一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂及其使用方法与流程

1.本技术涉及钢铁冶炼领域，尤其涉及一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂及其使用方法。


背景技术：

2.铝灰是铝电解过程中产生的一种漂浮于电解槽铝液上的浮渣。铝灰主要分为一次铝灰和二次铝灰，其中，一次铝灰是原生铝生产铝过程中所产生的铝渣，其主要成分为金属铝和铝氧化物，而一次铝灰的金属铝含量可达30％～70％，二次铝灰是一次铝灰或其它废杂铝利用物理方法或化学方法提取金属铝后的残渣，金属铝含量低，成分相对复杂，主要包含少量的铝(含量10wt％以下)，盐熔剂(10wt％以上)，氧化物和氮化铝(含量在15wt％～30wt％)。
3.在炼钢工艺中，一般采用钢包炉精炼的方式提高钢的纯净度，由于目前炼钢炉出钢过程不能完全实现无渣出钢，且目前钢包内除渣技术还不成熟，因此造合成渣时要考虑钢包残存炼钢渣的影响，另外，钢包炉精炼过程需要对钢进行脱氧脱硫等，这些脱氧脱硫产物的去除率以及这些组分对钢包炉精炼渣性能的影响都需要综合考虑，所以钢包炉精炼的造渣工艺比较复杂但至关重要，精炼渣要具有良好的脱硫、脱氧、吸收夹杂的能力，还要有好的熔化性能即较低的熔点和合适的粘度。
4.传统的处理方法是在炼钢炉出钢后，在钢包渣中加入电石块(主要是cac2)和铝渣(主要是al2o3)进行调渣，电石块的作用主要是使渣中氧化铁还原，保证渣的还原性，同时具有脱硫的作用，铝渣的作用是调整渣的熔化性能，钢包炉精炼过程中向渣中加入石灰以达到脱硫的目的，由于石灰的熔点较高，为加速石灰熔解，在加入石灰的同时要加入助熔剂萤石(主要是caf2)，上述造渣工艺的不足主要有：
5.(1)萤石作助熔剂，加入量较大，将导致萤石发生高温分解并与其他氧化物发生反应，造成严重氟污染；
6.(2)造渣速度慢，冶炼效率低，延长了精炼时间；
7.(3)石灰、铝渣和萤石须经烘烤后使用，使用过程中将产生大量烟尘，造成原料损失，并且严重恶化操作现场的环境，造成渣成分不均匀，降低精炼效率。
8.目前将一般在一次铝灰中提取出铝渣，将其应用在炼钢的调渣阶段，缺乏对二次铝灰的有效利用，同时使用一次铝灰提取出铝渣的阶段，还存在提取不彻底，一次铝灰中盐溶剂无法有效处理的问题，因此如何将二次铝灰用于钢渣的调渣阶段中，是目前亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

9.本技术提供了一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂及其使用方法，以解决现有技术中难以将二次铝灰用于钢渣的调渣阶段的技术问题。
10.第一方面，本技术提供了一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂，以质量分数计，
所述高铝调渣剂的化学组分包括：
11.al2o3：45％～55％，naoh：25％～30％，cao：15％～25％和tio2：10％～15％，其余为铝氧化物及不可避免的杂质，其中，所述al2o3和所述tio2是都以二次铝灰为原料制备得到。
12.可选的，以质量分数计，所述高铝调渣剂还包括：
13.65％≤[al2o3]+[naoh]≤75％，且15％≤[cao]+[tio2]≤35％，其中[al2o3]表示al2o3的质量分数，[naoh]表示naoh的质量分数，[cao]表示cao的质量分数，[tio2]表示tio2的质量分数。
[0014]
可选的，所述铝灰制备所述al2o3和所述tio2的方法包括：
[0015]
分别得到二次铝灰和纳米二氧化钛粉末；
[0016]
将溶剂加入所述二次铝灰中，进行第一加热和过滤，得到预热后的铝灰液；
[0017]
将纳米二氧化钛粉末加入到预热后的所述铝灰液中，进行紫外光照，后进行第二加热和振荡，得到处理后的铝灰；
[0018]
将处理后的所述铝灰加入酸液中进行溶解，后静置和过滤，得到铝灰酸液；
[0019]
将所述铝灰酸液进行烧结，得到含氧化铝和二氧化钛的烧结粉。
[0020]
可选的，所述二次铝灰和所述二氧化钛的质量之比为1～3∶4～5。
[0021]
可选的，所述第一加热的终点温度为70℃～85℃，所述第一加热的时间为35min～45min；
[0022]
所述第二加热的终点温度为150℃～225℃，所述第二加热的时间为25min～35min。
[0023]
可选的，所述高铝调渣剂的平均粒径为200μm～500μm，所述高铝调渣剂的平均密度为3.5kg/cm3～4.5kg/cm3。
[0024]
第二方面，本技术提供了一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂的使用方法，所述方法包括：
[0025]
分别得到高铝调渣剂和造渣剂；
[0026]
将所述造渣剂通过第一阶段吹入到待造渣的钢水中，得到造渣后钢水；
[0027]
将所述高铝调渣剂通过第二阶段吹入到所述造渣后钢水中，后进行扒渣，得到纯净钢水。
[0028]
可选的，所述第一阶段吹入包括：先在流量为75nl/min～85nl/min和时间为5min～0min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为45nl/min～55nl/min和时间为10min～15min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0029]
可选的，所述第二阶段吹入包括：先在流量为25nl/min～35nl/min和时间为10min～15min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为15nl/min～25nl/min和时间为25min～35min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0030]
可选的，所述无氧气体包括氦气、氮气和氙气中的至少一种。
[0031]
本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0032]
本技术实施例提供的一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂，通过限定调渣用的al2o3和tio2都是通过二次铝灰制备得到，从而能够明确将二次铝灰应用在调渣剂中，再通过分别限定al2o3的含量、naoh的含量、cao的含量和tio2的含量，从而使调渣剂中的铝含量
达到高铝标准，并且tio2能够有助于石灰的溶解，使造渣剂能够充分脱除钢水中的杂质，从而完成调渣阶段，进而实现二次铝灰用于钢渣的调渣阶段的目的。
附图说明
[0033]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0034]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]
图1为本技术实施例提供的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0036]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0037]
本技术的创造性思维是：通过二氧化钛在紫外光条件下的光催化效力，将二次铝灰中的部分氮化铝与其余杂质反应得到较为纯净的铝盐，再通过后续的第二加热阶段的煅烧，从而能够使未反应充分的二氧化钛和得到的铝盐转化为粉末态的二氧化钛和氧化铝的粉末。
[0038]
在本技术一个实施例中，提供一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂，以质量分数计，所述高铝调渣剂的化学组分包括：
[0039]
al2o3：45％～55％，naoh：25％～30％，cao：15％～25％和tio2：10％～15％，其余为铝氧化物及不可避免的杂质，其中，所述al2o3和所述tio2是都以二次铝灰为原料制备得到。
[0040]
本技术中，al2o3的质量分数为45％～55％的积极效果是在该质量分数的范围内，al2o3能够将造渣后的钢渣和钢水中的氧脱除干净，同时溶解后的al2o3还能保证钢水表面的钢渣形成漂浮杂质，方便后续的去除；当质量分数的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是al2o3含量过大，将导致钢渣中其余元素被脱除，影响钢水品质，当质量分数的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是al2o3的含量不足，导致钢渣和钢水中的氧脱除不足，同时影响钢渣形成漂浮杂质。
[0041]
naoh的质量分数为25％～30％的积极效果是在该质量分数的取值范围内，能将协同cao对钢水进行初步的造渣，进而防止直接加入al2o3和tio2导致的钢水杂质突然增多而形成不了漂浮杂质；当质量分数的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过多的naoh的将导致整体钢水的碱性偏大，导致造渣速度过快，影响al2o3的脱氧效果，当质量分数的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过低的naoh，将无法调节钢水的酸碱度，同时导致造渣速度过慢。
[0042]
cao的质量分数为15％～25％的积极效果是在该质量分数的取值范围内，能将钢水中的s充分脱除，同时改善钢水的酸碱度，使钢水中的部分杂质充分析出；当质量分数的
取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是cao含量过多，将导致钢水的整体碱度偏大，导致造渣速度过快，影响al2o3的脱氧效果，当质量分数的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过低的cao将无法脱除钢水中的s元素，同时无法改善钢水的酸碱度，影响其他杂质的析出。
[0043]
tio2的质量分数为10％～15％的积极效果是在该质量分数的范围内，tio2能够加速al2o3的脱氧进程，同时tio2还能在作为改性金属元素掺入钢水中，改善钢水的密度，进而进一步促进钢渣形成漂浮杂质，方便在后续的扒渣工序中去除；当质量分数的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过多的tio2将导致高铝调渣剂的成本过高，同时tio2将使钢水中的ti含量过多，使钢水中夹杂物增多，从而使夹杂物混入钢渣中，影响钢渣的去除，当质量分数的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过低的tio2将导致al2o3的脱氧进程变慢，同时将无法有效改善钢水的密度，致使部分钢渣无法同钢水分离彻底。
[0044]
在一些实施例方式中，以质量分数计，所述高铝调渣剂还包括：
[0045]
65％≤[al2o3]+[naoh]≤80％，且15％≤[cao]+[tio2]≤35％，其中[al2o3]表示al2o3的质量分数，[naoh]表示naoh的质量分数，[cao]表示cao的质量分数，[tio2]表示tio2的质量分数。
[0046]
本技术中，65％≤[al2o3]+[naoh]≤80％的积极效果是通过限定al2o3和naoh的质量分数的量，从而能保证钢水在合适的酸碱度的条件下进行脱氧并且造渣充分，同时能够保证调渣工序充分进行。
[0047]
15％≤[cao]+[tio2]≤35％的积极效果是通过限定cao和tio2的总含量，从而能控制造渣的速度，同时tio2能一定程度上影响脱氧的进程，进而通过限定cao和tio2的总含量，协同控制造渣和脱氧的速度，促使调渣工序进行充分。
[0048]
在一些实施例方式中，所述铝灰制备所述al2o3和所述tio2的方法包括：
[0049]
分别得到二次铝灰和纳米二氧化钛粉末；
[0050]
将溶剂加入所述二次铝灰中，进行第一加热和过滤，得到预热后的铝灰液；
[0051]
将纳米二氧化钛粉末加入到预热后的所述铝灰液中，进行紫外光照，后进行第二加热和振荡，得到处理后的铝灰；
[0052]
将处理后的所述铝灰加入酸液中进行溶解，后静置和过滤，得到铝灰酸液；
[0053]
将所述铝灰酸液进行烧结，得到含氧化铝和二氧化钛的烧结粉；其中，溶剂可以是水、含钠盐的水溶液，酸液可以是质量分数为45％盐酸，
[0054]
所述过滤所用滤网的孔径为10μm～20μm。
[0055]
本技术中，通过二氧化钛光催化，使经过溶剂溶解的二次铝灰中的氮化铝反应充分形成铝盐，同时使其中的部分杂质元素由于不溶而析出，方便后续的过滤，最后加入酸液进行溶解，方便后续烧结得到纯净tio2和al2o3粉末。
[0056]
所述过滤所用滤网的孔径为10μm～20μm的积极效果是在该孔径的范围内，能将纳米级的tio2和形成的小颗粒al2o3粉末充分过滤筛分到铝灰酸液中；当孔径的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过大的孔径将导致部分杂质进入铝灰酸液中，导致烧结中出现杂质，当孔径的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是小的孔径将导致部分al2o3粉末无法进过过滤工序，导致物料损失。
[0057]
在一些实施例方式中，所述二次铝灰和所述二氧化钛的质量之比为1～3∶4～5。
[0058]
本技术中，二次铝灰和二氧化钛的质量之比为1～3∶4～5的积极效果是在该质量比的范围内，能使二次铝灰和纳米级的二氧化钛充分反应，同时保证二氧化钛的过量，满足调渣剂的需求；当质量比的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过多二氧化钛将会影响后续调渣剂的使用，导致钢水的质量不均匀，当质量比的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过低的二氧化钛将会影响二次铝灰的转变效果，同时过低的二氧化钛无法改善钢水的质量，影响漂浮杂质的形成。
[0059]
在一些实施例方式中，所述第一加热的终点温度为70℃～85℃，所述第一加热的时间为35min～45min；
[0060]
所述第二加热的终点温度为150℃～225℃，所述第二加热的时间为25min～35min。
[0061]
本技术中，第一加热的终点温度为70℃～85℃的积极效果是在该温度的范围内，将二次铝灰中的氮化铝溶解氧化成含铝离子的溶液，从而完成二次铝灰中铝的转变；当温度取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过高的温度虽然能加快氮化铝的溶解，但是高温将导致其他杂质的溶解度增加，影响后续烧结阶段的含氧化铝和二氧化钛的烧结粉的纯净度，当温度取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过低的温度将无法使氮化铝溶解，从而使氮化铝无法被有效利用。
[0062]
第一加热的时间为35min～45min的积极效果是在该时间的范围内，将二次铝灰中的氮化铝溶解氧化成含铝离子的溶液，从而完成二次铝灰中铝的转变；从而完成二次铝灰中铝的转变；当时间取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过长的时间将导致工艺耗时增加，影响后续烧结阶段的含氧化铝和二氧化钛的烧结粉的纯净度。当时间取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是时间过短，导致二次铝灰中的氮化铝无法溶解氧化成含铝离子的溶液。
[0063]
第二加热的终点温度为150℃～225℃的积极效果是在该温度的范围内，能使催化溶解的铝离子初步形成氧化铝，同时能使未参与反应的tio2能够同氧化铝分布均匀，提高调渣剂的性能；当温度取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过高的温度将导致大量的氧化铝形成，将包裹部分杂质，影响后续的烧结，当温度取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过低的温度将导致溶解的铝离子无法形成氧化铝，影响后续的烧结的成型。
[0064]
第二加热的时间为25min～35min的积极效果是在该时间的范围内，能使催化溶解的铝离子初步形成氧化铝，同时能使未参与反应的tio2能够同氧化铝分布均匀，提高调渣剂的性能；当时间取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过长的时间将导致工艺耗时增加，影响后续烧结阶段的含氧化铝和二氧化钛的烧结粉的纯净度，当时间取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过短的时间将导致催化溶解的铝离子无法初步形成氧化铝，同时未参与反应的tio2同氧化铝分布不均匀。
[0065]
在一些实施例方式中，所述高铝调渣剂的平均粒径为200μm～500μm，所述高铝调渣剂的平均密度为3.5kg/cm3～4.5kg/cm3。
[0066]
本技术中，高铝调渣剂的平均粒径为200μm～500μm的积极效果是在该粒径范围内，能保证高铝调渣剂与钢水混合充分，同时较小的粒径能够保证对钢渣的调整阶段，能使
钢渣整体浮于钢水表面；当粒径的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过大的粒径将导致高铝调渣剂过重，无法与钢水混合充分，同时无法使钢渣整体浮于钢水表面，当粒径的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过小的粒径将导致高铝调渣剂过轻，虽然能有效的保证混合效果，但是无法使高铝调渣剂与钢渣混合充分，影响调渣的效果。
[0067]
高铝调渣剂的平均密度为3.5kg/cm3～4.5kg/cm3的积极效果是在该密度的范围内，因钢水的一般密度为7kg/cm3，因此低密度高铝调渣剂能随钢水翻动而混合均匀；当密度的取值大于该密度的端点最大值，将导致的不利影响是过大的密度在粒径一致的情况下，将会偏重，影响混合效果，当密度的取值小于该密度的端点最小值，将导致的不利影响是过小的密度在粒径一致的情况下，将会偏轻，虽然混合效果会更好，但是将导致高铝调渣剂和钢渣之间的混合不充分，影响后续的扒渣操作。
[0068]
在本技术一个实施例中，提供一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂的使用方法，所述方法包括：
[0069]
s1.分别得到高铝调渣剂和造渣剂，其中，以质量分数计，所述造渣剂包括：sio2：50％～73％，al2o3：10％～18％，fe2o3＞1.5％，cao＜2％，mgo：3％～15％，k2o＜2％，na2o：1％～5％，r2o：3％～5％和c：3％～15％；
[0070]
s2.将所述造渣剂通过第一阶段吹入到待造渣的钢水中，得到造渣后钢水；
[0071]
s3.将所述高铝调渣剂通过第二阶段吹入到所述造渣后钢水中，后进行扒渣，得到纯净钢水。
[0072]
在一些实施例方式中，所述第一阶段吹入包括：先在流量为75nl/min～85nl/min和时间为5min～10min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为45nl/min～55nl/min和时间为10mm～15min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0073]
本技术中，第一阶段吹入的积极效果是以分段吹入的方式，能使造渣剂充分同待造渣的钢水反应，形成含有充足钢渣的钢水。
[0074]
在一些实施例方式中，所述第二阶段吹入包括：先在流量为25nl/min～35nl/min和时间为10min～15min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为15nl/min～25nl/min和时间为25min～35min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0075]
本技术中，第二阶段吹入的积极效果是以分段吹入的方式，能使调渣剂充分同钢渣混合，使钢渣进一步脱氧和除硫，并且分布均匀。
[0076]
在一些实施例方式中，所述无氧气体包括氦气、氮气和氙气中的至少一种。
[0077]
实施例1
[0078]
一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂，以质量分数计，所述高铝调渣剂的化学组分包括：
[0079]
al2o3：47％，naoh：27％，cao：17％和tio2：9％，其余为铝氧化物及不可避免的杂质，其中，所述al2o3和所述tio2是都以二次铝灰为原料制备得到。
[0080]
以质量分数计，所述高铝调渣剂还包括：
[0081]
[al2o3]+[naoh]＝74％，且[cao]+[tio2]＝26％，其中[al2o3]表示al2o3的质量分数，[naoh]表示naoh的质量分数，[cao]表示cao的质量分数，[tio2]表示tio2的质量分数。
[0082]
铝灰制备al2o3和tio2的方法包括：
[0083]
分别得到二次铝灰和纳米二氧化钛粉末；
[0084]
将溶剂加入二次铝灰中，进行第一加热和过滤，得到预热后的铝灰液；
[0085]
将纳米二氧化钛粉末加入到预热后的铝灰液中，进行紫外光照，后进行第二加热和振荡，得到处理后的铝灰；
[0086]
将处理后的铝灰加入酸液中进行溶解，后静置和过滤，得到铝灰酸液；
[0087]
将铝灰酸液进行烧结，得到含氧化铝和二氧化钛的烧结粉。
[0088]
二次铝灰和二氧化钛的质量之比为2∶4.5。
[0089]
第一加热的终点温度为80℃，第一加热的时间为40min；
[0090]
第二加热的终点温度为200℃，第二加热的时间为30min。
[0091]
高铝调渣剂的平均粒径为250μm，高铝调渣剂的平均密度为4kg/cm3。
[0092]
一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂的使用方法，包括：
[0093]
s1.分别得到高铝调渣剂和造渣剂；
[0094]
s2.将造渣剂通过第一阶段吹入到待造渣的钢水中，得到造渣后钢水；
[0095]
s3.将高铝调渣剂通过第二阶段吹入到造渣后钢水中，后进行扒渣，得到纯净钢水。
[0096]
第一阶段吹入包括：先在流量为80nl/min和时间为7min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为50nl/min和时间为13min的条件下进行惰性气体的吹入。
[0097]
第二阶段吹入包括：先在流量为30nl/min和时间为13min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为20nl/min和时间为30min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0098]
无氧气体为氮气。
[0099]
实施例2
[0100]
将实施例2和实施例1相对比，实施例2和实施例1的区别在于：
[0101]
al2o3：45％，naoh：25％，cao：20％和tio2：10％，其余为铝氧化物及不可避免的杂质，其中，al2o3和tio2是都以二次铝灰为原料制备得到。
[0102]
以质量分数计，高铝调渣剂还包括：
[0103]
[al2o3]+[naoh]＝70％，且[cao]+[tio2]＝30％，其中[al2o3]表示al2o3的质量分数，[naoh]表示naoh的质量分数，[cao]表示cao的质量分数，[tio2]表示tio2的质量分数。
[0104]
二次铝灰和二氧化钛的质量之比为1∶5。
[0105]
第一加热的终点温度为70℃，第一加热的时间为35min；
[0106]
第二加热的终点温度为150℃，第二加热的时间为25min。
[0107]
高铝调渣剂的平均粒径为200μm，高铝调渣剂的平均密度为3.5kg/cm3。
[0108]
第一阶段吹入包括：先在流量为75nl/min和时间为5min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为45nl/min和时间为10min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0109]
第二阶段吹入包括：先在流量为25nl/min和时间为10min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为15nl/min和时间为25min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0110]
无氧气体包括体积比为1∶1的氦气和氙气。
[0111]
实施例3
[0112]
将实施例3和实施例1相对比，实施例3和实施例1的区别在于：
[0113]
al2o3：55％，naoh：25％，cao：15％和tio2：5％，其余为铝氧化物及不可避免的杂
质，其中，al2o3和tio2是都以二次铝灰为原料制备得到。
[0114]
以质量分数计，高铝调渣剂还包括：
[0115]
[al2o3]+[naoh]＝80％，且1[cao]+[tio2]＝20％，其中[al2o3]表示al2o3的质量分数，[naoh]表示naoh的质量分数，[cao]表示cao的质量分数，[tio2]表示tio2的质量分数。
[0116]
二次铝灰和二氧化钛的质量之比为3∶4。
[0117]
第一加热的终点温度为85℃，第一加热的时间为45min；
[0118]
第二加热的终点温度为225℃，第二加热的时间为35min。
[0119]
高铝调渣剂的平均粒径为500μm，高铝调渣剂的平均密度为4.5kg/cm3。
[0120]
第一阶段吹入包括：先在流量为85nl/min和时间为10min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为55nl/min和时间为15min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0121]
第二阶段吹入包括：先在流量为35nl/min和时间为15min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为25nl/min和时间为35min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0122]
无氧气体包括体积比为2∶3的氦气和氙气。
[0123]
实施例4
[0124]
将实施例4和实施例1相对比，实施例4和实施例1的区别在于：
[0125]
al2o3，其余为铝氧化物及不可避免的杂质，其中，al2o3和tio2是都以二次铝灰为原料制备得到。
[0126]
以质量分数计，高铝调渣剂还包括：
[0127]
[al2o3]+[naoh]＝70％，且[cao]+[tio2]＝30％，其中[al2o3]表al2o3的质量分数，[naoh]表示naoh的质量分数，[cao]表示cao的质量分数，[tio2]表示tio2的质量分数。
[0128]
二次铝灰和二氧化钛的质量之比为1∶5。
[0129]
第一加热的终点温度为70℃，第一加热的时间为35min；
[0130]
第二加热的终点温度为150℃，第二加热的时间为25min。
[0131]
高铝调渣剂的平均粒径为200μm，高铝调渣剂的平均密度为3.5kg/cm3。
[0132]
第一阶段吹入包括：先在流量为75nl/min和时间为5min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为45nl/min和时间为10min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0133]
第二阶段吹入包括：先在流量为25nl/min和时间为10min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为15nl/min和时间为25min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0134]
无氧气体为氮气。
[0135]
实施例5
[0136]
将实施例5和实施例1相对比，实施例5和实施例1的区别在于：
[0137]
al2o3：50％，naoh：30％，cao：15％和tio2：5％，其余为铝氧化物及不可避免的杂质，其中，al2o3和tio2是都以二次铝灰为原料制备得到。
[0138]
以质量分数计，高铝调渣剂还包括：
[0139]
[al2o3]+[naoh]＝80％，且[cao]+[tio2]＝20％，其中[al2o3]表示al2o3的质量分数，[naoh]表示naoh的质量分数，[cao]表示cao的质量分数，[tio2]表示tio2的质量分数。
[0140]
二次铝灰和二氧化钛的质量之比为3∶4。
[0141]
第一加热的终点温度为85℃，第一加热的时间为45min；
[0142]
第二加热的终点温度为225℃，第二加热的时间为35min。
[0143]
高铝调渣剂的平均粒径为500μm，高铝调渣剂的平均密度为4.5kg/cm3。
[0144]
第一阶段吹入包括：先在流量为85nl/min和时间为10min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为55nl/min和时间为15min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0145]
第二阶段吹入包括：先在流量为35nl/min和时间为15min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为25nl/min和时间为35min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0146]
无氧气体为体积比为2∶3的氦气和氙气。
[0147]
对比例1
[0148]
将对比例1和实施例1相比，对比例1和实施例1的区别在于：
[0149]
直接加入购置的al2o3。
[0150]
对比例2
[0151]
将对比例2和实施例1相比，对比例2和实施例1的区别在于：
[0152]
第一加热的终点温度为65℃，第一加热的时间为30min；
[0153]
第二加热的终点温度为100℃，第二加热的时间为20min。
[0154]
第一阶段吹入包括：先在流量为65nl/min和时间为2min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为40nl/min和时间为12min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0155]
第二阶段吹入包括：先在流量为20nl/min和时间为5min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为10n1/min和时间为20min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0156]
对比例3
[0157]
将对比例3和实施例1相比，对比例3和实施例1的区别在于：
[0158]
第一加热的终点温度为90℃，第一加热的时间为50min；
[0159]
第二加热的终点温度为250℃，第二加热的时间为40min。
[0160]
第一阶段吹入包括：先在流量为90nl/min和时间为15min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为60nl/min和时间为20min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0161]
第二阶段吹入包括：先在流量为40nl/min和时间为20min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为30nl/min和时间为40min的条件下进行无氧气体的吹入。
[0162]
相关实验：
[0163]
收集经过实施例1-5和对比例1-3处理的前后的钢水，检测其性能，结果如表1所示。
[0164]
相关实验的测试方法：
[0165]
硫含量：先按照gb/t14265-2017分别检测待处理前的钢水和处理后的钢水的硫含量，计算钢水中硫的脱除效率，其中，硫的脱除效率＝(待处理前的钢水的硫含量-处理后的钢水的硫含量)/待处理前的钢水的硫含量
[0166]
脱硫脱氧铁损：先按照gb/t14265-2017分别检测待处理前的钢水和处理后的钢水的铁含量，计算脱硫脱氧后的每吨钢水中的铁损失重量。
[0167]
表1
[0168]
类别硫的脱除率(％)脱硫脱氧铁损(kg/t铁)实施例1975实施例2956实施例3965
实施例4946实施例5954对比例18621对比例29010对比例38912
[0169]
表1的具体分析：
[0170]
硫的脱除率是指经过造渣和调渣后钢水的硫的脱除程度，硫的脱除率越高，说明造渣和调渣阶阶段钢水的反应越彻底，说明最后得到的钢水越纯净。
[0171]
脱硫脱氧铁损是指经过造渣和调渣后钢水中铁的损耗程度，脱硫脱氧铁损越低，说明造渣和调渣阶段对钢水中铁的损耗越低。
[0172]
从实施例1-5的数据可知：
[0173]
当采用本技术的高铝调渣剂进行调渣工序后，所得钢水的脱除率较高，并且脱硫脱氧过程的铁损较低，因此可根据实际的应用情况和实际的能耗情况，调节不同的高铝调渣剂的配比以及吹入工艺等，从而减少能耗。
[0174]
从对比例1-3的数据可知：
[0175]
当不从二次铝灰中制备含al2o3和tio2的烧结粉，同时工艺参数不在本技术的范围内，将导致钢水的脱除率较低，并且脱硫脱氧过程的铁损较高。
[0176]
本技术实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
[0177]
(1)本技术实施例所提供的高铝调渣剂，确定了以al2o3、naoh、cao和tio2作为调渣剂的可能性，并且造渣和调渣后的硫的脱除率较高，脱硫脱氧过程的铁损较低。
[0178]
(2)本技术实施例所提供的二次铝灰制备al2o3和tio2的方法，通过tio2的光催化性能，将二次铝灰中的氮化铝转换为可烧结的铝盐，从而方便氧化铝的形成，进而能的得到较为纯净的氧化铝粉末。
[0179]
(3)本技术实施例提供的方法，通过采用分段吹入的方式，使造渣和调渣阶段相对应，从而方便造渣阶段和调渣阶段的协同，使脱硫脱氧过程的铁损降低。
[0180]
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0181]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂，其特征在于，以质量分数计，所述高铝调渣剂的化学组分包括：al2o3：45％～55％，naoh：25％～30％，cao：15％～25％和tio2：5％～10％，其余为铝氧化物及不可避免的杂质，其中，所述al2o3和所述tio2是部以二次铝灰为原料制备得到。2.根据权利要求1所述的高铝调渣剂，其特征在于，以质量分数计，所述高铝调渣剂还包括：65％≤[al2o3]+[naoh]≤80％，且15％≤[cao]+[tio2]≤35％，其中[al2o3]表示al2o3的质量分数，[naoh]表示naoh的质量分数，[cao]表示cao的质量分数，[tio2]表示tio2的质量分数。3.根据权利要求1所述的高铝调渣剂，其特征在于，所述铝灰制备所述al2o3和所述tio2的方法包括：分别得到二次铝灰和纳米二氧化钛粉末；将溶剂加入所述二次铝灰中，进行第一加热和过滤，得到预热后的铝灰液；将纳米二氧化钛粉末加入到预热后的所述铝灰液中，进行紫外光照，后进行第二加热和振荡，得到处理后的铝灰；将处理后的所述铝灰加入酸液中进行溶解，后静置和过滤，得到铝灰酸液；将所述铝灰酸液进行烧结，得到含氧化铝和二氧化钛的烧结粉。4.根据权利要求3所述的高铝调渣剂，其特征在于，所述二次铝灰和所述二氧化钛的质量之比为1～3∶4～5；所述紫外光照的时间为10min～20min。5.根据权利要求3所述的高铝调渣剂，其特征在于，所述第一加热的终点温度为70℃～85℃，所述第一加热的时间为35min～45min；所述第二加热的终点温度为150℃～225℃，所述第二加热的时间为25min～35min。6.根据权利要求3所述的高铝调渣剂，其特征在于，所述高铝调渣剂的平均粒径为200μm～500μm，所述高铝调渣剂的平均密度为3.5kg/cm3～4.5kg/cm3。7.一种使用如权利要求1-6任一项所述的高铝调渣剂的方法，其特征在于，所述方法包括：分别得到高铝调渣剂和造渣剂；将所述造渣剂通过第一阶段吹入到待造渣的钢水中，得到造渣后钢水；将所述高铝调渣剂通过第二阶段吹入到所述造渣后钢水中，后进行扒渣，得到纯净钢水。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一阶段吹入包括：先在流量为75n1/min～85nl/min和时间为5min～10min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为45n1/min～55nl/min和时间为10min～15min的条件下进行无氧气体的吹入。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二阶段吹入包括：先在流量为25n1/min～35nl/min和时间为10min～15min的条件下进行无氧气体的吹入，后在流量为15n1/min～25nl/min和时间为25min～35min的条件下进行无氧气体的吹入。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述无氧气体包括氦气、氮气和氙气中的至少一种。

技术总结
本申请涉及钢铁冶炼领域，尤其涉及一种精炼用以铝灰为原料的高铝调渣剂及其使用方法；所述高铝调渣剂的化学组分包括：Al2O3，NaOH，CaO和TiO2，其余为铝氧化物及不可避免的杂质，其中，Al2O3和TiO2是都以二次铝灰为原料制备得到；所述方法包括：分别得到高铝调渣剂和造渣剂；将造渣剂通过第一阶段吹入到待造渣的钢水中，得到造渣后钢水；将高铝调渣剂通过第二阶段吹入到造渣后钢水中，后进行扒渣，得到纯净钢水；通过限定调渣用的Al2O3和TiO2都是通过二次铝灰制备得到，从而能够明确将二次铝灰应用在调渣剂中，并且TiO2能够有助于石灰的溶解，使造渣剂能够充分脱除钢水中的杂质，完成调渣阶段，实现二次铝灰用于钢渣的调渣阶段的目的。的。的。


技术研发人员：朱万港
受保护的技术使用者：商丘市商鼎耐火材料有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8