[发明专利]一种环保型埋弧蓄热剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢辅助材料，尤其是一种环保型埋弧蓄热剂及其制备方法。

背景技术

1971年日本研制开发出LF炉，是一种以插入电极到钢水中，依靠电弧加热、氩气搅拌和渣精炼为关键技术的钢包精炼炉，该装置由于独特的优点而被广泛采用，已经成为最重要的炉外精炼装置，迄今经LF炉处理的钢水超过70%。

随着炼钢节奏的加快和对钢质要求的不断提高，通常是增大电极功率来提高钢水的升温速率，实现合金、渣剂的快速融化和温度补偿，以满足LF炉的工艺要求。另一方面是加入各种渣剂，提高脱硫率、降低夹杂物及有害气体，实现钢质的提高。

LF炉电极功率的提高，将增大扬尘和噪音，LF炉操作室内噪音普遍在87-97分贝之间，超过国家规定极限接触伤害噪音85分贝的标准，长期处于该环境中，人体身心伤害极大。电极一部分插入钢水及渣液中，另一部分在渣液面上的空气中，这部分电极产生的是无用功，最高达到40%，能源浪费极大,也是噪音的主要产生源。并且渣面上的电弧电离空气，易造成钢水增氮和二次氧化，降低钢质，耐火材料损毁加剧。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种能显著降低噪音和能耗，又能提高钢质、升温速率、脱硫效率，降低成本的高效环保型埋弧蓄热剂。

解决以上技术问题的本发明中的所述一种埋弧蓄热剂配方由以下重量份组份组成：

石灰石63-71份，菱镁石8-16份，轻烧氧化镁7-9份，碳酸钡1-5份，金属铝1-5份，碳化硅1-3份，金属硅0.5-1.5份和水3.5-4.5份。

优化方案中所述埋弧蓄热剂配方由以下重量份组份组成：石灰石65-70份，菱镁石10-14份，轻烧氧化镁7.5-8.6份，碳酸钡2-4份，金属铝2-4份，碳化硅1-2份，金属硅0.7-1.2份和水3.8-4.2份。

所述埋弧蓄热剂配方由以下重量份组份组成：石灰石67份，菱镁石12份，轻烧氧化镁8份，碳酸钡3份，金属铝3份，碳化硅2份，金属硅1份和水4份。

本发明中进一步优化方案为所述埋弧蓄热剂中还含有活性焦炭粉1-5份。

所述埋弧蓄热剂中还含有活性焦炭粉2-4份。

所述埋弧蓄热剂中还含有活性焦炭粉3份。

本发明中的一种上述环保型埋弧蓄热剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）分散菱镁石：将菱镁石超声分散10min；微米级菱镁石，比表面积大，容易成团，将其超声分散，改善其在混合料中的的分散效果。

（2）原料混合：按粗颗粒、细颗粒的加料顺序放入到强碾式混料机中，开始搅拌，加入4重量份自来水的同时逐步加入细粉，最后将步骤（1）分散后微米级的菱镁石缓慢放入混料机，混合均匀；

（3）压制成型步骤；混合均匀后的原料送入成球机中，压制成球；可为椭圆球，长短直径分别为50、25mm。

（4）陈放和干燥步骤：将压制成型的球在自然、通风的环境中陈放10-12h，然后在干燥器中干燥脱水即可，干燥时间22-26h，游离水＜0.5%。

所述步骤（4）中压制成型的球在自然、通风的环境中陈放12h，水热反应产生的胶凝物质使球体获得要求的强度，然后在干燥器中干燥脱水即可，干燥时间24h。环保型埋弧蓄热剂可以制备为椭圆球的形状。

所述轻烧氧化镁中氧化镁含量≥93%。

所述菱镁石粒径10μm -8mm，其中<50μm级微粉不小于20%。颗粒越细，活性越高，实现瞬间分解发泡。为了延长气泡发泡时间，选微米级细粉和稍粗颗粒一起使用。使用菱镁石，渣终点成分更易准确控制。

所述金属铝替换为工业铝灰。进一步地为了降低成本，用工业铝灰替代金属铝，既降低了原料成本，又将这种工业废渣有效利用，节约资源，减少环境污染。

本发明中的环保型埋弧蓄热剂的主要成分为碳酸钙、碳酸镁和碳酸钡，加热时发生如下反应：

CaCO₃ ＝ CaO ＋ CO₂ ↑

MgCO₃ ＝ Mg0 ＋ CO₂ ↑

BaCO₃ ＝ Ba0 ＋ CO₂ ↑

由于碳酸钡较其他碳酸盐分解温度更高，添加碳酸钡能显著延长蓄热剂的发泡时间。

另外配入的活性焦炭粉与分解的C0₂气体反应，生成CO气体，使气体体积成倍增加，进一步优化反应：