[發明專利]一種沖天爐除硫磷搗爐材料

有效

• 申請號: 201310519033.2
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN103589824A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 陳志芳
• 申請（專利權）人: 新疆華莎能源股份有限公司
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064;C21C7/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 劉紅春

技術領域

本發明涉及一種鑄造行業中沖天爐搗爐材料，特別是一種新型除硫磷的搗爐材料的配方和制備方法。

背景技術

沖天爐（化鐵爐）是鑄造生產中熔煉鐵水的最基本的熔煉設備之一，沖天爐在運行過程中排放大量的焦屑煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳及金屬氧化物塵粒，對周圍環境造成嚴重污染。傳統的爐襯和搗爐材料使用的是石英砂酸性材料，對鐵水中的有害硫、磷元素去除能力不強。硫嚴重阻礙石墨化，含硫量高時，鑄鐵有形成白口的傾向，硫在鑄鐵晶界上形成低熔點的共晶體FeS+Fe，使鑄鐵具有熱脆性。此外，硫還使鑄鐵鑄造性變壞，如降低鐵液流動性，增大鑄件收縮率等，通常限制在0.1-0.15%以下，高強度鑄鐵則應更低。

磷的影響不顯著，可降低鐵液的粘度而提高鑄鐵的流動性。當鑄鐵中磷的含量超過0.3%時，則形成以Fe₃P為主的共晶體，這種共晶體的熔點較低、硬度高，形成了分布在晶界處的硬質點，因而提高了鑄鐵的耐磨性。因磷共晶體呈網狀分布，故含磷量過高會增加鑄鐵的冷脆傾向。因此，對一般灰鑄鐵件來說，一般應限制在0.5%以下，高強度鑄鐵應限制在0.2%-0.3%以下。

用于沖天爐的燃料為焦炭，在熔煉過程中，高溫爐氣上升、爐料下降，在兩者逆向運動中產生如下過程：底焦燃燒；金屬爐料被預熱、熔化和過熱；冶金反應使鐵液發生變化。因此，在熔化過程鐵料與熾熱的焦炭和爐氣直接接觸，鐵料的化學成分將發生某些變化。鐵料因吸收焦炭中的硫，使鑄鐵含硫量增加高達50%，磷的含量基本不變。因此，欲得到低硫、磷鐵液，主要依靠采用優質焦炭和鐵料來實現。

為克服上述現有技術的不足，CN1687682A公開了一種沖天爐除硫磷搗爐材料，其特征在于將直徑為20-200毫米的鎂橄欖石礦置于1000-1200^oC的豎窯中煅燒，煅燒后的礦石被破碎加工成4-400目的M₂S砂粉材料，以重量份計取4-6目砂粉10-20,12-40目砂粉15-20,50-100目砂粉20-30，200目砂粉15-30，與粘合劑材料混合后攪拌3-10分鐘得到產品。其中所用粘合劑材料為耐火水泥（鋁酸鹽水泥），以鋁礬土和石灰石為原料，經煅燒制得的以鋁酸鈣為主要成分、氧化鋁含量約50%的熟料，再磨制成的水硬性膠凝材料。

CN1999772A公開了一種沖天爐內鐵水強化增溫除硫除磷復合粉狀噴劑，其特征在于由鎂橄欖石粉、木粉、碳酸鈣、電石粉和氧化鐵粉混合粉碎而成，其原料用量范圍以重量百分比計為：鎂橄欖石粉15-20%，木粉13-15%，碳酸鈣20-25%，電石粉15-20%，氧化鐵粉32-36%。其中鎂橄欖石粉、碳酸鈣與電石粉受熱分解的產物均能與鐵水中的硫結合生成硫化物堿性浮渣，氧化鐵則與鐵水中的磷結合反應生成磷化物浮渣流入前爐后，鐵渣分離，而達到爐內自動除硫和除磷的效果。

CN102851429A公開了一種在化鐵爐內綜合脫除鐵中有害雜質元素硫、磷的工藝，其特征在于：采用向過熱帶吹入粉末狀或顆粒狀脫雜劑的方法脫除鐵中的雜質元素硫、磷；具體采用在開爐時，在化鐵爐過熱帶和爐缸帶填以焦炭和脫雜劑，在以后進行的熔煉過程中，隨爐料加入足量小塊脫雜劑，以補充消耗掉的脫雜劑。其主要是通過在過熱帶與爐缸帶增加鐵水與脫雜劑的接觸來增強化學反應，從而達到強化脫雜、提高脫雜效率；對于脫雜劑的配方并無改進之處。

發明內容

針對上述情況，本發明的目的是提供一種能夠深度剔除鐵水中最有害的硫、磷元素，減少粉塵污染的沖天爐除硫磷搗爐材料。

本發明的目的是這樣實現的：一種新型沖天爐除硫磷搗爐材料，各組分的重量份數為：M₂S粉?30-90份，鎂砂粉30-50份，耐火水泥10-30份，電石粉10-30，碳酸鈣粉10-30份，氧化鐵粉20-40份，膨潤土粉2-5份。

優選地，上述各粉狀組分的粒徑均為100um以下。

優選地，鎂橄欖石粉與鎂砂粉的用量為2:1。

通過上述7種原料的綜合作用，能實現爐內除硫、除磷的最佳效果。

一種制備沖天爐除硫磷搗爐材料的方法，將直徑為20-200毫米的鎂橄欖石礦置于1000-1200℃的豎窯中煅燒，煅燒后的礦石破碎加工成粒徑為100um以下的M₂S砂粉材料，混合鎂砂粉、耐火水泥、電石粉、碳酸鈣粉、氧化鐵粉、膨潤土粉后攪拌3-10分鐘得到本產品。