[发明专利]一种预熔型铁铝酸钙复合化渣脱磷剂及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢过程的钢水冶炼领域，尤其涉及一种促进快速成渣、钢水快速脱磷的预熔型铁铝酸钙复合化渣脱磷剂及其制备和使用方法。

背景技术

炼钢过程中，炉渣的快速熔化对冶炼的顺行至关重要，传统炼钢生产中，一般通过向炉内加入一定数量的萤石、铁皮/矿石或铁矾土作为化渣剂，来促进炉渣的快速熔化。萤石中的主要成分CaF₂、铁皮/矿石中的Fe₂O₃和铁矾土中的Al₂O₃，能够加速炉渣快速熔化。萤石化渣效果虽然很好，但会对炉衬带来严重浸蚀，而且在高温和炉渣的作用下，萤石中的CaF2会变成有害挥发物，对环境造成污染，转炉污水外溢还会对环境和农作物造成严重破坏；铁皮/矿石的缺点是要吸收大量热量，而铁矾土中的Al₂O₃虽具有类似萤石的化渣效果，但炼钢生产中用铁矾土，都是原矿类产品，所含的杂质较多，清洁生产是21世纪钢铁工业可持续发展的方向，因此应该研究新型环保的化渣剂。

磷在钢中通常是有害元素，钢中含磷量超标会影响钢材的机械性能，因此要严加控制。目前，为降低钢中含磷量，转炉炼钢厂一般采用“双渣法”或“双联法”工艺技术以及添加含铁氧化物或铁酸钙类产品进行脱磷操作。上述“双渣法”或“双联法”方法，工序繁琐，处理时间长，会给炼钢生产的组织带来很大难度；而添加含铁氧化物或铁酸钙类产品进行脱磷时，含铁氧化物或铁酸钙类产品中的Fe₂O₃和FeO很快就被还原，作用时间短，而且降温较大，因此在生产中应用受到一定限制。

中国专利CN201010505931.9(申请号)公开了一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂，该化渣剂的成分和重量份数比例是：硼泥：30-50份，铁矾土：20-40份，生石灰：20-40份，氧化铁：5-15份。其制备方法如下：将原料充分干燥脱水后按重量份数称量配料，磨细混匀，然后采用压球-干燥-烧结或预熔-冷却-破碎-筛分的方法制成块状渣。该发明产品代替萤石、铝酸钙及铁氧化物作助熔剂，消除了氟污染以及减轻了化渣剂对炉衬的侵蚀，但是硼泥资源有限，制作工艺复杂，且存在易粉化、不易贮存的不足。

中国专利CN200610026164.7（申请号）公开了一种转炉脱磷剂及其制备和使用方法，　其特征在于该转炉脱磷剂由下列按重量百分比组分组成：氧化铁(Fe₂O₃)40％～60％、氧化钙(CaO)30％～50％、三氧化二铝(Al₂O₃)1％～10％、二氧化硅(SiO₂)1％～10％、氧化镁(MgO)0.1％～10％，将上述转炉脱磷剂的组分粉碎、混合均匀，经1000℃～1550℃预熔，生成铁铝酸钙，冷却后加工成3～50mm粒状转炉脱磷剂。该发明虽具有脱磷效率高、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，因此在使用过程中，存在不能够持续化渣、出现炉渣“返干”等问题。

中国专利CN99112573.8(专利号）公开了一种以FeO为主要组成的铁鳞类化渣剂，其组成为：铁鳞70～90%，炼铁污泥5～25%，粘结剂1～5%，将原料粉碎、配置、混匀并压制成球，铁鳞类化渣剂化渣效果较为显著，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。

发明内容

本发明的目的是提供一种预熔型铁铝酸钙复合化渣脱磷剂及其制备和使用方法，克服现有技术的不足，在既不增加炼钢时间、炼钢成本、耐火材料消耗，而且又不降低生产能力的条件下，提高脱磷率同时保证良好的化渣效果和较高的脱磷作用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种预熔型铁铝酸钙复合化渣脱磷剂，按重量百分比其各原料配比如下：钙基原料20～40％、铝基原料20～40％、铁基氧化物30～50％；

制成的脱磷剂产品中按重量百分比其各组成成分为：CaO 20～40%、Al₂O₃ 20～40%、Fe₂O₃30～50%、其它杂质总和≤5%；该产品的物相中 CaO·nAl₂O₃≥30%，CaO·nFe₂O₃≥30%，熔点≤1280℃；