[发明专利]防炼钢炉渣粉化的凝渣剂及凝渣方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种防炼钢炉渣粉化的凝渣剂及凝渣方法。

背景技术

炼钢炉渣例如LF炉炉渣，在冷却至低温以下时存在粉化现象，变为粉渣。据研究，炉渣发生粉化的主要原因是渣中2CaO·SiO₂(简写为C₂S)存在同素异性转变现象。随着温度降低，炉渣中α′-C₂S相晶型转变为γ-C₂S晶型，同时伴随有约12％的体积膨胀，从而导致了渣粉化现象。由于渣粉化，在车间中容易形成粉尘，影响生产环境和操作人员健康。同时在运输和存放过程，影响周围环境，对空气、水和土壤都有污染，给环保和人类生活带来危害。因此如能使炉渣凝聚成块，生产过程不产生粉化现象，将会避免粉尘对环境的污染，有利于生产和生活环境的保护。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种防炼钢炉渣粉化的凝渣剂及凝渣方法，目的在于防止低温下炉渣粉化，从而避免粉渣对环境和人类生活条件的污染。

本发明的防炼钢炉渣粉化的凝渣剂化学成分按重量百分比为B₂O₃ 10～25％、MgO 20～50％、Fe₂O₃ 0～8％、CaO 0.5～20％、Al₂O₃ 0.5～2％、SiO₂ 6～20％，杂质0.1～5％，烧失成分5～8％；凝渣剂的粒径小于等于5mm，并且粒径在3～5mm的部分占凝渣剂重量的10～15％，粒径在1～3mm的部分占凝渣剂重量的15～20％，粒径小于1mm的部分占凝渣剂重量的65～75％。杂质为Na、K、Mn、Ti和/或Ba的氧化物。烧失成分为SO₃、CO₂和H₂O，SO₃、CO₂和H₂O分别以硫酸根、碳酸根和结晶水的形态存在。

上述凝渣剂的制备方法为：采用硼镁石物理破碎，然后经过人工配料获得凝渣剂。

本发明的防炼钢炉渣粉化的凝渣方法为：

将凝渣剂置于渣罐或渣盘内，然后倒渣，通过渣流的冲击力和搅拌作用将熔渣与凝渣剂混合和反应；或者在倒渣时，将凝渣剂喷吹到液态的钢渣中，使熔渣与凝渣剂混合并反应；凝渣剂的用量为钢渣总重量的2～4％。

研究发现，Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃、B₂O₃、Mn₂O₃等物质能与C₂S形成固溶体，可以有效地防止α′-C₂S向γ-C₂S转变，从而避免了因体积膨胀导致的炉渣粉化。特别在有B₂O₃存在时，硼离子处于[BO₄]四面体状态，促使炉渣结构紧密，从而阻止了炉渣粉化的发生。

本发明的原料硼镁石即“白硼”矿石；含B₂O₃量通常分为4级，含B₂O₃量分别为≥22％、18～22％、14～18％和10～14％，这些硼镁石能够作为制备凝渣剂的原料。

凝渣剂的制作通过硼镁石原矿粉碎制备，需要制备含B₂O₃高的凝渣剂时，直接用高品位原矿粉碎，或采用低品味原矿加合成办法制备。制备的含B₂O₃、MgO和CaO的产品又称硼镁钙粉，这种产品通常含MgO量较高，含CaO量较低；当产品中含B₂O₃相对较低时，例如B₂O₃为10％左右，CaO含量相对下降，MgO含量相对提高。作为凝渣剂，首先需要确定B₂O₃含量，B₂O₃含量越高，凝渣效果越好，凝渣剂需要的用量越少。原矿中伴有少量或微量Na、K、Mn、Ti、Ba元素，他们对凝渣过程无明显影响。

采用本发明的凝渣剂及凝渣方法，处理后的钢渣在降温过程中和降温后不发生粉化现象，避免了粉尘污染，改善了工作环境。

具体实施方式

实施例1