一种新型炼钢混合助熔剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及ipc c21c7领域，尤其涉及一种新型炼钢混合助熔剂及其制备方法。


背景技术：

2.传统炼钢过程中，通常采用萤石作为助熔剂，提升炼钢工艺的生产效率。但是一方面萤石对于助熔时间的提升程度有限，另一方面萤石中富含氟元素，长期使用十分容易侵蚀转炉内部，降低设备的使用寿命，同时，随着矿石资源的日益短缺，萤石的价格明显上涨，使得助熔剂的生产成本骤升，这些都局限了助熔剂在炼钢行业的发展应用。
3.中国专利cn200810016181.1公开了一种炼钢转炉化渣助熔剂，控制含铁量为wt25～60％，含mno量为wt3～20％，含sio2量为wt≤15％，解决了废钢渣排量大、占用空间的问题。中国专利cn202011476955.6公开了一种利用化工氟泥生产炼钢助熔复合化渣剂的工艺，采用烘干后的氟泥与碳酸钠、粘合剂混合，烧结、粉碎、定制，得到兼具环保性和经济性的化渣剂；这些现有技术的原料较为复杂，工艺繁琐，未完全解决助熔剂成本高、性能差的问题，难以满足大批量助熔剂的生产以及炼钢工艺的需求。


技术实现要素：

4.本发明通过提供一种新型炼钢混合助熔剂，解决了现有技术中助熔剂助熔效率低，成本与性能难以兼顾的技术问题，实现了一种新型炼钢混合助熔剂。
5.为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂，其原料包括电解质粉和塑形剂；所述电解质粉和塑形剂的重量比为(40-100)：(0.1-10)。
6.进一步优选，所述电解质粉和塑形剂的重量比为(50-97)：(1-5)。
7.在一些优选的实施方式中，所述电解质粉具体为：对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣。
8.在一些优选的实施方式中，所述电解金属包括电解铝，电解镁，电解钙，电解钠，电解钾，电解锂，电解铍，电解锌，电解铬，电解镉，电解锰，电解镍，电解钴中的一种或多种的组合。
9.进一步优选，所述电解金属为电解铝。
10.本技术人对炼钢用助熔剂进行了多年研究，经过大量尝试摸索后意外发现，采用电解质粉与塑形剂结合，能够得到具有优异助熔效果且成本明显降低的混合助熔剂；所优选的电解质粉为对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣，尤其是为电解铝后的碳渣时，加入装置中能够降低物料的熔点，低熔点中间产物的生成进一步优化炉渣的流动性，从而达到助熔速度提升，化渣效率提升的效果；更难得的是，对电解铝后的碳渣进行回收利用，既避免了碳渣对电解铝产物和装置的负面影响，同时避免了废弃物的直接丢弃对环境的污染，还实现了资源的再生价值，大幅降低了炼钢过程的工艺成本，对冶金行业的技术发展和经济效益具有重要意义。
11.在一些优选的实施方式中，所述塑形剂包括植物源塑形剂和/或矿源塑形剂。
12.在一些优选的实施方式中，所述植物源塑形剂包括淀粉，纤维素，木质素，糊精中的一种或多种的组合。
13.在一些优选的实施方式中，所述淀粉包括玉米淀粉，木薯淀粉，小麦淀粉，土豆淀粉，红薯淀粉，菱角淀粉，莲藕淀粉，荸荠淀粉中的一种或多种；最优选择为玉米淀粉。
14.作为矿源塑形剂的实例，包括但不限于硅酸钠。
15.在实际炼钢助熔过程中，电解质粉的加入容易产生较多的泡沫渣，造成物料喷溅，工艺过程难以控制。本发明在低成本、高性能的构思下，尝试了多种材料对助熔剂进行优化，最终发现加入特定量的塑形剂能够提升助熔剂在炼钢工艺中的流动形态，尤其是当塑形剂为玉米淀粉或硅酸钠时，能够在缩短助熔时间的同时，最大程度上保护转炉内壁不受侵蚀损伤；特定塑形剂的加入还明显降低了助熔剂的加入量，相比于传统的助熔剂，本发明采用的电解质粉和塑形剂共同作用，能够将用量节约20％左右，炼钢工艺成本得以大幅降低。
16.在一些优选的实施方式中，所述混合助熔剂的原料还包括助剂，助剂和电解质粉的重量比为(0-80)：(50-97)。
17.在一些优选的实施方式中，所述助剂包括萤石粉，矾土，硅粉，氟硅酸盐中的一种或多种的组合。
18.在一些优选的实施方式中，所述氟硅酸盐包括氟硅酸钠，氟硅酸钙，氟硅酸镁中的一种或多种。
19.在实际生产应用过程中，结合下游产品的需求，本发明在使用过程可以加入各种助剂，稳定调控化渣过程中氟、钙、硅、钠、铝等元素的含量；进一步意外发现，采用特定助剂能够与电解铝后的碳渣、塑形剂形成相容度高的熔合体系，压制形成的混合助熔剂的稳定性强，不易崩解，能够在炼钢助熔剂领域广泛应用，具有极高的性价比和实用性。
20.本发明第二方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂的制备方法，所述混合助熔剂的制备步骤包括：将原料按配方量混合，通过压球机压制成型，即得。
21.进一步优选，所述混合助熔剂压制成球状产物，球状产物的平均直径为0.1-100mm；更进一步优选，平均直径为0.5-60mm。
22.本发明第三方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂在炼钢化渣工艺中的应用。
23.有益效果：
24.传统工艺利用萤石助融化渣成本高时间长，本发明提供了一种新型炼钢混合助熔剂，具有(1)化渣时间短，(2)单位加入量少，(3)工艺简便，实用性强的优点，采用对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣对炉外精炼过程中产生的炉渣进行熔化，极大程度上提升了炉外精炼的生产效率，同时实现了废弃资源的回收利用，对于炼钢化渣领域具有积极意义。
附图说明
25.图1.实施例1提供的新型炼钢混合助熔剂。
具体实施方式
26.实施例1.
27.本实施例第一方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂，成品见图1。其原料包括电解
质粉和塑形剂；所述电解质粉和塑形剂的重量比为95：5。
28.所述电解质粉具体为：对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣。
29.所述电解金属为电解铝。
30.所述电解质粉来源于中国铝业股份有限公司。
31.所述塑形剂为玉米淀粉，细度为60目，来源于临朐县永多饲料厂。
32.本实施例第二方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂的制备方法，混合助熔剂的制备步骤包括：将原料按配方量混合，通过压球机压制成型，即得。
33.实施例2.
34.本实施例第一方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂，其原料包括电解质粉和塑形剂；所述电解质粉和塑形剂的重量比为98：2。
35.所述电解质粉具体为：对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣。
36.所述电解金属为电解铝。
37.所述电解质粉来源于中国铝业股份有限公司。
38.所述塑形剂为硅酸钠，来源于山东安泉化工科技有限公司。
39.本实施例第二方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂的制备方法，混合助熔剂的制备步骤包括：将原料按配方量混合，通过压球机压制成型，即得。
40.实施例3.
41.本实施例第一方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂，其原料包括电解质粉，塑形剂和助剂；所述电解质粉，塑形剂和助剂的重量比为85：5：10。
42.所述电解质粉具体为：对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣。
43.所述电解金属为电解铝。
44.所述电解质粉来源于中国铝业股份有限公司。
45.所述塑形剂为硅酸钠，来源于山东安泉化工科技有限公司。
46.所述助剂为萤石粉，萤石粉的粒径为80目，来源于灵寿县宁博矿产品有限公司。
47.本实施例第二方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂的制备方法，混合助熔剂的制备步骤包括：将原料按配方量混合，通过压球机压制成型，即得。
48.实施例4.
49.本实施例第一方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂，其原料包括电解质粉，塑形剂和助剂；所述电解质粉，塑形剂和助剂的重量比为80：5：15。
50.所述电解质粉具体为：对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣。
51.所述电解金属为电解铝。
52.所述电解质粉来源于中国铝业股份有限公司。
53.所述塑形剂为硅酸钠，来源于山东安泉化工科技有限公司。
54.所述助剂为萤石粉和氟硅酸钠按重量比为1:2混合，萤石粉的粒径为80目，来源于灵寿县宁博矿产品有限公司。所述氟硅酸钠来源于上海宜鑫化工有限公司。
55.本实施例第二方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂的制备方法，混合助熔剂的制备步骤包括：将原料按配方量混合，通过压球机压制成型，即得。
56.实施例5.
57.本实施例第一方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂，其原料包括电解质粉，塑形
剂和助剂；所述电解质粉，塑形剂和助剂的重量比为80：5：15。
58.所述电解质粉具体为：对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣。
59.所述电解金属为电解铝。
60.所述电解质粉来源于中国铝业股份有限公司。
61.所述塑形剂为硅酸钠，来源于山东安泉化工科技有限公司。
62.所述助剂为萤石粉和氟硅酸钠按重量比为5:2混合，萤石粉的粒径为80目，来源于灵寿县宁博矿产品有限公司。所述氟硅酸钠来源于上海宜鑫化工有限公司。
63.本实施例第二方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂的制备方法，混合助熔剂的制备步骤包括：将原料按配方量混合，通过压球机压制成型，即得。
64.实施例6.
65.本实施例第一方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂，其原料包括电解质粉，塑形剂和助剂；所述电解质粉，塑形剂和助剂的重量比为80：5：15。
66.所述电解质粉具体为：对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣。
67.所述电解金属为电解铝。
68.所述电解质粉来源于中国铝业股份有限公司。
69.所述塑形剂为硅酸钠，来源于山东安泉化工科技有限公司。
70.所述助剂为萤石粉和硅粉按重量比为2:1混合，萤石粉的粒径为80目，来源于灵寿县宁博矿产品有限公司。所述硅粉的粒径为200目，来源于灵寿县盛运矿产品加工厂。
71.本实施例第二方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂的制备方法，混合助熔剂的制备步骤包括：将原料按配方量混合，通过压球机压制成型，即得。
72.实施例7.
73.本实施例第一方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂，其原料包括电解质粉，塑形剂和助剂；所述电解质粉，塑形剂和助剂的重量比为85：3：12。
74.所述电解质粉具体为：对电解金属进行提炼后电解槽里的碳渣。
75.所述电解金属为电解铝。
76.所述电解质粉来源于中国铝业股份有限公司。
77.所述塑形剂为硅酸钠，来源于山东安泉化工科技有限公司。
78.所述助剂为萤石粉和氟硅酸钠按重量比为5:2混合，萤石粉的粒径为80目，来源于灵寿县宁博矿产品有限公司。所述氟硅酸钠来源于上海宜鑫化工有限公司。
79.本实施例第二方面提供了一种新型炼钢混合助熔剂的制备方法，混合助熔剂的制备步骤包括：将原料按配方量混合，通过压球机压制成型，即得。
80.对照组：
81.本对照组提供了一种新型炼钢混合助熔剂，具体为萤石粉，来源于灵寿县宁博矿产品有限公司。
82.性能测试方法
83.1.助熔时间
84.将实施例1-7和对照组的助熔剂投入lf炉中，实施例的加入量为800斤/1吨铁矿石，对照组的加入量为1000斤/吨；观察化渣时间。以对照组的化渣时间为基准，计算实施例1-7的化渣时间缩短值δt，将结果记录于表1。
85.2.稳定性
86.将实施例1-7和对照组的助熔剂置于(1)-20℃，(2)15℃，(3)45℃3个条件各放置5h，循环20次，取出后观察是否出现开裂、掉渣现象。每组实施例/对照例的助熔剂平行设置10个平行样品，出现开裂、掉渣现象的样品数＞2记为不合格，反之记为合格，将结果记录于表1。
87.性能测试数据
88.表1.性能测试结果
[0089] δt/min稳定性实施例13.2合格实施例23.6合格实施例33.9合格实施例43.1合格实施例53.5合格实施例62.8合格实施例73.4合格对照组—不合格