權(quán)利要求

1.脫磷劑，其特征在于，化學(xué)組成以金屬氧化物計(jì)，包括CaO、Fe 2O 3、Al 2O 3和Na 2O；所述Fe 2O 3和CaO的質(zhì)量比為(1～8)：1；所述CaO和Al 2O 3的質(zhì)量比為(4～13)：1；所述Al 2O 3和Na 2O的質(zhì)量比為(2～8)：1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫磷劑，其特征在于，所述CaO由含CaO的材料或含CaCO 3的材料提供。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脫磷劑，其特征在于，所述含CaO的材料中CaO的質(zhì)量含量為65％以上；所述含CaCO 3的材料中CaCO 3的質(zhì)量含量為65％以上。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫磷劑，其特征在于，所述Fe 2O 3由含F(xiàn)e 2O 3的材料或含F(xiàn)eAl 2O 4的材料提供。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫磷劑，其特征在于，所述含F(xiàn)e 2O 3的材料中Fe 2O 3的質(zhì)量含量為70％以上；所述含F(xiàn)eAl 2O 4的材料中FeAl 2O 4的質(zhì)量含量為40％以上。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫磷劑，其特征在于，所述Al 2O 3由含Al 2O 3的材料或含F(xiàn)eAl 2O 4的材料提供。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脫磷劑，其特征在于，所述含Al 2O 3的材料中Al 2O 3的質(zhì)量含量在65％以上。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫磷劑，其特征在于，所述Na 2O由含Na 2O的材料、含Na 2CO 3的材料或含Na 2SiO 3的材料提供。 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脫磷劑，其特征在于，所述含Na 2O的材料中Na 2O的質(zhì)量含量為80％以上；所述含Na 2CO 3的材料中Na 2CO 3的質(zhì)量含量為80％以上；所述含Na 2SiO 3的材料中Na 2SiO 3的質(zhì)量含量為80％以上。 10.權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的脫磷劑對(duì)含鐵料在煉鋼流程脫磷中的應(yīng)用，所述含鐵料的磷含量≤0.25wt％。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種脫磷劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

磷是鋼水中典型的雜質(zhì)元素，脫磷是煉鋼工藝的基本操作之一。轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，磷負(fù)荷過(guò)高，一方面會(huì)帶來(lái)冶煉周期長(zhǎng)、渣量大、排放高、能耗高、鐵損大等系列問(wèn)題；另一方面，由于轉(zhuǎn)爐煉鋼無(wú)外來(lái)熱源，從熱量的角度也不允許入轉(zhuǎn)爐的鐵水[P]過(guò)高，通常要求鐵水[P]<0.15％，這極大限制了磷含量偏高(如我國(guó)特色的高磷鐵礦)的鐵礦資源的使用范圍。

傳統(tǒng)鐵水預(yù)脫磷大多只以石灰和氧化鐵皮(或氧氣作為氣體氧源)作為脫磷劑，此種條件下石灰溶解效率低、渣流動(dòng)性差，脫磷動(dòng)力學(xué)條件惡劣，因此預(yù)脫磷效率很低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種脫磷劑及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的脫磷劑石灰溶解效率高，成渣極快，流動(dòng)性更好，磷容量高，脫磷率高。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種脫磷劑，化學(xué)組成以金屬氧化物計(jì)，包括CaO、Fe 2O 3、Al 2O 3和Na 2O；所述Fe 2O 3和CaO的質(zhì)量比為(1～8)：1；所述CaO和Al 2O 3的質(zhì)量比為(4～13)：1；所述Al 2O 3和Na 2O的質(zhì)量比為(2～8)：1。

優(yōu)選的，所述CaO由含CaO的材料或含CaCO 3的材料提供。

優(yōu)選的，所述含CaO的材料中CaO的質(zhì)量含量為65％以上；所述含CaCO 3的材料中CaCO 3的質(zhì)量含量為65％以上。

優(yōu)選的，所述Fe 2O 3由含F(xiàn)e 2O 3的材料或含F(xiàn)eAl 2O 4的材料提供。

優(yōu)選的，所述含F(xiàn)e 2O 3的材料中Fe 2O 3的質(zhì)量含量為70％以上；所述含F(xiàn)eAl 2O 4的材料中FeAl 2O 4的質(zhì)量含量為40％以上。

優(yōu)選的，所述Al 2O 3由含Al 2O 3的材料或含F(xiàn)eAl 2O 4的材料提供。

優(yōu)選的，所述含Al 2O 3的材料中Al 2O 3的質(zhì)量含量在65％以上。

優(yōu)選的，所述Na 2O由含Na 2O的材料、含Na 2CO 3的材料或含Na 2SiO 3的材料提供。

優(yōu)選的，所述含Na 2O的材料中Na 2O的質(zhì)量含量為80％以上；所述含Na 2CO 3的材料中Na 2CO 3的質(zhì)量含量為80％以上；所述含Na 2SiO 3的材料中Na 2SiO 3的質(zhì)量含量為80％以上。

本發(fā)明提供了上述方案所述脫磷劑對(duì)含鐵料在煉鋼流程脫磷中的應(yīng)用，所述含鐵料的磷含量≤0.25wt％。

本發(fā)明提供了一種脫磷劑，化學(xué)組成以金屬氧化物計(jì)，包括CaO、Fe 2O 3、Al 2O 3和Na 2O；所述Fe 2O 3和CaO的質(zhì)量比為(1～8)：1；所述CaO和Al 2O 3的質(zhì)量比為(4～13)：1；所述Al 2O 3和Na 2O的質(zhì)量比為(2～8)：1。

本發(fā)明脫磷劑中含有適量Al 2O 3、Na 2O，降低了傳統(tǒng)CaO、Fe 2O 3渣系的熔點(diǎn)，改善了熔渣的流動(dòng)性。同時(shí)，提升了石灰的溶解度，使得渣系磷酸鈣固溶體含量增加，提升了磷容量。因此，本發(fā)明的脫磷劑渣系熔點(diǎn)更低，成渣極快，流動(dòng)性更好，磷容量高，脫磷效率高，極具市場(chǎng)前景與應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明的脫磷劑能夠在鐵水儲(chǔ)存及運(yùn)輸至轉(zhuǎn)爐工序的短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)70％以上的脫磷率。采用本發(fā)明的脫磷劑進(jìn)行鐵水預(yù)脫磷后，70％以上的脫磷在鐵水進(jìn)轉(zhuǎn)爐前完成，一方面能夠有效拓展鐵礦資源可利用范圍，顯著提升磷含量偏高的劣質(zhì)鐵礦石資源在高爐中的應(yīng)用比例，另一方面轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程冶煉效率有效提升，渣量等排放顯著降低，經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益巨大。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的高效脫磷劑制備方法流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種脫磷劑，化學(xué)組成以金屬氧化物計(jì)，包括CaO、Fe 2O 3、Al 2O 3和Na 2O；所述Fe 2O 3和CaO的質(zhì)量比為(1～8)：1；所述CaO和Al 2O 3的質(zhì)量比為(4～13)：1；所述Al 2O 3和Na 2O的質(zhì)量比為(2～8)：1。

在本發(fā)明中，所述Fe 2O 3和CaO的質(zhì)量比優(yōu)選為(2～7)：1，進(jìn)一步優(yōu)選為(3～6)：1；所述CaO和Al 2O 3的質(zhì)量比優(yōu)選為(6～11)：1，更優(yōu)選為(8～10)：1；所述Al 2O 3和Na 2O的質(zhì)量比優(yōu)選為(3～7)：1，更優(yōu)選為(4～6)：1。

在本發(fā)明中，所述CaO優(yōu)選由含CaO的材料或含CaCO 3的材料提供，所述含CaO的材料中CaO的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為65％以上；所述含CaCO 3的材料中CaCO 3的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為65％以上。本發(fā)明對(duì)含CaO或CaCO 3的材料沒(méi)有特殊要求，本領(lǐng)域熟知的滿足上述含量要求的含CaO或CaCO 3的材料均可，具體的，如生石灰或石灰石。

在本發(fā)明中，所述Fe 2O 3優(yōu)選由含F(xiàn)e 2O 3的材料或含F(xiàn)eAl 2O 4的材料提供；所述含F(xiàn)e 2O 3的材料中Fe 2O 3的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為70％以上；所述含F(xiàn)eAl 2O 4的材料中FeAl 2O 4的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為40％以上。本發(fā)明對(duì)含F(xiàn)e 2O 3或FeAl 2O 4的材料沒(méi)有特殊要求，本領(lǐng)域熟知的滿足上述含量要求的含F(xiàn)e 2O 3或FeAl 2O 4的材料均可，具體的，如軋鋼鐵皮、鐵礦粉和尾礦中的一種或多種。

在本發(fā)明中，所述Al 2O 3優(yōu)選由含Al 2O 3或含F(xiàn)eAl 2O 4的材料提供，所述含Al 2O 3的材料中Al 2O 3的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選在65％以上；所述含F(xiàn)eAl 2O 4的材料中FeAl 2O 4的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為40％以上。本發(fā)明對(duì)所述含Al 2O 3的材料或含F(xiàn)eAl 2O 4的材料沒(méi)有特殊要求，本領(lǐng)域熟知的滿足上述含量要求的含Al 2O 3或FeAl 2O 4的材料均可，具體的，如鋁礬土、高鋁尾礦。

在本發(fā)明中，所述Na 2O優(yōu)選由含Na 2O的材料、含Na 2CO 3的材料或含Na 2SiO 3的材料提供，所述含Na 2O的材料中Na 2O的質(zhì)量含量為80％以上；所述含Na 2CO 3的材料中Na 2CO 3的質(zhì)量含量為80％以上；所述含Na 2SiO 3的材料中Na 2SiO 3的質(zhì)量含量為80％以上。本發(fā)明對(duì)含Na 2O、Na 2CO 3或Na 2SiO 3的材料沒(méi)有特殊要求，本領(lǐng)域熟知的滿足上述含量要求的含Na 2O、Na 2CO 3或Na 2SiO 3的材料均可，具體的，如小蘇打、蘇打和硅酸鈉中的一種或多種。在本發(fā)明中，所述硅酸鈉為液體硅酸鈉或固體硅酸鈉。

在本發(fā)明中，所述脫磷劑中P的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選＜0.1％，S的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選＜0.05％，原料中P和S雜質(zhì)的存在不利于脫磷。

在本發(fā)明中，所述脫磷劑中還不可避免的含有其他金屬氧化物，如MgO、TiO 2，所述其他金屬氧化物的含量?jī)?yōu)選不超過(guò)2％。

此外，本發(fā)明的脫磷劑還不可避免的含有二氧化硅，二氧化硅在渣成分中會(huì)起到調(diào)節(jié)堿度，降低熔點(diǎn)的作用，本發(fā)明對(duì)二氧化硅的含量不做特殊限制。

本發(fā)明脫磷劑中CaO、Fe 2O 3、Al 2O 3和Na 2O的總含量?jī)?yōu)選在92％以上。

本發(fā)明對(duì)所述脫磷劑的制備方法沒(méi)有特殊要求，直接按照脫磷劑中各金屬氧化物的質(zhì)量比將對(duì)應(yīng)的原料進(jìn)行配料，然后破碎混勻，制備成噴吹粉劑、球團(tuán)或壓塊即可，具體的制備流程圖如圖1所示。

當(dāng)脫磷劑為噴吹粉劑時(shí)，所述噴吹粉劑的粒徑優(yōu)選為0.5mm～2mm；當(dāng)脫磷劑為球團(tuán)或壓塊時(shí)，所述球團(tuán)或壓塊的粒徑優(yōu)選為10mm～20mm。

在本發(fā)明中，如某種材料同時(shí)可提供Fe 2O 3和Al 2O 3，如含F(xiàn)eAl 2O 4的材料，則進(jìn)行原料換算時(shí)，將FeAl 2O 4同時(shí)換算成Fe 2O 3和Al 2O 3。

本發(fā)明提供了上述方案所述脫磷劑在鐵水預(yù)脫磷中的應(yīng)用。

在本發(fā)明中，預(yù)脫磷前所述鐵水中[P]含量≤0.25wt％，優(yōu)選為0.15～0.25％，更優(yōu)選為0.2～0.25％。本發(fā)明對(duì)所述鐵水中[C]含量沒(méi)有特殊要求，本領(lǐng)域熟知的高爐鐵水均可。

在本發(fā)明中，所述預(yù)脫磷優(yōu)選在在鐵水進(jìn)轉(zhuǎn)爐前完成，更優(yōu)選在鐵水儲(chǔ)存或運(yùn)輸至轉(zhuǎn)爐工序中進(jìn)行，具體的如：將脫磷劑加入到鐵水罐或魚(yú)雷罐車內(nèi)進(jìn)行預(yù)脫磷。在本發(fā)明中，實(shí)施鐵水預(yù)脫磷操作時(shí)，鐵水罐或魚(yú)雷罐車頂部可選擇性配備除塵或吹氧裝置，吹氧裝置可以起攪拌作用，促進(jìn)脫磷，吹氧過(guò)程中有粉塵逸出，配備除塵裝置可以減少粉塵。在本發(fā)明中，所述脫磷劑的使用量?jī)?yōu)選為鐵水質(zhì)量的2～10wt％；所述預(yù)脫磷的溫度優(yōu)選為1350～1480℃，更優(yōu)選為1380～1450℃；所述預(yù)脫磷的時(shí)間優(yōu)選為6～12min，更優(yōu)選為8～10min。在本發(fā)明中，所述脫磷劑的質(zhì)量以折算后的金屬氧化物的質(zhì)量計(jì)。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的脫磷劑及其應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，但是不能把它們理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

實(shí)施例1

取原料生石灰、鋁釩土、小蘇打和軋鋼鐵皮，充分混勻磨細(xì)后，制備為粒徑15mm的壓塊。其中脫磷劑中按質(zhì)量比Fe 2O 3：CaO為4.1：1、質(zhì)量比CaO：Al 2O 3為8.5:1、質(zhì)量比Al 2O 3：Na 2O為5.1:1。

表1實(shí)施例1各原料主要成分(wt％)

取初始[C]含量為4.3wt％，[P]含量為0.23wt％的生鐵塊2.20Kg進(jìn)行脫磷試驗(yàn)，控制溫度1410℃，向爐內(nèi)分別加入脫磷劑150g，進(jìn)行脫磷10min，得到[P]0.060wt％、[C]3.2wt％的鐵水。脫磷率為73.9％。

實(shí)施例2

取原料石灰石、鋁釩土、小蘇打和含鐵尾礦，充分混勻磨細(xì)后，制備為粒徑1mm的粉劑。其中脫磷劑中按照質(zhì)量比Fe 2O 3：CaO為2.3:1、質(zhì)量比CaO：Al 2O 3為8.4:1、質(zhì)量比Al 2O 3：Na 2O為4.3:1。

表2實(shí)施例2各原料主要成分(wt％)

取初始[C]含量為4.5wt％，[P]含量為0.24wt％的生鐵塊2.15Kg進(jìn)行預(yù)脫磷試驗(yàn)，控制溫度1410℃，向爐內(nèi)分別加入脫磷劑148g，進(jìn)行脫磷10min，得到[P]0.064wt％、[C]4.0wt％的鐵水。脫磷率為73.3％。

實(shí)施例3

取原料生石灰、鋁釩土、小蘇打和含鐵尾礦，成分如上表1和表2中所示，充分混勻磨細(xì)后，制備為粒徑20mm的壓塊。其中脫磷劑中按照質(zhì)量比Fe 2O 3：CaO為4.2:1、質(zhì)量比CaO：Al 2O 3為9.8:1、質(zhì)量比Al 2O 3：Na 2O為4.8:1。

取初始[C]含量為4.5wt％，[P]含量為0.24wt％的生鐵塊2.3Kg進(jìn)行預(yù)脫磷試驗(yàn)，控制溫度1410℃，向爐內(nèi)分別加入脫磷劑159g，進(jìn)行脫磷10min，得到[P]0.066wt％、[C]3.6wt％的鐵水。脫磷率為72.5％。

對(duì)比例1

與實(shí)施例1的鐵水條件基本相同，初始[C]含量為4.4wt％，[P]含量為0.23wt％的生鐵塊2.10Kg，進(jìn)行預(yù)脫磷試驗(yàn)，控制溫度1410℃，向爐內(nèi)分別加入脫磷劑150g，進(jìn)行脫磷10min，不同之處在于，脫磷劑僅為石灰和軋鋼鐵皮，即CaO:Fe 2O 3＝5.6。脫磷渣組成以質(zhì)量百分比計(jì)為：(FeO％)＝29.8，二元堿度(CaO/SiO 2)R＝3.93。脫磷后鐵水成分為：[P]0.123wt％、[C]2.6wt％。脫磷率為46.5％。

由以上實(shí)施例和對(duì)比例可知，本發(fā)明提供的脫磷劑相比傳統(tǒng)脫磷劑，具有更高的脫磷率。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

脫磷劑及其應(yīng)用.pdf