[发明专利]一种炼钢用铁钙质预熔型脱磷剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢生产技术领域，特别涉及一种炼钢用铁钙质预熔型脱磷剂及其制备方法。

背景技术

通常，在炼钢领域中，磷是公知的钢中常见的有害元素，对钢的性能影响很大，因此要严加控制。随着客户对优质低磷钢的要求日趋苛刻，炼钢的脱磷任务也日趋加重。目前，顶吹转炉单渣法脱磷技术在生产成本、冶炼周期、生产顺行及劳动强度等方面具有一定的优势，但其只能将磷脱到w[P]＝100×10^-6左右；同时，顶吹转炉双渣或双联法深脱磷技术还不成熟，而且工艺复杂，成本较高。

由于脱磷反应是放热反应，因此较低的温度有利于脱磷反应的进行。在T＜1400℃范围内，脱磷率随着温度的升高而降低；但当T＞1400℃时，脱磷率随着温度的升高反而升高。在顶吹转炉吹炼条件下，在T＜1400℃时，热力学条件是脱磷的主要矛盾，但当T＞1400℃时，脱磷的主要矛盾已转化为动力学条件。无论是理论计算，还是生产实际均已证明，渣中FeO高，有利于脱磷，渣中有一定量的FeO和CaO，不仅在热力学上能保证稳定生成脱磷产物3CaO·P₂O₅或4CaO·P₂O₅，而且，进一步提高渣中FeO和CaO的量，更有利于脱磷反应顺利进行。

目前转炉炼钢脱磷主要依靠供氧增加渣中氧化铁、依靠添加石灰增加渣中氧化钙、依靠添加石灰助熔剂促进化渣，从而来对钢水进行脱磷。CaF₂是常用的石灰助熔材料之一，但由于其对人体及环境有害，在转炉中的应用受到了限制。虽然增加渣中氧化铁的方法较多，如：高枪位吹氧法、加氧化铁皮法、加化渣脱磷剂法等，但是高枪位吹氧法，会延长冶炼时间；加氧化铁皮或铁皮球法，作用时间短，化渣效果不理想；加富含氧化铁的化渣脱磷剂法，化渣效果好，而且还能促进钢水脱磷，但其生产成本较高。

中国专利CN99112573.8公开了一种以FeO为主要组成的铁鳞类化渣剂及其制造方法，虽然其化渣效果较为显著，但存在对炉衬侵蚀严重、钢水温降大、作用时间短、不能够持续化渣等问题。

中国专利CN200610026164.7公开了一种转炉脱磷剂及其制备方法，虽然其具有脱磷效率高、保存期长、单耗低、不含氟、对环境污染小等优点，但由于三氧化二铝(Al₂O₃)含量较低，氧化铁(Fe₂O₃)作用时间短，不能够持续化渣，而且生产工序复杂，成本较高。

有鉴于此，开发新的脱磷工艺和脱磷剂对于炼钢产业应用是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是克服上述脱磷方法和脱磷剂存在的缺陷，提供一种以工业废弃物作为主要原料所生产的低成本脱磷剂及其制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下，该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；

第二步：将第一步中准备的原料分别制成粉末；

第三步：混合，将第二步中制备的粉末按一定比例混合；

第四步：熔炼，将混合好的粉末加入高温窑炉中，在温度1450～1600℃进行熔炼；

第五步：熔融出炉后结晶冷却；

第六步：破碎成型，经破碎，制成富含CaO和Fe₂O₃、粒度为0～70mm的块状低熔点铁钙质预熔型脱磷剂。

其中，原料中的富含氧化钙的材料包括方解石、石灰石、白云石等矿物原料以及富含氧化钙的电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉等各种工业废弃物。原料中的富含氧化铁的材料包括铁矿粉等矿物原料以及工业生产过程中产生的富含氧化铁的铁皮、铁鳞、尘泥等工业废弃物。上述原料中工业废弃物为主要组成部分，矿物原料为次要组成部分。并且上述两类材料的重量百分比范围分别是：富含氧化铁的材料是30％～70％；富含氧化钙的材料是30％～70％。

最后，制备好的炼钢用铁钙质预熔型脱磷剂产品的成分范围是：CaO 25～60％、Fe2O3 25～60％、SiO2≤8％、F-≤2％、其它杂质总含量≤5％。

使用时，在炼钢过程中加入本发明的铁钙质预熔型脱磷剂，即可达到促进化渣、同时对钢水进行脱磷的目的。

本发明的有益效果是：由于本发明中铁钙质预熔型脱磷剂的原料广泛采用了电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉等富含氧化钙的各种工业废弃物，以及富含氧化铁的铁皮、铁鳞、尘泥等工业废弃物，因此具有生产成本低的特点。