[发明专利]一种高效化渣脱磷剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其是一种用于转炉炼钢过程中脱除钢中的磷、降低钢水中磷含量的化渣脱磷剂及其制备方法。

背景技术

目前，随着低磷钢需求量的不断增加，脱磷材料的用量也相应增大，脱磷剂的种类也在增多。现有技术中公开的不同成分、组成及由不同制备方法制备的脱磷剂也为数不少。这些脱磷材料都具有一定的脱磷效果，并且公认的化渣脱磷效果最佳的材料是预熔型铁酸钙。预熔型铁酸钙质化渣脱磷剂之所以应用效果较佳，是因为其独特的理化特性。该类材料的矿物结构为铁酸钙，具有熔点低、稳定、氧化性强，同造渣石灰润湿良好的特点。而这些优点中，氧化性又是极其重要的。研究表明，预熔型铁酸钙质化渣脱磷剂中的二价铁越低，氧化性越强。其化渣脱磷效果就越显著。然而，对于现有的预熔型铁酸钙质化渣脱磷剂而言，其二价铁含量一般均高于12.0％(重量百分比)，已经不能满足目前炼钢行业的发展。因此，如何控制脱磷剂中的二价铁含量，生产出二价铁含量低的炼钢用化渣脱磷剂正是本发明所要面对的技术关键所在。

发明内容

本发明的目的在于克服上述各种转炉炼钢脱磷材料存在的不足，发明一种低二价铁含量的预熔型铁酸钙质化渣脱磷剂及其制备方法，进一步提高脱磷材料的使用效果。本发明的发明点在于通过原材料的选择、熔炼工艺的创新，实现制备二价铁含量低于10.0％、物相结构以2CaO·Fe₂O₃为主的粒块状产品。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下，该化渣脱磷剂的制备方法包括以下步骤：

第一步：准备原料，原料包括富含氧化钙的材料与富含氧化铁的材料；富含氧化铁的材料采用氧化亚铁(FeO)≤10.0％、金属铁(MFe)≤3.0％、非氧化铁和非氧化钙固体杂质总含量≤10.0％的含氧化铁物料；富含氧化钙的材料采用氧化钙(CaO)≥54％，固体杂质总含量≤10.0％的物料作为主原料；其中的杂质包括MgO、Al₂O₃、MnO、SiO₂、K₂O、Na₂O、P和S等等；

第二步：将原料进行破碎处理，破碎成0～2.0mm的粉粒；

第三步：混合，将第二步中破碎后的原料根据所需产品中Fe₂O₃与CaO成分的要求来配料，并且通过搅拌的方式混合均匀；

第四步：布料熔炼，混合均匀的原料加入高温熔炼炉时进行分批布料，每次布料厚度不得超过300毫米，以利于其熔化与氧化；熔炼过程中对炉内温度与熔炼气氛进行控制：在1400℃～1450℃下熔炼，控制炉气的氧化性，空气的过剩系数要高于正常燃烧量的5.0％～12.0％，避免炉气将氧化铁由高价铁还原成低价铁；

第五步：在确认炉料熔化均匀后熔融出炉，结晶冷却；

第六步：破碎成型，制成富含CaO和Fe₂O₃、粒度为3～40mm粒块，以2CaO·Fe₂O₃为主相，熔点≤1280℃的炼钢化渣脱磷剂，具体成分包括Fe₂O₃50％～80％，CaO10％～40％，FeO≤10.0％，金属铁(MFe)≤3.0％，杂质总含量≤10.0％，杂质中Al₂O₃：1.5％～3.5％，SiO₂：1.5％～3.5％，K₂O+Na₂O 1.5％～2.5％，其余杂质为MgO、MnO、P和S等等，均为在高温下不能分解气化排除的物质。

本发明的有益效果是：

在原有优势的基础上，氧化亚铁的减少，增加了三氧化二铁的含量，氧化性增强，和其熔点的稳定，在其熔化较快的同时有相对较长的脱磷作用时间，使之化渣与脱磷的效果进一步提升。利于减少脱磷剂用量、缩短处理时间和提高作业效率。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的优选实施例。在此之前需要说明的是，本说明书及权利要求书中所使用的术语或词语不能限定解释为通常的含义或辞典中的含义，而应当立足于为了以最佳方式说明其发明发明人可以对术语的概念进行适当定义的原则解释为符合本发明技术思想的含义和概念。随之，本说明书所记载的实施例中表示的结构只是本发明最佳实施例之一，并不能完全代表本发明的技术思想，因此应该理解到对于本发明而言可能会存在能够进行替换的各种等同物和变形例。