[发明专利]一种转炉复合发热剂及其制造方法及应用

说明书

本发明属于金属冶炼技术领域，公开了一种转炉复合发热剂及其制造方法及应用，该发热剂包括碳系发热剂、金属系发热剂及结合剂，且按照质量百分比为：碳系发热剂50%～85％、金属系发热剂45%～10％、结合剂≤5％；本发明与单一的转炉碳系发热剂或金属发热剂相比，废阴极炭块中固定碳含量高，二次铝灰中含有的金属铝的高发热性，制备成转炉复合发热剂，原料来源广泛、成本低廉，制备工艺简单、产品发热效率高，应用于转炉冶炼提高熔池温度进而降低铁水消耗、提高转炉废钢比效果明显，可大幅度降低炼钢成本、节能降耗。

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体涉及一种转炉复合发热剂及其制造方法及应用。

背景技术

转炉炼钢降低铁水比例，提高废钢加入量可以显著降低炼钢成本、节能减排，具有明显的经济效益和社会效益。但是要降低转炉炼钢的铁水比例，首要制约因素是转炉的热平衡，过大的废钢量会造成转炉熔池温度低，进而影响冶炼过程的正常进行。

转炉的热量主要来源于铁水的物理热和化学热，铁水的物理热指铁水温度，较为恒定。而化学热除铁水中元素氧化放热外，还可通过向转炉添加发热剂提升转炉炉内化学反应放热，提升熔池温度，改善转炉热量平衡。

目前，转炉使用的碳系发热剂主要有天然气、重油、柴油以及焦炭、无烟煤和石墨等，金属系发热剂有硅铁合金和铝等。但采用以上提温剂均会大幅度增加转炉炼钢成本及能耗，经济效益并不显著。

废阴极炭块是铝电解工业中废槽衬排放的主要固体废弃物，二次铝灰指一次铝灰以及废旧铝材经回收处理后剩余的灰渣，二者在 2016 年均被列入《国家危险废弃物名录》属于冶炼金属的废弃物。废阴极炭块和二次铝灰目前主要为堆放或填埋方式处置，均具有资源浪费和造成环境污染的双重特性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术废阴极炭块和二次铝灰处理中存在的技术问题，提供了一种转炉复合发热剂及其制造方法及应用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种转炉复合发热剂，包括碳系发热剂、金属系发热剂及结合剂，且按照质量百分比为：碳系发热剂50%～85％、金属系发热剂45%～10％、结合剂 ≤5％；

所述碳系发热剂由铝电解工业中废槽衬排放废阴极炭块经过破碎制备而成，且废阴极炭块破碎筛分后的粒度≤5mm；

所述金属系发热剂采用铝冶炼铸造过程产生的二次铝灰，且二次铝灰经过破碎、筛分后的粒度≤3mm；

所述结合剂为水玻璃、酚醛树脂与煤焦油中的一种或两种的组合。

进一步地，废阴极炭块中的C含量控制在 55%～85%；所述二次铝灰中AL含量在 5%～20%。

一种转炉复合发热剂的制备方法，包括以下步骤：

1）、废阴极炭块放置到破碎机进行破碎，进行一级筛选，将粒度大于5mm的废阴极炭块返回进行再次破碎；

2）、将二次铝灰通过筛粉机进行筛分，筛选出粒度在3mm以下的二次铝灰；

3）、按照原料组成和质量比称取相应的原材料备用；

4）、将5mm以下50%～85％废阴极炭块粉以及3mm以下45%～10％二次铝灰倒入混粉机混合，得到二者的混合粉；之后倒入配制好的结合剂，并进行搅拌混匀；

5）、将步骤4）中搅拌混匀料压制成球状体，球状体直径为10～50mm；

6）、将压制成型的球体进行烘干处理得到转炉复合发热剂。

一种转炉复合发热剂的应用，将所述的复合发热剂加入转炉补偿熔池热量，复合发热剂按吨钢升温效应 2～5℃/kg计算加入，且复合发热剂使用量≤1000kg/炉。