一、產(chǎn)品介紹:
發(fā)展和推廣鐵水脫磷技術(shù),對提高轉(zhuǎn)爐冶煉效率,提高鋼材的純凈度、優(yōu)化鋼鐵冶煉工藝、提高轉(zhuǎn)爐冶煉各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。對于脫磷工藝來說,要取得良好的脫磷效果的一個(gè)重要課題就是要選擇合適的、高效的脫磷劑產(chǎn)品。質(zhì)量良好的脫磷劑產(chǎn)品必須具備以下幾個(gè)特性:
較高的綜合堿度
較強(qiáng)的氧化性能
較快的熔化速度和較低的熔融溫度
較好的穩(wěn)定性
我們結(jié)合寶鋼、武鋼、包鋼、樊鋼、長特鋼等使用情況,針對邢鋼的生產(chǎn)工藝特性,我們從以下幾個(gè)方面調(diào)整,滿足工藝的要求:
1、固定劑
(1)、在該產(chǎn)品的堿度設(shè)計(jì)中,我們以高純冶金白灰(高活性、高氧化鈣含量、低硫低磷低碳)為主,固定劑參與脫磷反應(yīng):
CaO+P2O5= CaO.P2O5
鋼水中的磷被氧化劑氧化產(chǎn)物P2O5在鋼中以游離分子狀態(tài)在下能與固定劑CaO參與反應(yīng),生成較高熔點(diǎn)的磷酸鈣系列產(chǎn)物,易從鋼液中脫出。
(2)、在反應(yīng)過程中,我們采用配加適當(dāng)?shù)腂aCO3作為固定劑的附助材料,合成生產(chǎn)的沉淀型BaCO3產(chǎn)品具有熔點(diǎn)1740℃,分解溫度低920℃的特性,BaCO3在高溫下分解:BaCO3=BaO+CO2↑
BaO+P2O5= BaO.P2O5
生成BaO,而BaO的熔點(diǎn)(1925℃)比CO2的熔點(diǎn)高,Ca與Ba同屬堿土金屬類,但出于外圍電子層的差異及分子量的差異(Ca:40,Ba:137),造成BaO與P2O5的反應(yīng)性比CaO與P2O5的反應(yīng)性更高,反應(yīng)速度更快,生成的鋇系磷酸鹽的熔點(diǎn)較高,熱穩(wěn)定性更好,防止后期回磷的現(xiàn)象的發(fā)生。而且在氧化后期渣中殘余的Ba與渣中的磷在溫度較高的情況下,形成更加穩(wěn)定的Ba3P2,這樣會使鐵水中的磷含量更低,且防止后期高溫時(shí)的回磷。
1、 氧化劑
我們在此產(chǎn)品中使用的氧化劑成分主要以鐵的氧化物為主,反應(yīng)的基本原理是:
2P+5FeO= P2O5
我們選擇高純度、高含量、高活性的氧化鐵紅粉為主要的氧化劑,參與反應(yīng)的速度快,生成的產(chǎn)物鐵對鋼水成份無影響,而P2O5則與渣相中的CO2、BaO等固定劑反應(yīng),生成Ca、Ba系磷酸鹽或磷化物,從而達(dá)到快速脫磷的目的。為了提高磷的反應(yīng)速度,我們在此渣中配入適量的NaNO3材料,而該材料的熔點(diǎn)低(308℃),不僅可以降低脫磷劑的熔點(diǎn),還可以在低溫狀態(tài)下分解成為:NaNO3=2NaO+O2↑
5O2+4P=2P2O5
分解出的氧化鈉不公降低渣的熔點(diǎn),還可做為脫磷材料使用,而釋放出的氧原子,能與鐵水中的磷元素發(fā)生迅速氧化反應(yīng),提高脫磷反應(yīng)的速度和效率。
3、熔劑材料
由于固定劑材料的熔點(diǎn)都相對較高,而脫磷反應(yīng)是在低溫條件下進(jìn)行,所以要達(dá)到快速脫磷的目的,必須降低渣的熔化溫度,在較低的熔化溫度下,液渣與鐵水充分接觸,才能有效的保證完成脫磷反應(yīng)的徹底進(jìn)行。所以我們在該產(chǎn)品中的熔劑由以下材料組成:
(1)氟化鈣
眾所周知,在脫磷工藝品中,合適的氧勢范圍內(nèi),提高鈣氧比提
高渣中CaF2含量,明顯的提高脫磷渣的熔融能力。增加液相—液相反應(yīng),加大反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件,降低渣系粘度,改善渣系的流動(dòng)性能,而且能在較低的鐵水處理工藝增加CaO在渣系中的溶解度,形成高堿度的液相脫磷渣系,能明顯的提高脫磷率。但是隨著CaF2的高溫分解,對環(huán)境的破壞亦愈加嚴(yán)重。而降低CaF2用量,化渣能力不夠,粘度太高,影響脫磷的動(dòng)力學(xué)條件,所以脫磷劑量方案中的CaF2含量宜控制在6-8%。
(2)純堿
由于脫磷工藝的特殊性,要求脫磷劑產(chǎn)品的低溫熔化性能必須好,增加純堿材料,不僅能大幅度降低產(chǎn)品的熔點(diǎn),提高其熔點(diǎn)化速度,而且能夠在氧化性氣氛中同樣達(dá)到脫磷的效果。
Na2CO3= Na2O+CO2↑
3Na2O+2P+5O2=3Na2O. P2O5
同時(shí)在熔化分解過程中釋放出的CO2氣體,有利于發(fā)泡,增加反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件,提高液相反應(yīng)速度。
(3)由于磷酸鹽的分解及渣子熔化過程中CaO與SiO2形成的硅酸鹽結(jié)構(gòu),且氧化硅含量較低,堿度較高,從相圖中可以看出其熔點(diǎn)都處于高熔點(diǎn)區(qū)域中,要想降低渣系的熔化溫度,不僅要依靠增加螢石、純堿的比例,而且要調(diào)整渣子中的CaO- SiO2-MgO-Al2O3的的成份,使其熔點(diǎn)處于低溫區(qū)域中。在該區(qū)域中易形成鈉長石(Na2Al2Si6O16.12COa.7Al2O3)等低熔點(diǎn)礦相結(jié)構(gòu),從而降低渣系熔點(diǎn),達(dá)到低溫脫磷的目的。所以在該渣中配加一定比例的Al2O3成份(2-5%),可以降低渣系的熔點(diǎn)。
4、助劑材料:
增加MgO成份:由于鎂離子的半徑較小,氧化鎂成份在CaO- SiO2-MgO三元主體系中,能夠細(xì)化熔化體顆粒結(jié)構(gòu),增加熔融體在一定溫度條件下的流動(dòng)性,提高脫磷反應(yīng)效果,同時(shí)對保護(hù)爐壁,延長耐火材料的使用壽命上都有一定的作用。而且能夠提高渣系的綜合堿度,添加比例控制在2-4%范圍內(nèi)。
在脫磷處理過程中,由于噴吹工藝的等特性,為保護(hù)環(huán)境,防止有效成份在噴吹過程中流失,我們把脫磷劑壓制成為成份均一的一定形狀的顆粒,就需要具有很好塑性的固化材料,提高顆粒強(qiáng)度,所以我們選擇在脫磷劑中添加少部分的CaCl2材料,熔點(diǎn)為775℃,降低渣系熔點(diǎn)能力比CaF2強(qiáng),是一種很好的助熔材料,而且本身也能起脫磷使用。加入量不超過2.5%。因?yàn)樵谝欢囟葪l件下,材料的助熔能力依次為CaCl2>CaF2>Na2O3>Al2O3,所以選擇CaCl2材料。
綜上所述,要滿足脫磷產(chǎn)品的特性,達(dá)到快速脫磷的目的,我們選擇各組分為合理的配比為:
|
氧化劑 |
固定劑 |
熔劑 |
助劑 |
|
20-40% |
30-50% |
10-20% |
4-8% |
二、產(chǎn)品理化指標(biāo)
|
項(xiàng)目 |
Al2O3 |
SiO2 |
MgO |
CaO |
Na2O |
F |
Fe2O3 |
水份 |
粒度mm |
熔點(diǎn)℃ |
|
指標(biāo) |
1-3 |
≤5 |
1-3 |
30-50 |
4-7 |
2-4 |
30-40 |
≤0.5 |
10-30 |
1160-1200 |
三、工藝
合格原材料--檢驗(yàn)--配料--均化-- 造粒--烘干--篩分--包裝--驗(yàn)收入庫
四、包裝及貯運(yùn)
1、包裝單重及材質(zhì)內(nèi)膠外編或根據(jù)用戶要求。
2、運(yùn)輸貯存過程中應(yīng)采取防水、防潮措施。
3、應(yīng)貯存在通風(fēng)干燥的倉庫里。