专利名称：氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢铁用矿熔添加剂，尤其是一种氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂。
背景技术：
随着我国成为世贸组织成员国，各行各业都将加入到全球商业竞争中去，迫使企业从新材料、新技术上寻找出路，提高产品质量，降低成本提高竞争力，保住现有的市场份额和争取新的市场空间。我国1.2亿吨/年钢铁产量，是国家的支柱产业，钢铁的质量，成本直接与价格和利润有关。
中国国内钢铁工业现在仍多为传统工艺，即高炉炼铁，将烧结或球团矿炉材在炉内高压与高温状态下，使氧化铁还原成铁水，将铁水运送至炼钢处理，平炉、转炉、电炉精炼成钢，这种传统的生产方法能源浪费大，金属回收率低，粉尘烟尘污染大，成本高。而市场不仅需要铁，更需要大量质量好、价格低的钢、钢制品，因此一步炼钢、非焦炼铁、炼钢，充分利用钢铁工业高炉、平炉、转炉、电炉冶炼适应性强，功能多的特点，既能生产铁、铸造生铁、硅铁、锰铁，铬铁、钨铁、钛铁、镍铁、铝铁等，又可在炉内创造良好的氧化气氛。使铁水脱碳，晶粒细化，除杂，实现精炼成钢。为此需要优质的精炼与晶粒细化多功能的矿熔添加剂，在连续喷入铁水熔液中才能实现直接炼钢，或高炉、平炉、转炉、电炉，间歇式精炼炉中生产碳含量低于2％的优质钢。
熔融还原短流程，又称紧凑式流程，系指以直接还原——电炉炼钢——近终形连铸的钢铁生产联合流程。这种流程已发展成用热压块直接还原铁(HBI)直接装入电炉以提高电炉的冶炼效率和降低电炉炉耗。采用短流程只有在同时具有高品位铁矿、廉价的天然气和电力资源丰富的条件下才可能具有竞争力。目前美国特林顿(Thuerinden)钢厂的电炉电耗已降到350kw·h/t左右，短流程的生产周期短，整体设备投资低，流程运作比较灵活，但短流程炼钢必经依赖直接还原铁和废钢。因此，从长远看，短流程的发展不太可能成为钢铁工业的主体。实际上，美国和墨西哥的一些短流程厂家的经济效益好，除了这些厂家所处的地区同时具有高品位铁矿，廉价的天然气和电力资源丰富的条件外，还具有充足的废钢来源，此外，在一定程度上，其经济效益还应归功于其后续的薄板坯连铸工艺。
由高炉——转炉流程生产的钢产量仍占世界钢总产量的58％，因此高炉流程是当今炼铁的主导工艺，适合于冶炼制钢生铁，同时这种状态还将维持一个世纪。能够实现缩短流程，提高炼钢产量，降低成本的唯一简捷之路，是使生产规模大，生产效率高，能耗低，使用寿命长的高炉在冶炼制钢生铁中实现精炼脱碳——晶粒细化——近终形连铸。本发明氧喷粉细化用精炼细化剂即为适合钢铁冶炼生产技术中，可直接用于制纲铁水或二次精炼过程中需要大量的不间断的喷粉矿熔添加剂，不易吸潮，粘结团聚少，粉体输送方便，不易堵塞喷吹设备，精炼脱碳除杂、晶粒细化效果明显，符合生产优质钢材的需要。
熔融还原以加速还原过程、降低能耗、简化流程和工艺设备为原则。本发明与煤基富氧共混，或高压氧混以颗粒流，颗粒反应为主的还原反应替代了传统的气固相反应，(或部分液相)。高钙质的矿物颗粒在输送速度。分配比和混合比可调控的输送方法进入钢铁熔液中，流体运动的搅拌改善了熔化化学动力学条件，剧烈的搅拌可使数百吨铁水、钢水在短短的十几分钟内完成脱碳、除杂、晶粒细化各种反应，而且反应终点与热力学平衡条件十分接近，有利于降低泡沫渣中活性物质，合理地控制泡沫渣的厚度。
公开的中国发明申请案中未查询出与本发明有关氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂的内容。
发明内容
本发明的目的是提供一种，具有节能，减少污染，提高金属回收率，改善生铁质量和钢质量，可进行直接精炼炼钢，实现铁、钢同步生产的氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂。
本发明的技术方案为将粉煤灰中分离提取的微珠与磨细的赤泥、灰石灰、卤素化合物复合配制包装，含水率小于1％，即成氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂。其工艺方法如下原料重量份数干状粉煤灰中分离提取微珠30％～50％有效氧化钙的生石灰20％～30％干燥赤泥20％～40％磨细的萤石10％～20％目前我国在有效利用能源，洁净钢铁生产实践中新技术发展趋势是采用熔融还原流程，后续近终形连铸，这种技术的推广其经济效益将超过当前的直接还原——电炉——近终形连铸。本发明不仅适用直接还原——电炉——近终连铸，亦同样适用于熔融还原——近终形连铸。喷粉精炼国内主要是在二次精炼过程中，用的为单一生石达粉。
本发明是以氧作为气体介质将具有精炼和细化作用的粉剂喷吹入钢铁熔液中精炼脱碳及晶粒细化同步实现，属钢铁用矿熔添加剂范畴。
以粉煤灰中分离提取微珠、氧化铝工业赤泥、高氧化钙含量的生石灰为主，辅以少量天然卤素化合物助熔剂复合配制成氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂。同时也适用预混式煤氧喷粉。改进了传统钢铁生产工艺，可以在高炉铁水经扁漏斗流入下腔进行直接精炼炼钢，具有节能、减少污染，再生资源综合利用，提高金属回收率，改善铁合金性能，适应于钢铁的高炉、平炉、转炉、电炉二次精炼过程，能充分发挥钢铁工业高炉的多功能性。
粉煤灰中分离提取的微珠是一种高分散度氧化物的集合体，赤泥氧化钙和氧化铁超过50％，并富含钾钠霞石、铁钙固熔体和硅酸钙镁、水灰石，是冶金辅料良好的原料，高氧化钙含量的生石灰可使铁矿石中岩石与焦炭灰分相结合，变成矿渣从炉中排出，还能除去铁和钢中的有害杂质硫、磷等，是良好的精炼熔剂，卤素化合物是钢铁工业良好的助熔剂、排渣剂。它们有效合理的组配即成为氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂。
本发明精炼细化基本原理①主体金属与氧化物集合体反应生成的金属氧化物与杂质发生作用，杂质氧化物在粗金属中的溶解度一般是很低的，故是独立相或进入渣相而达到去除的目的。
②利用多组分体系熔化——结晶析出的相变规律对粗金属进行精炼。
③生石灰、卤素化合物和杂质相结合进入渣中。
④易还原的氧化物、熔剂促使反应顺利进行并使渣与金属顺利分离。
⑤杂质与鼓入熔体内的氧和颗粒发生作用，以渣形式聚集于熔体表面或以气态形式(如杂质S)得以分离精炼。
⑥氧化物集合体进入钢铁熔液中，形成成分理想且弥散细小的氧化物颗粒，能够迅速参与凝固、降低、抑制晶粒长大速度，与钢铁成分反应，促进择优成核，强化核心，提高相变形核率，生成细长晶须和细小晶粒，微珠中氮气释放出来参入精炼，提高金属材料的强度和塑性。
与现有技术相比，本发明的优点在于1、本发明来源大宗工业固体废弃物，材料易得，廉价实现再生资源利用，可享受国家减免税收待遇。
2、此发明可实现铁水直接精炼炼钢，降低成本，创造了直接效益。
3、本发明氧喷粉法、预混式煤氧喷粉法均适用。
4、本发明精炼，晶粒细化同步进行。
5、本发明制备工艺简单，无需复杂的工艺设备和工艺过程。
6、本发明符合中国国情，可在30万吨/年～1000万吨/年规模的小、中、大型钢铁厂通用。
7、本发明使用可缩短钢铁生产流程，提高生产效率，取得良好的经济效益。
8、本发明生产成本低，无污染，完全可以工业化生产。
9、本发明完全适用国内钢铁企业现有设备和工艺，不会给企业带来过大的投资。
10、本发明一种投料代替多次投料，减轻员工劳动强度，改善工作环境。
具体实施例方式①干状粉煤灰中分离提取微珠，粒径44μm～70μm。
②赤泥分选或磨细至44μm～70μm。
③900-1100℃煅烧、有效氧化钙＞85％新烧好的生石灰磨细分选至44μm～70μm。
④CaF2＞85％的萤石磨细分选至44μm～70μm。
将①～④原料混配均匀，测水分防潮包装。
本发明适用氧喷粉，煤——氧——矿——熔剂多种粉料同时喷吹，或自高炉下腔喷吹粉料枪口和供氧枪口喷入炉内，可以实现高炉铁水，经过扁漏斗流入下腔，进行直接精炼炼钢，改进传统钢铁工艺生产，具有节能，减少污染，提高金属回收率，改善生铁质量和钢质量，充分发挥高炉、平炉、低吹转炉、侧吹转炉、电炉、二次精炼间歇炉的多功能、适应性强的特点，改变传统观念，实现铁、钢同步生产。
实施例表1河南丰源实业股份有限公司粉煤灰微珠化学组成
表2中国长城铝业公司磨细赤泥化学成分
表3河南新密市生石灰化学成份
表4河南方城县萤石成份
44μm～70μm微珠，30％～50％，赤泥20％～40％，生石灰20％～30％，萤石10％～20％氧喷粉钢铁用精炼细化剂粒级区配合理，分散性好，施用方便，精炼细化同步，适用于高炉、平炉、低吹转炉、侧吹转炉、电炉、二次精炼间歇炉，符合中国国情，可在30万吨/年～1000万吨/年规模的小、中、大型钢铁企业通用，本发明的使用可缩短生产流程，提高生产效率，一次投料代替多次投料，减轻员工劳动强度，改善工作环境，降低生产成本，实现再生资源利用，社会效益、经济效益明显。
权利要求
1.一种氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂，其特征是由下列重量份数的原料组成，干状粉煤灰中分离提取的微珠30％～50％，有效氧化钙的生石灰20％～30％，干燥赤泥20％～40％，磨细的萤石10％～20％。
2.制备权利要求1所述的氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂的方法，其特征是包括下列步骤；①干状粉煤灰中分离提取微珠，粒径44μm～70μm。②赤泥分选或磨细至44μm～70μm。③900-1100℃煅烧、有效氧化钙＞85％新烧好的生石灰磨细分选至44μm～70μm。④CaF2＞85％的萤石磨细分选至44μm～70μm。将①～④原料混配均匀，测水分防潮包装。
全文摘要
本发明公开了一种氧喷粉钢铁用高钙精炼细化剂，由下列重量份数的原料组成，干状粉煤灰中分离提取的微珠30％～50％，有效氧化钙的生石灰20％～30％，干燥赤泥20％～40％，磨细的荧石10％～20％。氧喷粉钢铁用精炼细化剂粒级区配合理，分散性好，施用方便，精炼细化同步，适用于高炉、平炉、低吹转炉、侧吹转炉、电炉、二次精炼间歇炉，符合中国国情，可在30万吨/年～1000万吨/年规模的小、中、大型钢铁企业通用，本发明的使用可缩短生产流程，提高生产效率，一次投料代替多次投料，减轻员工劳动强度，改善工作环境，降低生产成本，实现再生资源利用，社会效益、经济效益明显。
文档编号C21C7/04GK1584060SQ03126310
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月18日 优先权日2003年8月18日
发明者杨久俊, 黄明, 黄沙, 王梦月 申请人:郑州大学