[發明專利]一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑

無效

• 申請號: 201010505931.9
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN102071283A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 王宏明;李桂榮;趙玉濤;張廷旺;閆永其
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C21C5/54
• 分類號: C21C5/54
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，特別涉及到一種電爐煉鋼用含硼無氟助熔化渣劑其制備方法。

背景技術

在電爐煉鋼領域，為節約電能、實現高效冶煉，要求快速造渣并保證渣的泡沫化，這樣既可以實現冶煉早期脫磷、又能夠實現泡沫渣埋弧操作，提高冶煉效率和電弧的利用率，降低煉鋼成本。目前，電爐煉鋼多采用螢石、鋁酸鈣、氧化鐵等作助熔化渣劑。這些助熔化渣劑都存在一些不足之處。

螢石的主要成分是CaF₂，具有熔點低且與CaO、硅酸鈣生成低熔點共晶物質的特性，例如CaF₂與CaO在1362℃共晶，CaF₂與CaO、SiO₂形成三元共晶體槍晶石3CaO·2SiO₂·CaF₂的熔點為1130℃，因此螢石具有很強的助熔化渣作用，另外，螢石還可以破壞硅酸鹽渣系中硅氧絡合離子的網狀結構，從而有效降低渣的粘度，因此，目前廣泛采用螢石作助熔化渣劑。但是，螢石可與渣中的多種氧化物反應，生成含氟氣體，嚴重污染環境、侵蝕設備和損害操作人員的健康，而且，隨著含氟氣體的揮發，螢石的化渣作用逐漸失效，所以螢石化渣作用時間短，不利于泡沫渣的穩定，影響冶煉順行。

鋁酸鈣作助熔化渣劑不像螢石那樣污染環境，但鋁酸鈣精煉渣的成本高，而且，鋁酸鈣系具有低熔點區域的成分范圍窄，需生成以12CaO·7Al₂O₃為主體相的熔渣，對生產控制要求高，特別是石灰含量范圍的限制，使該渣的脫硫、脫磷能力有限。

氧化鐵皮、鐵礦石等鐵氧化物作助熔化渣劑，具有較顯著的促進石灰熔解、防止爐渣返干的作用，但是氧化鐵化渣具有明顯的滯后性，即起效慢，需要提前入爐，另外，鐵氧化物化渣對爐襯的侵蝕嚴重。

因此，從現有技術可知，目前電爐煉鋼采用的傳統助熔劑存在不足，需要開發新的助熔化渣劑。

另一方面：我國硼礦資源豐富，是世界上為數不多的硼資源大國。但是，我國多數硼礦石的品位低，且多為混合型礦石，以碳堿法提取硼砂后，產生大量廢棄硼泥(注：按目前的生產工藝，每生產1噸硼砂，就要產生3-4噸硼泥)。硼泥中含有2-4.5％的B₂O₃，20-45％的MgO以及氧化鐵、CaO、Al₂O₃、SiO₂等，由于硼泥中的硼、鐵、鎂等提取成本過高，處理工藝復雜。因此，我國目前尚缺少針對廢棄硼泥實現高附加值綜合利用的工業化方法，一直作為棄渣堆積處理，不僅占用大量土地資源，而且由于碳堿法提硼后的硼泥具有較強堿性，大量的硼泥露天堆積對土壤和水資源形成嚴重的污染。我國以碳堿法生產硼砂四十余年來，定點堆積的硼泥近億噸，帶來的污染及占地問題日益嚴重，硼泥綜合利用問題急待解決。

考慮到硼泥是一種偏堿性、含有的B₂O₃具有較強助熔作用，硼泥中MgO具有保護爐襯、減少爐襯侵蝕的作用，硼泥中的氧化鐵、Al₂O₃也都具有化渣作用，因此，利用廢棄硼泥開發一種煉鋼用助熔化渣劑，對解決目前采用螢石、鋁酸鈣、鐵氧化物等作助熔劑存在的問題以及實現廢棄硼泥的再利用具有重要意義。

經對現有技術檢索發現：中國專利ZL200610134355.5公開了一種煉鋼用硼復合熔劑，提出用硼尾礦和生礬土粉作復合熔劑，該發明中要求B₂O₃的含量在5-8％，因此，只能用硼鎂礦與生礬土作復合熔劑，而不能利用硼泥，這是因為硼泥中的B₂O₃含量一般在2-4.5％范圍。另外，中國專利申請號200810230158.2公開了一種鋼水精煉助熔渣，由硼泥、石灰石粉或石灰粉、礬土粉以及硅酸鈉組成，該發明的實質是石灰粉與礬土粉構成鋁酸鈣系渣，加入硼泥一起構成助熔渣，該發明適合鋼水在LF鋼包內的爐外精煉過程，由于渣中不含有氧化劑，不能實現氧化熔煉，所以不適合于電爐煉鋼熔煉過程。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于電爐煉鋼過程的助熔化渣劑，解決目前采用螢石、鋁酸鈣及鐵氧化物作助熔劑存在的氟污染、成本高、爐襯侵蝕嚴重等諸多問題，同時，該發明利用廢棄硼泥為主要原料，配加廉價的鐵礬土、生石灰和氧化鐵作助熔化渣劑，在降低煉鋼造渣成本的同時，實現廢棄硼泥資源的高附加值再利用，并消除硼泥對土壤及水資源的污染。

本發明的目的是通過下列技術方案來實現的：