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一种RH顶渣改质剂及其制备方法与流程

2022-07-14 01:58:52 来源:中国专利 TAG:
一种rh顶渣改质剂及其制备方法
技术领域
1.本发明属于钢材制备技术领域,特别涉及一种rh顶渣改质剂及其制备方法。


背景技术:

2.当前世界钢铁行业形势极其严峻,大部分钢铁公司处于微利或者亏损局面。为了提高产品竞争力,在寒冬形势下谋求生存发展,一方面要求钢铁企业开拓市场获取利润,另一方面要求其对内提高质量降低成本。
3.在进行制备钢材时,初炼炉出钢过程会带入一些高氧化性渣,高氧化性渣会引起合金化过程的合金损失,同时增加耐火材料的溶解机率,给钢水造成严重的二次污染;而且这些钢包顶渣中含有较高的feo,顶渣中金属资源的回收也能增加经济效益。钢包顶渣改质剂的使用,可以降低钢包顶渣的氧化性、提高渣的碱度、改善顶渣吸附夹杂物的能力,是冶炼纯净钢的重要手段。而常规钢包顶渣改质工艺是在转炉出钢过程或到转炉吹氩站进行钢包顶渣改质,其主要工艺特征是:转炉出钢不脱氧,在转炉出钢过程中向钢包内加入石灰,出钢结束后向钢包顶渣渣面加入改质剂。这种钢包顶渣改质工艺存在如下问题:一是在钢包顶渣渣面改质 剂不容易熔化均匀,钢包底吹氩气搅拌过程中改质剂与钢渣反应产生的烟量大,污染环境,不利于人身健康和环保;二是为了追求较低的钢渣氧化性,改质剂的加入量较大,不利于节约成本;三是顶渣钙铝比不易稳定控制,影响钢包顶渣改质效果。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种rh顶渣改质剂及其制备方法,以解决目前钢包顶渣改质过程中feo含量高、翻渣困难、冒烟问题严重、问题。本发明通过选择不含有caf和caco3的改质剂调整钢包中炉渣的渣性,有效的降低了炉渣中的feo的含量,吸附钢液夹杂能力强,提高钢水纯净度,形成低熔点钢包顶渣的特点,改性后渣液表面张力增大,对钢液中的夹杂物能快速粘附,具有很好的翻渣效果以及解决了去除夹杂物的综合问题。同时,本发明调整改质剂组分、比率以对改质剂冒烟情况进行相关调整,解决了改质剂冒烟的情况。
5.一方面,本发明提供一种rh顶渣改质剂,所述改质剂含有al、al2o3、cao、mgo,不含有caf和caco3。
6.本发明rh顶渣改质剂可含有sio2、c、p、s中al是一种活泼金属,铝的脱氧能力强,能快速脱氧,有利于钢液向顶渣中氧气的传递快速达到平衡。在使用al作为改质剂使用时,al会被空气中的氧氧化,利用效率较低,造成使用成本较高。al基钢包顶渣改质剂的脱氧产物是al2o3。al能脱除钢包顶渣的氧,降低顶渣氧化性进而减少后工序处理过程带来钢水二次氧化。al的用量影响改质剂反应速度、冒烟状况、改质剂加入量、顶渣量、翻渣以及钢水温降等。的一种或多种。还可含有其他不可避免的杂质。
7.其中,al 2
o3能改变熔渣的流动性,控制钢包顶渣物料配比比,夹杂物吸附;对改质剂熔点影响较大。
8.改质剂的中可存在sio2, sio2具有部分化渣作用,易被 al 还原,降低al 的效率,其还可影响顶渣碱度,同时也会影响其他有效成分。
9.在改质剂中可加入碳,其可以保持熔渣还原性气氛,降低改质后渣中feo的活度,渣料中碳以碳化物形式存在,稳定熔渣的还原性能,可减少铝的损耗和二次氧化。
10.改质剂中s 和 p 为各种原料带入的杂质成分,为有害元素,其含量尽可能要少。
11.进一步地,所述的rh顶渣改质剂中al的质量百分数为10-45%,可优选15-43%,可优选25-41%,更优选35-40%,可选择具体值的al的质量百分数,例如45%、44%、43%、42%、41%、40%、38%、36%、34%、32%、30%、25%、20%、15%、10%等。
12.进一步地,所述的rh顶渣改质剂中al2o3的质量百分数为10-35%,可优选15-30%,可优选18-27%,更优选20-25%,可选择具体值的al2o3的质量百分数,例如35%、32%、28%、26%、24%、22%、20%、18%、16%、13%、10%等。
13.进一步地,所述的rh顶渣改质剂中cao的质量百分数为15-30%,可优选12-25%,可优选15-23%,更优选18-22%,可选择具体值的cao的质量百分数,例如30%、28%、26%、24%、22%、20%、19%、18%、17%、16%、15%等。
14.进一步地,所述的rh顶渣改质剂中mgo的质量百分数为3-10%,可优选4-9%,可优选5-8%,更优选6-7%,可选择具体值的mgo的质量百分数,例如10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%等。
15.进一步地,所述的rh顶渣改质剂中al和al2o3质量百分数之和大于40%,小于70%;优选大于50%,小于68%;更优选大于55%,小于65%;可选择具体值的al和al2o3质量百分数之和,例如40%、43%、46%、49%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、63%、65%、66%、69%、70%等。
16.进一步地,所述的rh顶渣改质剂中al和al2o3质量比为1:(0.4-0.7);优选1:(0.5-0.65);可选择具体值的al和al2o3质量比,例如1:0.4、1:0.7、1:0.5、1:0.52、1:0.53、1:0.548、1:0.55、1:0.6、1:0.65、1:0.7等。
17.进一步地,本发明rh顶渣改质剂按照质量百分计算,含有al:10-45%;al2o3:10-35%;cao:15-30%;mgo:3-10%;不含有caf和caco3。其中,al和al2o3质量百分数之和大于40%,小于70%。al和al2o3质量比为1:(0.4-0.7)。
18.进一步地,sio2含量≤8wt%。c含量≤4wt%。p含量≤0.5wt%。s含量≤0.5%。
19.申请人在研究本发明上述改质剂体系时发现,本发明体系的改质剂粒度对改质剂效果的影响较大,申请人综合改质剂各技术效果后选择改质剂粒度范围为35mm-50mm,优选37-45mm,可选择35mm、36mm、37mm、38mm、39mm、40mm、41mm、42mm、43mm、44mm、45mm任意点值之间的范围粒度。
20.本发明还提供了一种rh顶渣改质剂的制备方法,包括如下步骤:步骤1:原料进行备料;步骤2:原料进行配料;步骤3:搅拌配料的原料得到配料混合物;步骤4:配料混合物进行压球得到成品。
21.还包括步骤5:对压球得到的成品进行包装。
22.进一步地,所述步骤1原料进行备料包括选择检验合格的原料,通过输送装置将各原料运送至料仓储存、标示,以备用。
23.进一步地,所述步骤2原料进行配料包括自动化配料,在控制室计算系统输入各原
材料配比,计算每种原料的质量然后自动控制下料系统并将原料输送至混合装置。其中,所述混合装置为含有搅拌机的封闭混合装置。根据每作1000kg的生产吨位,要求每作的生产质量的误差≤5.0kg。
24.进一步地,所述步骤3搅拌配料的原料得到配料混合物的过程中,搅拌时间控制在1~60min,搅拌机转速30-1000转/分。搅拌可采取一个搅拌机搅拌。也可采取两个或大于两个搅拌机先后进行搅拌以连续性生产。
25.进一步地,所述步骤4配料混合物进行压球得到成品包括将搅拌均匀的配料混合物放入储料容器,由螺旋给料系统运送至压球机高位料仓,调节好压球机的对辊转速及压力,打开高位料仓下给料螺旋,进行压球,抽检所得成品,确保质量合格,符合要求标准。
26.进一步地,所述步骤5对压球得到的成品进行包装包括将成品在压球机下料口直接由输送装置运送至成品仓,进行包装。并根据包装要求,小袋每袋包装误差≤0.5kg/袋,吨包装误差≤2kg/吨。然后将包装好的成品入库保存,做好防水,防潮措施。
27.有益技术效果:本发明通过不含有caf和caco3改质剂调整钢包中炉渣的渣性,有效的降低了炉渣中的feo的含量,吸附钢液夹杂能力强,提高钢水纯净度,形成低熔点钢包顶渣的特点,改性后渣液表面张力增大,对钢液中的夹杂物能快速粘附,具有很好的翻渣效果以及解决了去除夹杂物的综合问题。同时,本发明调整改质剂组分、比率以对改质剂冒烟情况进行相关调整,解决了改质剂冒烟的情况。
28.本发明rh顶渣改质剂改质后的顶渣中feo的含量均出现大幅度降低,本发明得到的顶渣改质剂能将顶渣中feo的含量控制在6%以下,具有广泛的应用前景。
29.本发明选择1:0.4-0.7的al:al2o3使得本发明具有较好的降低feo含量以及较好冒烟技术效果。本发明选择40-70%的al:和al2o3总量使得本发明具有较好的降低feo含量、较好翻渣效果与冒烟评分技术效果。本发明选择改质剂粒度为35-50mm,从而可增加改质剂降低顶渣feo含量。
具体实施方式
30.下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
31.在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
32.除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
33.实施例1:一种rh顶渣改质剂,原料(重量份):al:42份;al2o3:23份;cao:22.4份;mgo:4.2份;sio2:6.5份;c:1.8份;p:0.03份;s:0.07份;不含有caf和caco3。
34.制备步骤包括:(1)、将上述原料检验合格并通过输送装置将各原料运送至料仓储存、标示,以备用;(2)、在控制室计算系统输入各原材料配比,计算每种原料的质量然后自动控制下
料系统并将原料输送至混合装置;其中,所述混合装置为含有搅拌机的封闭混合装置;根据每作1000kg的生产吨位,要求每作的生产质量的误差≤5.0kg。
35.(3)、在混合装置中搅拌得到配料混合物的过程中,搅拌时间控制在20min,搅拌机转速50转/分;搅拌采取两个搅拌机先后进行搅拌以连续性生产;(4)、将搅拌均匀的配料混合物放入储料容器,由螺旋给料系统运送至压球机高位料仓,调节好压球机的对辊转速及压力,打开高位料仓下给料螺旋,进行压球,抽检所得成品,确保质量合格,符合要求标准,并过筛以选择粒径范围为35-50mm的产品;(5)、对选择所需粒径范围的成品进行包装包括将成品在压球机下料口直接由输送装置运送至成品仓,进行包装。并根据包装要求,小袋每袋包装误差≤0.5kg/袋,吨包装误差≤2kg/吨。然后将包装好的成品入库保存,做好防水,防潮措施。
36.实施例2:一种rh顶渣改质剂,原料(重量份):al:45份;al2o3:25份;cao:15.6份;mgo:7.0份;sio2:4.6份;c:2.7份;p:0.03份;s:0.07份;不含有caf和caco3。
37.制备步骤包括:(1)、将上述原料检验合格并通过输送装置将各原料运送至料仓储存、标示,以备用;(2)、在控制室计算系统输入各原材料配比,计算每种原料的质量然后自动控制下料系统并将原料输送至混合装置;其中,所述混合装置为含有搅拌机的封闭混合装置;根据每作1000kg的生产吨位,要求每作的生产质量的误差≤5.0kg。
38.(3)、在混合装置中搅拌得到配料混合物的过程中,搅拌时间控制在20min,搅拌机转速50转/分;搅拌采取两个搅拌机先后进行搅拌以连续性生产;(4)、将搅拌均匀的配料混合物放入储料容器,由螺旋给料系统运送至压球机高位料仓,调节好压球机的对辊转速及压力,打开高位料仓下给料螺旋,进行压球,抽检所得成品,确保质量合格,符合要求标准,并过筛选择粒径范围为35-50mm的产品;(5)、对选择所需粒径范围的成品进行包装包括将成品在压球机下料口直接由输送装置运送至成品仓,进行包装。并根据包装要求,小袋每袋包装误差≤0.5kg/袋,吨包装误差≤2kg/吨。然后将包装好的成品入库保存,做好防水,防潮措施。
39.实施例3:一种rh顶渣改质剂,原料(重量份):al:36份;al2o3:24.3份;cao:30份;mgo:6.5份;sio2:2.1份;c:1.0份;p:0.03份;s:0.07份;不含有caf和caco3。
40.制备步骤包括:(1)、将上述原料检验合格并通过输送装置将各原料运送至料仓储存、标示,以备用;(2)、在控制室计算系统输入各原材料配比,计算每种原料的质量然后自动控制下料系统并将原料输送至混合装置;其中,所述混合装置为含有搅拌机的封闭混合装置;根据每作1000kg的生产吨位,要求每作的生产质量的误差≤5.0kg。
41.(3)、在混合装置中搅拌得到配料混合物的过程中,搅拌时间控制在20min,搅拌机转速50转/分;搅拌采取两个搅拌机先后进行搅拌以连续性生产;(4)、将搅拌均匀的配料混合物放入储料容器,由螺旋给料系统运送至压球机高位料仓,调节好压球机的对辊转速及压力,打开高位料仓下给料螺旋,进行压球,抽检所得成品,确保质量合格,符合要求标准,并过筛选择粒径范围为35-50mm的产品;
(5)、对选择所需粒径范围的成品进行包装包括将成品在压球机下料口直接由输送装置运送至成品仓,进行包装。并根据包装要求,小袋每袋包装误差≤0.5kg/袋,吨包装误差≤2kg/吨。然后将包装好的成品入库保存,做好防水,防潮措施。
42.实施例4:一种rh顶渣改质剂,原料(重量份):al:43份;al2o3:23.6份;cao:20份;mgo:5.1份;sio2:5.2份;c:3.0份;p:0.03份;s:0.07份;不含有caf和caco3。
43.制备步骤包括:(1)、将上述原料检验合格并通过输送装置将各原料运送至料仓储存、标示,以备用;(2)、在控制室计算系统输入各原材料配比,计算每种原料的质量然后自动控制下料系统并将原料输送至混合装置;其中,所述混合装置为含有搅拌机的封闭混合装置;根据每作1000kg的生产吨位,要求每作的生产质量的误差≤5.0kg。
44.(3)、在混合装置中搅拌得到配料混合物的过程中,搅拌时间控制在20min,搅拌机转速50转/分;搅拌采取两个搅拌机先后进行搅拌以连续性生产;(4)、将搅拌均匀的配料混合物放入储料容器,由螺旋给料系统运送至压球机高位料仓,调节好压球机的对辊转速及压力,打开高位料仓下给料螺旋,进行压球,抽检所得成品,确保质量合格,符合要求标准,并过筛选择粒径范围为35-50mm的产品;(5)、对选择所需粒径范围的成品进行包装包括将成品在压球机下料口直接由输送装置运送至成品仓,进行包装。并根据包装要求,小袋每袋包装误差≤0.5kg/袋,吨包装误差≤2kg/吨。然后将包装好的成品入库保存,做好防水,防潮措施。
45.一、实施例性能测试:转炉冶炼结束后,挡渣出钢,出钢量结束后,向钢包中按每吨钢水2.0kg的量加入顶渣改质剂。精炼前取钢包顶渣进行检测。所用改质剂为本发明实施例1-4所述的改质剂。
46.改质后的渣样检测结果,以资料质量百分比含量%为单位:主要成分tfefeoal2o3sio2caomno实施例13.414.3629.44.3034.102.27实施例24.525.3829.83.7945.623.7实施例35.025.7829.483.437.853.25实施例45.555.923.127.244.22.32通过实施例1-4的rh顶渣改质剂改质后的顶渣中feo的含量均出现大幅度降低,本发明得到的顶渣改质剂能将顶渣中feo的含量控制在6%以下,具有广泛的应用前景。
47.二、al和al2o3用量比率的影响下述内容是关于本发明体系在al和al2o3用量比率对改质后顶渣影响的研究。具体而言,申请人在实施例1基础上,控制al和al2o3总量为65份以及其他条件不变,仅改变al和al2o3用量比率从而对改质后顶渣的测试比较。具体参见下表内容,其中试验a4为本发明实施例1。
48.加入改质剂进行改质时的冒烟评分:1分:出钢加入渣改质剂冒浓烟,持续时间>4min;2分:出钢加入渣改质剂冒浓烟,持续时间>3min,<4min;3分:出钢加入渣改质剂冒浓烟,持续时间>2min,<3min;4分:出钢加入渣改质剂冒浓烟,持续时间>1.5min,<2min;5分:出钢加入渣改质剂冒浓烟,持续时间<1.5min
试验试验a1试验a2试验a3试验a4al:al2o31:0.91:0.11:0.31:0.548feo含量6.594.053.834.36冒烟评分5124通过上述表分析可知,本发明使用合适的al:al2o3范围1:0.4-0.7取得了兼顾降低feo含量以及具有较好冒烟评分的技术效果,本发明选择1:0.4-0.7的al:al2o3使得本发明具有较好的降低feo含量以及较好冒烟技术效果。申请人通过大量试验过程推测,可能是使用较高铝al:al2o3时,al含量虽然增高,但是大量的al加入钢水顶渣急剧反应容易产生大量烟尘,使得冒烟评分效果很差。而使用较低铝al:al2o3时,al含量降低,不利于降低顶渣feo含量。
49.三、al与al2o3总量的影响为了进一步探讨al与al2o3总量对本发明改质剂的影响,申请人做了下面的相关研究。其中,申请人在实施例1基础上,控制al和al2o3比率为1:0.548以及其他条件不变,仅改变al和al2o3总用量从而对改质后顶渣的测试比较。具体参见下表内容,其中试验b4为本发明实施例1。
50.加入改质剂后的翻渣评分:4分:容易;3分:一般;2分:困难;1分较困难。
51.试验试验b1试验b2试验b3试验b4al和al2o3总量20809065feo含量%9.354.074.124.36翻渣评分4213冒烟评分5214通过上述表中内容进行分析可知,本发明使用合适的al和al2o3总用量范围40-70%,取得了兼顾降低feo含量、较好翻渣效果与冒烟评分的技术效果,本发明选择40-70%的al:和al2o3总量使得本发明具有较好的降低feo含量、较好翻渣效果与冒烟评分技术效果。
52.四、改质剂粒径的影响为了进一步探讨改质剂粒径对本发明改质剂的影响,申请人做了下面的相关研究。其中,申请人在实施例1基础上,控制其他条件不变,仅改变过筛的粒径条件,从而对改质后顶渣的中feo含量测试的比较。具体参见下表内容,其中试验c3为本发明实施例1。
53.试验试验c1试验c2试验c3试验c4改质剂粒径mm10-3060-9035-5037-45feo含量%5.585.244.364.25通过上述表中内容进行分析可知,本发明改质剂在35-50mm粒度范围具有较好的降低顶渣feo含量功效。当本发明改质剂体系的粒径大于50mm或者小于35mm,或多或少的影响了本发明改质剂对顶渣feo含量的降低效果。申请人推测是因为粒度过大则熔化时间过长,从而使得钢水中颗粒释放不均匀从而导致效果降低的原因,也或许可能是较大粒径的改质剂下料速度增加从而导致改质效果变差;粒度过大则会使得改质剂释放活性成分速率过快,改质剂改质效果不均匀从而导致降低feo含量效果降低。
54.最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且
还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的 要素。
55.尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
56.显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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