[发明专利]一种炼钢用预熔精炼渣的制备方法

说明书

本发明提供一种炼钢用预熔精炼渣的制备方法，属于新材料制备技术领域。该方法将0～50mm不同粒度的钙渣，按精炼渣的级别牌号，需要时配一定比例的石灰石粉，通过电熔，冷却破碎即得预熔精炼渣。该方法使得金属钙渣全部得以应用，代替了全部高铝矾土，实现了废物综合利用，节省了国家铝土矿资源。

技术领域

本发明涉及新材料制备技术领域，特别是指一种炼钢用预熔精炼渣的制备方法。

背景技术

钢铁是国民经济发展的重要支撑材料。2017年我国钢产量83170吨，为世界第一，但我国钢材产品实物质量整体水平不高，仅约有30％的产品可以达到国际先进水平，高品质钢满足不了需求，少数关键品种依赖进口，质量亟待升级。为此，国家鼓励钢铁企业走“专、精、特、新”的发展道路，大力推进钢铁技术进步和产品升级换代，开发绿色低碳节能环保型钢材以及装备制造业、航空航天业所需的高性能特钢材料，着重提高轴承钢、镇静钢、齿轮钢、工模具钢、不锈钢、高温合金等特钢产品的质量和性能，延长使用寿命。

炼钢就是炼渣，提高钢材质量，冶金辅料起关键作用，炼钢过程中为了去磷、去硫及脱氧等，需要加入石灰石、萤石等辅料，为了成渣控制出钢温度,还加入氧化铁皮、铝矾土等材料。

铝酸钙精炼渣为氧化铝和氧化钙的复合材料，它作为冶金辅料的一个品种，适用于普碳钢、高碳钢、高低合金钢等钢种的脱硫、脱氧，降低钢中的有害元素及杂质，主要用于LF炉、转炉钢包精炼。铝酸钙精炼渣主晶相为七铝酸十二钙(12CaO·7Al₂O₃)，熔点低，熔速快，捕捉杂质能力强，缩短冶炼时间，在国外如欧美、韩国、日本等发达国家在二十世纪初已成熟应用。我国在同期也对精炼渣进行了研发，其工艺路线主要以Al₂O₃大于86％的高品位高铝矾土和CaO大于48％石灰石按比例混合磨细，经烧结或熔融制得，又称预熔型铝钙料，所研发的产品在钢铁企业应用取得了明显效果。该生产工艺生产的精炼渣由于高铝矾土中自身含有SiO2.无法去除，因此早期生产质量标准为SiO₂小于3.5％，再后来因高品位高铝矾土短缺，改为SiO₂小于4.5％。

金属钙是冶金工业的重要原料，全国每年有5万吨产量，同时产生钙渣约15万吨。我国从2003年开始进行了较大批量的金属钙生产，往往将钙渣作为垃圾被扔掉，造成了环境污染。由于钙渣晶相结构中含有一铝酸钙(CaO·Al₂O₃)等高温矿相，直接用于炼钢容易钢坯夹杂造成废品，因此需要经熔融或烧结工艺处理为主晶相为七铝酸十二钙(12CaO·7Al₂O₃)的产品。本技术以生产金属钙产生的废渣为原料，根据精炼渣的系列牌号指标的需要，必要时再加入一定量的石灰石粉，并针对钙渣本身SiO₂和TiO₂含量低的特殊性能指标，研究了绿色生产和节能工艺，选择电炉高温熔融措施，制备了炼钢用低硅低钛预熔精炼渣系列产品。

该工艺技术与上述提到的高铝矾土和石灰石生产预熔渣的工艺相比，具有如下特点：1)绿色生产：金属钙渣全部得以应用，代替了石灰石和全部的高铝矾土，实现了废物综合利用，节省了铝土矿资源；2)杂质含量低：如在Al₂O₃40～45％的产品中SiO₂小于0.85％，TiO₂小于0.03％，杂质含量低，特别适用于轴承钢、铝镇静钢等特殊钢种的冶炼，提高了应用价值；3)工艺节能：工艺中直接以热态的金属钙渣入电炉熔融，节省了生产过程中重新加热钙渣需用的大量能源，降低了生产成本，经济效益显著。