[发明专利]炼钢用处理剂及炼钢方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢用处理剂及炼钢方法，特别是涉及一种含有热还原渣的炼钢用处理剂及运用该炼钢用处理剂的炼钢方法。

背景技术

电炉(electric furnace)炼钢是一种以电能来冶炼钢料的方法，主要利用电弧热使金属熔解，是现代最先进的炼钢方式之一。相较于需使用高炉、转炉及连铸(或模铸)来炼钢的冗长流程，电炉炼钢的工艺流程短、投资费用低、炼钢速度快且生产弹性度高。近年来更进一步将电炉容量大型化，同时搭配超高功率的电弧提高电炉的热效率，更大幅地缩短了熔炼时间，并使每吨钢所需的电耗减少。然而，目前电炉熔钢工艺仍需继续朝向节省能源、促进环保的方向努力。

中国台湾地区2011年的粗钢产量约为2310万公吨，其中有980万公吨来自电炉厂。各家电炉厂炼钢的流程大致相同，主要是先使用电炉进行粗炼氧化脱磷，再以盛钢桶进行精炼还原脱硫；上述过程的目的在于使磷、硫等等微量元素脱除，调整钢材的成份避免后续有冷脆或热脆的现象发生，并保护熔钢不被高温氧化，但不论粗炼或精炼都会有炉渣生成。

目前氧化渣的处理大都用于路床料(roadbed material)或填料(reclamation material)使用。这种做法虽被认为兼具节能减碳及废弃物回收再利用的双重优点。但是还原渣遇水后将会膨胀且大幅增加体积，若将还原渣用于土木营建上将会造成结构件或铺路面的突起或龟裂；为了解决上述问题，需历经长时间的养生期等到还原渣稳定，且还须将还原渣研磨到非常细，如此反而导致加工成本太高。基于成本考虑，目前回收或再利用业者大多随意以弃置、囤积、掩埋等方式来处理还原渣；然而此处理方式会严重影响环境，所以还原渣的处理是目前炉渣处理最头痛的问题。

常见的脱硫剂与脱磷剂是以氧化钙(CaO)为主要成份，氧化钙具有良好的脱磷效果，但其熔点高达2570℃，熔解速率缓慢，导致熔炼时间延长。为使脱硫剂或脱磷剂同时具有理想的脱硫或脱磷能力及较低的熔点，大多会添加使脱硫剂或脱磷剂熔点降低的助熔剂，使熔炼所需的时间减少。常用的助熔剂包括CaF₂，虽效果良好但基于环境安全考虑而不建议使用。

由上述可知，目前仍寻求一种妥善处理电炉渣的方法，并期望获得脱硫及脱磷效果良好、便宜且具有快速液化的脱硫与脱磷剂(即，炼钢用处理剂)。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种适用于脱硫或脱磷工艺、能大幅降低制造成本及符合环保需求的炼钢用处理剂。

于是，本发明炼钢用处理剂，包含：石灰块及热还原渣，其中，该热还原渣是使含硫熔钢经一次或一次以上的脱硫处理所生成；及以该热还原渣的总重为100重量份计算，该石灰块含量范围为1～85重量份。

本发明的另一目的在于提供一种能有效降低硫含量的炼钢方法。

本发明炼钢方法包含以下步骤：(S1)将前述炼钢用处理剂加入含硫熔钢中进行一次脱硫处理。

本发明的另一目的在于提供一种能有效降低磷含量的炼钢方法。

本发明炼钢方法包含以下步骤：(P0)将前述炼钢用处理剂加入含磷熔钢中进行一次脱磷处理。

本发明的功效在于：该炼钢处理剂是使用含硫熔钢经一次或一次以上的脱硫处理所生成的热还原渣，此热还原渣不须经过冷却造粒步骤而直接与石灰块混合并随即加入含硫熔钢中进行脱硫处理，因此，相较于使用经冷却造粒的渣块的现有炼钢工艺，本发明炼钢用处理剂应用于炼钢时，不需要再经过长时间加热熔融步骤即能进行脱硫步骤。本发明炼钢用处理剂除了能应用于脱硫或脱磷工艺外，更能有效降低处理剂制造成本，以及降低炼钢工艺中的能源浪费。

以下将就本发明内容进行详细说明：

该「含硫熔钢」一词泛指未经任何脱硫处理步骤的含硫熔钢、或经一次或一次以上脱硫处理步骤的含硫熔钢。较佳地，该含硫熔钢是通过电炉炼钢方式进行处理。

该「热还原渣」是含硫熔钢经炼钢精炼还原脱硫时所生成的渣，其中热还原渣是含有高量的氧化钙。相较于过去使用熔点为2570℃的氧化钙作为脱硫剂、脱磷剂，本发明的概念在于使用富含氧化钙的热还原渣作为石灰的来源，以降低石灰块的使用量，并通过使用熔点明显低于2570℃的热还原渣，使该炼钢用处理剂(可做为脱硫剂或脱磷剂)的熔点大幅降低，同时让含有该热还原渣的炼钢用处理剂能快速地熔解并与熔钢反应，进而能缩短熔钢后续的熔炼时间，且有助于延长炉衬耐火材料的寿命。