铝矾土，使渣中al2o3含量控制 在2.5～4.5％，加速石灰溶解，促进吹炼前期化渣，提高炉渣去磷、 去硫能力。并在实际生产中得到应用，不仅实现了转炉补热，而且 转炉终渣tfe含量降低2.5％以上，转炉的脱磷率提高2％以上，达 到降低转炉钢水free[o]、提高钢水纯净度的目的。但大量硅铁、碳 化硅高热值发热元素的利用，导致发热剂成本高、渣量大，并降低 炉渣碱度，增加了转炉石灰消耗。
[0006]
此外，国内学者通过废弃资源再生利用，达到从降低发热剂成 本、减少环境污染的目的，并形成了系列专利技术，如：
[0007]
中国专利(公开日：2018年09月15日、公开号：cn108165697a) 公开了一种转炉炼钢用发热剂及其生产方法，由工业硅粉、ad粉和 氧化铁原料构成的发热剂，其中，工业硅粉的重量百分比为40％～ 60％，ad粉的重量百分比为20％～40％，氧化铁原料的重量百分 比为10％～30％，其余为粘结剂、添加剂。其中，工业硅粉为半导 体工业用单晶硅和太阳能电池用多晶硅切割加工产生的工业硅粉， 粒度不大于3mm，金属硅含量为70％～95％；ad粉是炼铝过程中 产生的一种渣料，粒度不大于3mm，金属铝含量为5％～35％；添 加剂占发热剂总重量的重量百分比的0％-15％，由碳化硅、金属铝 粉、硅铁粉、石墨中的至少一种组成，氧化铁粒度不大于5mm；粘 结剂占发热剂总重量的重量百分比为0％～10％，由水玻璃、水泥、 淀粉、片碱、801胶水、黄糊精、cmc中的至少一种组成。将工业 硅粉、ad粉与氧化铁混合，加入添加剂及粘结剂经充分搅拌混匀后， 采用高压对辊压球机压成球状体，获得所需的发热剂。通过工业硅 粉中的金属硅、ad粉中的金属铝高发热量物质的引入，提高发热剂 补热量，通过氧化铁的引入，为金属硅与金属铝氧化提供氧源，增 加发热剂比重，避免了发热剂在使用时被除尘直接抽走的可能。根 据专利公开的内容可见，发热剂的主要发热元素为金属硅和金属铝， 仍将会导致转炉渣量增加和碱度降低的不足，同时大量颗粒原料的 使用，将大幅增加发热剂球体压制成型的难度，降低球体强度，导 致发热剂运输与加入过程的破碎与粉化。
[0008]
另外，中国专利(公开日：2012年07月04日、公开号： cn102534091a)公开了一种炼钢用发热剂及其生产方法，由15％～ 50％的光伏切割废料和45％～85％工业碳化硅以及添加剂、粘结剂组 成的发热剂，其中，光伏切割废料粒度不大于3mm，金属硅粉含量 不低于15％、碳化硅含量不低于55％；碳化硅粒度不大于10mm， sic含量为40％～90％；添加剂由
硅粉、金属铝粉、硅铁粉、石墨中 的至少一种组成；粘结剂由水玻璃、水泥、淀粉、片碱、801胶水、 黄糊精中的至少一种组成。发热剂中的主要成分为sic、固定c和 金属硅，均是良好的还原剂。在冶炼时，不仅会被吹入炉中的氧气 所氧化放出热量，同时会将渣中的氧化铁还原，在放出热量的同时， 降低了铁损，提高了铁水的收得率，降低了冶炼成本。
[0009]
中国专利(公开日：2020年09月08日、公开号：cn111635979a) 公开了一种低成本转炉用发热剂及生产方法，由工业硅粉和ad粉 为主要发热材料的发热剂，以铝粉、碳化硅、碳粉中的至少一种为 添加剂，水泥、淀粉、水玻璃中至少一种为粘结剂，发热剂升温效 果达到并超过硅铁发热剂，成本降低50％。
[0010]
上述两个专利主要是采用金属硅、金属铝、碳化硅和碳素材料 为主要发热成分进行复配，通过工业硅粉和ad粉的利用，降低发 热剂成本，实现工业固废的高效再利用，但金属硅、金属铝、碳化 硅等发热成分氧化燃烧后形成的二氧化硅、三氧化二铝，仍将将导 致转炉渣量增大、碱度降低和石灰消耗增加的不足，同时，工业硅 粉和ad粉工业固废二次资源中的发热元素含量波动大，这也是导 致以工业硅粉和ad粉为主要发热剂组份的相关发明专利难以得到 用户认可并推广应用的主要原因；对于以焦丁和无烟煤等碳质组份 为主的发热剂，由于酸性灰分与有害元素含量高，制约了其在高附 加值品种钢冶炼中的应用，大幅度降低了含焦丁、无烟煤组份发热 剂转炉冶炼的适应性和应用前景；此外，发热剂中酸性燃烧产物的 大量生成，导致转炉渣量大、石灰消耗高、成渣过程缓慢，不利于 转炉前期脱磷，制约了转炉的高效冶炼。
[0011]
综合上述分析可见，有必要从充分发挥金属硅、金属铝、碳化 硅等组份的高热值效应和控制发热剂对转炉造渣的不利影响为突破 口，开展大废钢比条件下转炉高效补热与快速造渣多功能的新型复 合发热剂的研究，提高转炉补热效率、造渣成渣速度、脱磷率等， 达到转炉大废钢比优质高效低成本绿色低碳冶炼的目的。然而，目 前还未见到具备高效补热与快速造渣双重功能的发热剂相关技术资 料报道。


技术实现要素：

[0012]
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种转炉大废钢 比冶炼复合造渣补热剂及其制备和使用方法，具有转炉吹氧燃烧稳 定、补热效率高、补热成本低、转炉造渣速度快、脱磷效率高、不 增加钢水有害元素和残余元素含量的优点，达到转炉大废钢比优质 高效低成本低碳绿色冶炼目的。
[0013]
为实现上述目的，本发明所设计的转炉大废钢比冶炼复合造渣 补热剂，由如下重量百分比的原料制备而成：硅铝钙碳合金55～60％， 烧结铝酸钙10～15％，木质炭5～10％，烧结返矿5～10％，锰矿10～15％， 轻烧白云石5～10％，硬脂酸钠0.3～0.5％。
[0014]
优选的，所述硅铝钙碳合金由si、al、ca、c和fe组成，杂质 元素为p、s，其中，si、al、ca、c的重量百分比含量范围为：si， 35～45％，al，5～12％，ca，9～19％，c，4～12％，金属fe的重量百 分比含量范围为：15～25％，杂质元素p、s的重量百分比含量范围 为：p≤0.05％，s≤0.1％。
[0015]
优选的，所述烧结铝酸钙的成分为12cao
·
7al2o3，12cao
· 7al2o3含量≥85％。
[0016]
优选的，所述木质炭是以荆材、木屑、木块、椰壳、果壳、棉 杆或稻壳为原材料，通过蒸馏获得的炭质材料。
[0017]
优选的，所述烧结返矿为钢厂烧结矿破碎筛分后的筛下烧结矿。
[0018]
优选的，所述锰矿为软锰矿或硬锰矿。
[0019]
一种所述转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备方法，包括 如下步骤：
[0020]
a)对原料进行备料；
[0021]
b)将硅铝钙碳合金、木质炭和烧结返矿分别进行破碎，选取5mm 网孔筛网筛分筛下料，获得粒径≤5mm自然级配的颗粒料；将烧结 铝酸钙、锰矿、轻烧白云石分别进行球磨，选取150目筛网筛分筛 下料，获得粒径小于150目的粉料；将硬脂酸钠碾压，选取100目 筛网筛分筛下料，获得粒径小于100目的粉料；
[0022]
c)按照重量百分比称取经过所述步骤b)处理的原料，加入立 式搅拌机中，搅拌混合10～15分钟，获得辊碾混合料；
[0023]
d)将所述步骤c)获得的辊碾混合料加入到大强度对辊压球机， 进行干压成球状体，球状体直径为25～50mm，并采取密封包装方式 进行包装入库，获得转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂。
[0024]
一种所述转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的使用方法，包括 如下步骤：
[0025]
1)根据转炉入炉铁水化学成分、温度、铁水量与废钢量，采用 转炉冶炼静态模型，进行转炉热平衡与物料平衡计算，按照1kg转 炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量对应4～6kg废钢加入量的计 算原则，确定当下大废钢比转炉冶炼条件下的转炉大废钢比冶炼复 合造渣补热剂加入量与废钢加入量；
[0026]
2)在出钢倒渣后的转炉内，先加入垫底造渣熔剂进行转炉垫底， 防止加废钢时砸坏炉底，垫底造渣熔剂加入量为5～10kg/t钢，然后 按照所述步骤1)计算取得的废钢加入量加入废钢，再通过料仓加入 转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂，兑入铁水后下枪开始吹炼，然 后加入第二批造渣熔剂，吹炼至按照转炉冶炼静态模型确定的吹炼 工艺总氧耗的30～35％时，加入第三批造渣熔剂继续吹炼至副枪测温 取样，此后，根据副枪测温取样结果，按照冶炼动态模型进行吹炼， 直至转炉停吹，然后转炉出钢，其中，转炉大废钢比冶炼复合造渣 补热剂的加入量为所述步骤1)计算取得的转炉大废钢比冶炼复合造 渣补热剂加入量，所述第二批造渣熔剂和垫底造渣熔剂的加入量之 和占所有造渣熔剂的重量百分比为70～80％。
[0027]
本发明原理如下：
[0028]
通过硅铝钙碳合金中的高热值si、al、ca合金元素，在转炉补 热过程中形成相应合金元素氧化物，避免高温烟气的形成与外排热 损失，提高发热剂补热过程中的传热速度和转炉补热效率，同时， 多种合金元素吹氧燃烧形成的多种高活性氧化物，不仅增加了转炉 造渣材料的物质组成和低熔点复合氧化物的形成条件，而且高活性 氧化产物促进了复合氧化物的形成速度与转炉造渣成渣速度。
[0029]
通过硅铝钙碳合金中适量的c合金元素以及木质炭的复配，延 缓硅铝钙碳合金在转炉内的氧化燃烧速度和补热时效，改善转炉冶 炼温度制度，提高脱磷效率。
[0030]
通过硅铝钙碳合金中ca合金元素氧化生产的cao，提高补热剂 燃烧产物碱度，降低转炉熔剂消耗，促进转炉成渣进程。
[0031]
通过以低熔点12cao
·
7al2o3为主要成分的烧结铝酸钙和轻烧 白云石的复合加入，不仅提高了转炉造渣成渣速度，而且提高了成 渣的碱度，促进转炉冶炼的渣金反应，同
时，提高炉渣碱度与mgo 含量，降低熔剂消耗与炉衬侵蚀速度。
[0032]
通过烧结返矿、锰矿的配加，降低了转炉造渣熔点，缩短了造 渣成渣时间，改善了转炉脱磷热力学与动力学条件，提高了脱磷效 率，同时，通过烧结返矿和锰矿中的氧化铁与氧化锰对碳素材料燃 烧的催化作用，提高了补热剂中碳素材料的燃烧速度和燃烧效率， 增进了补热剂补热效果。
[0033]
通过硬脂酸钠的引入，提高了转炉大废钢比冶炼复合造渣补热 剂的防水性，避免了补热剂存储与运途中的吸湿受潮，同时通过硬 脂酸钠的中温分解与搅拌，改善了转炉造渣成渣热力学与动力学行 为，提高了成渣速度。
[0034]
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
[0035]
1、转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂具有氧化燃烧热值高、有 害元素含量低、成本低、制备方便、促进转炉造渣成渣、提高转炉 脱磷效率等特点；
[0036]
2、作为转炉冶炼补热剂应用，具有转炉吹氧燃烧稳定、补热效 率高、补热成本低、转炉造渣速度快、脱磷效率高、不增加钢水有 害元素和残余元素含量的优点，达到转炉大废钢比优质高效低成本 低碳绿色冶炼目的；
[0037]
3、通过转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备和使用方法， 保证了转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备质量和应用效果， 通过工业性试验，实现了转炉高效补热与快速造渣的同步实施，达 到了降低转炉补热剂与熔剂消耗、提高转炉废钢比与金属收得率、 缩短冶炼周期、稳定出钢质量等综合目的，满足了转炉大废钢比优 质高效低成本低碳绿色冶炼的生产需求。
具体实施方式
[0038]
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0039]
实施例1
[0040]
一种转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂，由如下重量百分比的 原料制备而成：硅铝钙碳合金55％，烧结铝酸钙10％，木质炭8％， 烧结返矿6％，锰矿13％，轻烧白云石7.5％，硬脂酸钠0.5％。
[0041]
硅铝钙碳合金由si、al、ca、c和fe组成，杂质元素为p、s， 其中，si、al、ca、c的重量百分比含量范围为：si，35％，al，12％， ca，18％，c，9％，金属fe的重量百分比含量范围为：25％，杂质 元素p、s的重量百分比含量范围为：p≤0.05％，s≤0.1％。
[0042]
烧结铝酸钙的成分为12cao
·
7al2o3，12cao
·
7al2o3的重量百分 比为85％。
[0043]
其中，木质炭是以荆材为原材料，通过蒸馏获得的炭质材料， 烧结返矿为钢厂烧结矿破碎筛分后的筛下烧结矿，锰矿为软锰矿， 轻烧白云石为市售产品，硬脂酸钠为工业级硬脂酸钠。
[0044]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备方法，包括 如下步骤：
[0045]
a)对原料进行备料；
[0046]
b)将硅铝钙碳合金、木质炭和烧结返矿分别进行破碎，选取5mm 网孔筛网筛分筛下料，获得粒径≤5mm自然级配的颗粒料；将烧结 铝酸钙、锰矿、轻烧白云石分别进行球磨，选取150目筛网筛分筛 下料，获得粒径小于150目的粉料；将硬脂酸钠碾压，选取100目 筛网筛分筛下料，获得粒径小于100目的粉料；
[0047]
c)按照重量百分比称取经过步骤b)处理的原料，加入立式搅 拌机中，搅拌混合10分钟，获得辊碾混合料；
[0048]
d)将步骤c)获得的辊碾混合料加入到大强度对辊压球机，进 行干压成球状体，球状体直径为25mm，并采取密封包装方式进行包 装入库，获得转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂。
[0049]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的使用方法，包括 如下步骤：
[0050]
1)根据转炉入炉铁水化学成分、温度、铁水量与废钢量，采用 转炉冶炼静态模型，进行转炉热平衡与物料平衡计算，按照1kg转 炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量对应4kg废钢加入量的计算 原则，确定当下大废钢比转炉冶炼条件下的转炉大废钢比冶炼复合 造渣补热剂加入量与废钢加入量；
[0051]
2)在出钢倒渣后的转炉内，先加入垫底造渣熔剂进行转炉垫底， 垫底造渣熔剂加入量为5kg/t钢，然后按照步骤1)计算取得的废钢 加入量加入废钢，再通过料仓加入转炉大废钢比冶炼复合造渣补热 剂，兑入铁水后下枪开始吹炼，然后加入第二批造渣熔剂，吹炼至 按照转炉冶炼静态模型确定的吹炼工艺总氧耗的30％时，加入第三 批造渣熔剂继续吹炼至副枪测温取样，此后，根据副枪测温取样结 果，按照冶炼动态模型进行吹炼，直至转炉停吹，然后转炉出钢， 其中，转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的加入量为步骤1)计算取 得的转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量，第二批造渣熔剂和 垫底造渣熔剂的加入量之和占所有造渣熔剂的重量百分比为70％。
[0052]
实施例2
[0053]
一种转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂，由如下重量百分比的 原料制备而成：硅铝钙碳合金60％，烧结铝酸钙12％，木质炭10％， 烧结返矿5％，锰矿7％，轻烧白云石5.7％，硬脂酸钠0.3％。
[0054]
硅铝钙碳合金由si、al、ca、c和fe组成，杂质元素为p、s， 其中，si、al、ca、c的重量百分比含量范围为：si，45％，al，10％， ca，9％，c，12％，金属fe的重量百分比含量范围为：24％，杂质 元素p、s的重量百分比含量范围为：p≤0.05％，s≤0.1％。
[0055]
烧结铝酸钙的成分为12cao
·
7al2o3，12cao
·
7al2o3的重量百分 为83％。
[0056]
木质炭是以木屑为原材料，通过蒸馏获得的炭质材料，烧结返 矿为钢厂烧结矿破碎筛分后的筛下烧结矿，锰矿为硬锰矿，轻烧白 云石为市售产品，硬脂酸钠为工业级硬脂酸钠。
[0057]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备方法，包括 如下步骤：
[0058]
a)对原料进行备料；
[0059]
b)将硅铝钙碳合金、木质炭和烧结返矿分别进行破碎，选取5mm 网孔筛网筛分筛下料，获得粒径≤5mm自然级配的颗粒料；将烧结 铝酸钙、锰矿、轻烧白云石分别进行球磨，选取150目筛网筛分筛 下料，获得粒径小于150目的粉料；将硬脂酸钠碾压，选取100目 筛网筛分筛下料，获得粒径小于100目的粉料；
[0060]
c)按照重量百分比称取经过步骤b)处理的原料，加入立式搅 拌机中，搅拌混合15分钟，获得辊碾混合料；
[0061]
d)将步骤c)获得的辊碾混合料加入到大强度对辊压球机，进 行干压成球状体，球状体直径为50mm，并采取密封包装方式进行包 装入库，获得转炉大废钢比冶炼复合造渣补
热剂。
[0062]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的使用方法，包括 如下步骤：
[0063]
1)根据转炉入炉铁水化学成分、温度、铁水量与废钢量，采用 转炉冶炼静态模型，进行转炉热平衡与物料平衡计算，按照1kg转 炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量对应6kg废钢加入量的计算 原则，确定当下大废钢比转炉冶炼条件下的转炉大废钢比冶炼复合 造渣补热剂加入量与废钢加入量；
[0064]
2)在出钢倒渣后的转炉内，先加入垫底造渣熔剂进行转炉垫底， 垫底造渣熔剂加入量为10kg/t钢，然后按照步骤1)计算取得的废 钢加入量加入废钢，再通过料仓加入转炉大废钢比冶炼复合造渣补 热剂，兑入铁水后下枪开始吹炼，然后加入第二批造渣熔剂，吹炼 至按照转炉冶炼静态模型确定的吹炼工艺总氧耗的35％时，加入第 三批造渣熔剂继续吹炼至副枪测温取样，此后，根据副枪测温取样 结果，按照冶炼动态模型进行吹炼，直至转炉停吹，然后转炉出钢， 其中，转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的加入量为步骤1)计算取 得的转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量，第二批造渣熔剂和 垫底造渣熔剂的加入量之和占所有造渣熔剂的重量百分比为80％。
[0065]
实施例3
[0066]
一种转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂，由如下重量百分比的 原料制备而成：硅铝钙碳合金58％，烧结铝酸钙15％，木质炭5％， 烧结返矿6.6％，锰矿10％，轻烧白云石5％，硬脂酸钠0.4％。
[0067]
硅铝钙碳合金由si、al、ca、c和fe组成，杂质元素为p、s， 其中，si、al、ca、c的重量百分比含量范围为：si，43％，al，10％， ca，19％，c，12％，金属fe的重量百分比含量范围为：15％，杂质 元素p、s的重量百分比含量范围为：p≤0.05％，s≤0.1％。
[0068]
烧结铝酸钙的成分为12cao
·
7al2o3，12cao
·
7al2o3的重量百分 比为82％。
[0069]
木质炭是以木块为原材料，通过蒸馏获得的炭质材料，烧结返 矿为钢厂烧结矿破碎筛分后的筛下烧结矿，锰矿为硬锰矿，轻烧白 云石为市售产品，硬脂酸钠为工业级硬脂酸钠。
[0070]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备方法，包括 如下步骤：
[0071]
a)对原料进行备料；
[0072]
b)将硅铝钙碳合金、木质炭和烧结返矿分别进行破碎，选取5mm 网孔筛网筛分筛下料，获得粒径≤5mm自然级配的颗粒料；将烧结 铝酸钙、锰矿、轻烧白云石分别进行球磨，选取150目筛网筛分筛 下料，获得粒径小于150目的粉料；将硬脂酸钠碾压，选取100目 筛网筛分筛下料，获得粒径小于100目的粉料；
[0073]
c)按照重量百分比称取经过步骤b)处理的原料，加入立式搅 拌机中，搅拌混合13分钟，获得辊碾混合料；
[0074]
d)将步骤c)获得的辊碾混合料加入到大强度对辊压球机，进 行干压成球状体，球状体直径为35mm，并采取密封包装方式进行包 装入库，获得转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂。
[0075]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的使用方法，包括 如下步骤：
[0076]
1)根据转炉入炉铁水化学成分、温度、铁水量与废钢量，采用 转炉冶炼静态模型，进行转炉热平衡与物料平衡计算，按照1kg转 炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量对应
5kg废钢加入量的计算 原则，确定当下大废钢比转炉冶炼条件下的转炉大废钢比冶炼复合 造渣补热剂加入量与废钢加入量；
[0077]
2)在出钢倒渣后的转炉内，先加入垫底造渣熔剂进行转炉垫底， 垫底造渣熔剂加入量为8kg/t钢，然后按照步骤1)计算取得的废钢 加入量加入废钢，再通过料仓加入转炉大废钢比冶炼复合造渣补热 剂，兑入铁水后下枪开始吹炼，然后加入第二批造渣熔剂，吹炼至 按照转炉冶炼静态模型确定的吹炼工艺总氧耗的33％时，加入第三 批造渣熔剂继续吹炼至副枪测温取样，此后，根据副枪测温取样结 果，按照冶炼动态模型进行吹炼，直至转炉停吹，然后转炉出钢， 其中，转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的加入量为步骤1)计算取 得的转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量，第二批造渣熔剂和 垫底造渣熔剂的加入量之和占所有造渣熔剂的重量百分比为75％。
[0078]
实施例4
[0079]
一种转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂，由如下重量百分比的 原料制备而成：硅铝钙碳合金56％，烧结铝酸钙10.6％，木质炭6％， 烧结返矿10％，锰矿11％，轻烧白云石6％，硬脂酸钠0.4％。
[0080]
硅铝钙碳合金由si、al、ca、c和fe组成，杂质元素为p、s， 其中，si、al、ca、c的重量百分比含量范围为：si，43％，al，5％， ca，17％，c，11％，金属fe的重量百分比含量范围为：23％，杂质 元素p、s的重量百分比含量范围为：p≤0.05％，s≤0.1％。
[0081]
烧结铝酸钙的成分为12cao
·
7al2o3，12cao
·
7al2o3的重量百分 比为85％。
[0082]
木质炭是以椰壳为原材料，通过蒸馏获得的炭质材料，烧结返 矿为钢厂烧结矿破碎筛分后的筛下烧结矿，锰矿为软锰矿，轻烧白 云石为市售产品，硬脂酸钠为工业级硬脂酸钠。
[0083]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备方法，包括 如下步骤：
[0084]
a)对原料进行备料；
[0085]
b)将硅铝钙碳合金、木质炭和烧结返矿分别进行破碎，选取5mm 网孔筛网筛分筛下料，获得粒径≤5mm自然级配的颗粒料；将烧结 铝酸钙、锰矿、轻烧白云石分别进行球磨，选取150目筛网筛分筛 下料，获得粒径小于150目的粉料；将硬脂酸钠碾压，选取100目 筛网筛分筛下料，获得粒径小于100目的粉料；
[0086]
c)按照重量百分比称取经过步骤b)处理的原料，加入立式搅 拌机中，搅拌混合12分钟，获得辊碾混合料；
[0087]
d)将步骤c)获得的辊碾混合料加入到大强度对辊压球机，进 行干压成球状体，球状体直径为40mm，并采取密封包装方式进行包 装入库，获得转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂。
[0088]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的使用方法，包括 如下步骤：
[0089]
1)根据转炉入炉铁水化学成分、温度、铁水量与废钢量，采用 转炉冶炼静态模型，进行转炉热平衡与物料平衡计算，按照1kg转 炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量对应4.5kg废钢加入量的计 算原则，确定当下大废钢比转炉冶炼条件下的转炉大废钢比冶炼复 合造渣补热剂加入量与废钢加入量；
[0090]
2)在出钢倒渣后的转炉内，先加入垫底造渣熔剂进行转炉垫底， 垫底造渣熔剂加入量为8kg/t钢，然后按照步骤1)计算取得的废钢 加入量加入废钢，再通过料仓加入转炉
大废钢比冶炼复合造渣补热 剂，兑入铁水后下枪开始吹炼，然后加入第二批造渣熔剂，吹炼至 按照转炉冶炼静态模型确定的吹炼工艺总氧耗的32％时，加入第三 批造渣熔剂继续吹炼至副枪测温取样，此后，根据副枪测温取样结 果，按照冶炼动态模型进行吹炼，直至转炉停吹，然后转炉出钢， 其中，转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的加入量为步骤1)计算取 得的转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量，第二批造渣熔剂和 垫底造渣熔剂的加入量之和占所有造渣熔剂的重量百分比为76％。
[0091]
实施例5
[0092]
一种转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂，由如下重量百分比的 原料制备而成：硅铝钙碳合金55％，烧结铝酸钙11％，木质炭5％， 烧结返矿7％，锰矿11.5％，轻烧白云石10％，硬脂酸钠0.5％。
[0093]
硅铝钙碳合金由si、al、ca、c和fe组成，杂质元素为p、s， 其中，si、al、ca、c的重量百分比含量范围为：si，44％，al，10％， ca，17％，c，4％，金属fe的重量百分比含量范围为：24％，杂质 元素p、s的重量百分比含量范围为：p≤0.05％，s≤0.1％。
[0094]
烧结铝酸钙的成分为12cao
·
7al2o3，12cao
·
7al2o3的重量百分 比为82％。
[0095]
木质炭是以果壳为原材料，通过蒸馏获得的炭质材料，烧结返 矿为钢厂烧结矿破碎筛分后的筛下烧结矿，锰矿为软锰矿，轻烧白 云石为市售产品，硬脂酸钠为工业级硬脂酸钠。
[0096]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备方法，包括 如下步骤：
[0097]
a)对原料进行备料；
[0098]
b)将硅铝钙碳合金、木质炭和烧结返矿分别进行破碎，选取5mm 网孔筛网筛分筛下料，获得粒径≤5mm自然级配的颗粒料；将烧结 铝酸钙、锰矿、轻烧白云石分别进行球磨，选取150目筛网筛分筛 下料，获得粒径小于150目的粉料；将硬脂酸钠碾压，选取100目 筛网筛分筛下料，获得粒径小于100目的粉料；
[0099]
c)按照重量百分比称取经过步骤b)处理的原料，加入立式搅 拌机中，搅拌混合15分钟，获得辊碾混合料；
[0100]
d)将步骤c)获得的辊碾混合料加入到大强度对辊压球机，进 行干压成球状体，球状体直径为45mm，并采取密封包装方式进行包 装入库，获得转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂。
[0101]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的使用方法，包括 如下步骤：
[0102]
1)根据转炉入炉铁水化学成分、温度、铁水量与废钢量，采用 转炉冶炼静态模型，进行转炉热平衡与物料平衡计算，按照1kg转 炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量对应6kg废钢加入量的计算 原则，确定当下大废钢比转炉冶炼条件下的转炉大废钢比冶炼复合 造渣补热剂加入量与废钢加入量；
[0103]
2)在出钢倒渣后的转炉内，先加入垫底造渣熔剂进行转炉垫底， 垫底造渣熔剂加入量为8kg/t钢，然后按照步骤1)计算取得的废钢 加入量加入废钢，再通过料仓加入转炉大废钢比冶炼复合造渣补热 剂，兑入铁水后下枪开始吹炼，然后加入第二批造渣熔剂，吹炼至 按照转炉冶炼静态模型确定的吹炼工艺总氧耗的35％时，加入第三 批造渣熔剂继续吹炼至副枪测温取样，此后，根据副枪测温取样结 果，按照冶炼动态模型进行吹炼，直至转炉停吹，然后转炉出钢， 其中，转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的加入量为步骤1)计算
取 得的转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量，第二批造渣熔剂和 垫底造渣熔剂的加入量之和占所有造渣熔剂的重量百分比为75％。
[0104]
实施例6
[0105]
一种转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂，由如下重量百分比的 原料制备而成：硅铝钙碳合金56％，烧结铝酸钙11％，木质炭5％， 烧结返矿6％，锰矿15％，轻烧白云石6.7％，硬脂酸钠0.3％。
[0106]
硅铝钙碳合金由si、al、ca、c和fe组成，杂质元素为p、s， 其中，si、al、ca、c的重量百分比含量范围为：si，42％，al，11％， ca，18％，c，8％，金属fe的重量百分比含量范围为：20％，杂质 元素p、s的重量百分比含量范围为：p≤0.05％，s≤0.1％。
[0107]
烧结铝酸钙的成分为12cao
·
7al2o3，12cao
·
7al2o3的重量百分 比为83％。
[0108]
木质炭是以棉杆为原材料，通过蒸馏获得的炭质材料，烧结返 矿为钢厂烧结矿破碎筛分后的筛下烧结矿，锰矿为软锰矿，轻烧白 云石为市售产品，硬脂酸钠为工业级硬脂酸钠。
[0109]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备方法，包括 如下步骤：
[0110]
a)对原料进行备料；
[0111]
b)将硅铝钙碳合金、木质炭和烧结返矿分别进行破碎，选取5mm 网孔筛网筛分筛下料，获得粒径≤5mm自然级配的颗粒料；将烧结 铝酸钙、锰矿、轻烧白云石分别进行球磨，选取150目筛网筛分筛 下料，获得粒径小于150目的粉料；将硬脂酸钠碾压，选取100目 筛网筛分筛下料，获得粒径小于100目的粉料；
[0112]
c)按照重量百分比称取经过步骤b)处理的原料，加入立式搅 拌机中，搅拌混合12分钟，获得辊碾混合料；
[0113]
d)将步骤c)获得的辊碾混合料加入到大强度对辊压球机，进 行干压成球状体，球状体直径为30mm，并采取密封包装方式进行包 装入库，获得转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂。
[0114]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的使用方法，包括 如下步骤：
[0115]
1)根据转炉入炉铁水化学成分、温度、铁水量与废钢量，采用 转炉冶炼静态模型，进行转炉热平衡与物料平衡计算，按照1kg转 炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量对应5kg废钢加入量的计算 原则，确定当下大废钢比转炉冶炼条件下的转炉大废钢比冶炼复合 造渣补热剂加入量与废钢加入量；
[0116]
2)在出钢倒渣后的转炉内，先加入垫底造渣熔剂进行转炉垫底， 垫底造渣熔剂加入量为6kg/t钢，然后按照步骤1)计算取得的废钢 加入量加入废钢，再通过料仓加入转炉大废钢比冶炼复合造渣补热 剂，兑入铁水后下枪开始吹炼，然后加入第二批造渣熔剂，吹炼至 按照转炉冶炼静态模型确定的吹炼工艺总氧耗的32％时，加入第三 批造渣熔剂继续吹炼至副枪测温取样，此后，根据副枪测温取样结 果，按照冶炼动态模型进行吹炼，直至转炉停吹，然后转炉出钢， 其中，转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的加入量为步骤1)计算取 得的转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量，第二批造渣熔剂和 垫底造渣熔剂的加入量之和占所有造渣熔剂的重量百分比为72％。
[0117]
实施例7
[0118]
一种转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂，由如下重量百分比的 原料制备而成：硅
铝钙碳合金56.7％，烧结铝酸钙12％，木质炭7％， 烧结返矿7％，锰矿11％，轻烧白云石6％，硬脂酸钠0.3％。
[0119]
硅铝钙碳合金由si、al、ca、c和fe组成，杂质元素为p、s， 其中，si、al、ca、c的重量百分比含量范围为：si，43％，al，9％， ca，16％，c，11％，金属fe的重量百分比含量范围为：21％，杂质 元素p、s的重量百分比含量范围为：p≤0.05％，s≤0.1％。
[0120]
烧结铝酸钙的成分为12cao
·
7al2o3，12cao
·
7al2o3的重量百分 比为85％。
[0121]
木质炭是以稻壳为原材料，通过蒸馏获得的炭质材料，烧结返 矿为钢厂烧结矿破碎筛分后的筛下烧结矿，锰矿为硬锰矿，轻烧白 云石为市售产品，硬脂酸钠为工业级硬脂酸钠。
[0122]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的制备方法，包括 如下步骤：
[0123]
a)对原料进行备料；
[0124]
b)将硅铝钙碳合金、木质炭和烧结返矿分别进行破碎，选取5mm 网孔筛网筛分筛下料，获得粒径≤5mm自然级配的颗粒料；将烧结 铝酸钙、锰矿、轻烧白云石分别进行球磨，选取150目筛网筛分筛 下料，获得粒径小于150目的粉料；将硬脂酸钠碾压，选取100目 筛网筛分筛下料，获得粒径小于100目的粉料；
[0125]
c)按照重量百分比称取经过步骤b)处理的原料，加入立式搅 拌机中，搅拌混合10分钟，获得辊碾混合料；
[0126]
d)将步骤c)获得的辊碾混合料加入到大强度对辊压球机，进 行干压成球状体，球状体直径为30mm，并采取密封包装方式进行包 装入库，获得转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂。
[0127]
本实施例转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的使用方法，包括 如下步骤：
[0128]
1)根据转炉入炉铁水化学成分、温度、铁水量与废钢量，采用 转炉冶炼静态模型，进行转炉热平衡与物料平衡计算，按照1kg转 炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量对应5kg废钢加入量的计算 原则，确定当下大废钢比转炉冶炼条件下的转炉大废钢比冶炼复合 造渣补热剂加入量与废钢加入量；
[0129]
2)在出钢倒渣后的转炉内，先加入垫底造渣熔剂进行转炉垫底， 垫底造渣熔剂加入量为10kg/t钢，然后按照步骤1)计算取得的废 钢加入量加入废钢，再通过料仓加入转炉大废钢比冶炼复合造渣补 热剂，兑入铁水后下枪开始吹炼，然后加入第二批造渣熔剂，吹炼 至按照转炉冶炼静态模型确定的吹炼工艺总氧耗的35％时，加入第 三批造渣熔剂继续吹炼至副枪测温取样，此后，根据副枪测温取样 结果，按照冶炼动态模型进行吹炼，直至转炉停吹，然后转炉出钢， 其中，转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂的加入量为步骤1)计算取 得的转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂加入量，第二批造渣熔剂和 垫底造渣熔剂的加入量之和占所有造渣熔剂的重量百分比为75％。
[0130]
经统计，上述实施例中，相比现有技术，每公斤补热剂平均废 钢消耗增加以及转炉冶炼周期缩短如下表所示：
[0131][0132]
在上述实施例中，每公斤补热剂平均废钢消耗增加5kg，入炉 铁水比0.8～0.85条件下转炉冶炼周期缩短了1.5min以上。
[0133]
本发明转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂及其制备和使用方法， 制得的转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂具有氧化燃烧热值高、有 害元素含量低、成本低、制备方便、促进转炉造渣成渣、提高转炉 脱磷效率等特点；作为转炉冶炼补热剂应用，具有转炉吹氧燃烧稳 定、补热效率高、补热成本低、转炉造渣速度快、脱磷效率高、不 增加钢水有害元素和残余元素含量的优点，达到转炉大废钢比优质 高效低成本低碳绿色冶炼目的；通过转炉大废钢比冶炼复合造渣补 热剂的制备和使用方法，保证了转炉大废钢比冶炼复合造渣补热剂 的制备质量和应用效果，通过工业性试验，实现了转炉高效补热与 快速造渣的同步实施，达到了降低转炉补热剂与熔剂消耗、提高转 炉废钢比与金属收得率、缩短冶炼周期、稳定出钢质量等综合目的， 满足了转炉大废钢比优质高效低成本低碳绿色冶炼的生产需求。