CN102181588B - 炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法，其特征在于：将炼钢产生的精炼铸余渣进行回收，进行常规的处理，得到干燥的块状和/或粉状铸余渣；在转炉炼钢时，铸余渣作为助熔化渣剂，通过转炉的废钢料槽随废钢或高位料仓随第一批石灰加入转炉中，加入的量为，20—30千克/吨钢；粉状铸余渣中按照2—5:3—8的比例加入石灰，干压成球，粒度为20-40mm，在出钢过程中通过炉后料仓加入钢包中；将铸余渣加入脱硫剂中，铸余渣加入量为脱硫剂重量的30%—50%。本发明的方法，将炼钢产生的铸余渣回收、处理后，得到循环利用，节约水热处理所需的大量水资源，不产生蒸汽和粉尘，对周围环境不产生污染；使铸余渣作为炼钢过程的资源能得到最大化利用。

Description

炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法
技术领域
本发明涉及一种钢铁工业产生的炉渣在炼钢中的循环利用方法，尤其是炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法。本申请所述精炼铸余渣泛指：经LF钢包炉等精炼方式处理后的钢包顶渣。
背景技术
钢铁工业是能源密集、资源密集型的冶金行业，2009年我国粗钢产量达到5.68亿吨，占世界粗钢总产量的46.41%。炉渣占钢铁工业固体废物的主要部分，高炉渣约占钢产量的30%，转炉渣约占钢产量的12%，精炼渣约占钢产量的3%。随着钢铁工业的快速发展，钢铁渣的数量随之增加，钢铁渣的“零排放”成为钢铁工业走循环经济道路，实现可持续发展的重要问题。有效、合理地利用好钢铁冶炼生产过程中产生的固体废弃物已经成为各大钢铁企业亟待解决的问题。
对于高炉炉渣由于其成分接近于硅酸盐水泥，并且渣中无游离的(CaO)存在，现基本全作为水泥基料。而对于炼钢炉渣（含炼钢渣及精炼后铸余炉渣）由于碱性高，渣中游离f (CaO)高，在没有经特殊处理的条件下不能如高炉渣一样，作为水泥基料，甚至也不能作铺路材料，因此其回收利用一直受到限制。并且该渣由于冷却过程中存在相变，放置渣场自由冷却时会因发生相变出现自动粉化，粉化后的炉渣粒度在200目以上，体积成倍增加，这给储藏、堆放、运输都带来困扰。
目前国内尚未形成单独针对炼钢厂精炼铸余渣的处理工艺，大多数都是按转炉渣的处理工艺处理后，将其中的渣铁回收加以利用。由于该工艺存在的局限性，处理过程中需要喷洒大量水，而且处理周期较长。现场容易产生大量的蒸汽和粉尘，给周围环境造成极大的影响。处理后的尾渣因含有大量游离氧化钙f（CaO）、游离氧化镁f（MgO），一直都未能得到很好的利用。某些炼钢厂，已经堆放了大量的尾渣，既污染环境又占用土地；更为重要的是：铸余渣（炼钢精炼后铸余炉渣）本身就是一种资源，通过采取合理的回收方式，就能够实现在炼钢厂循环利用，发挥其精炼能力，实现精炼铸余渣资源的最大化利用，有利于钢铁厂发展低碳经济，循环经济。
发明内容
本发明针对现有技术钢厂精炼铸余渣在炼钢中基本没有得到循环利用、经热泼法处理需要喷洒大量水、容易产生大量的蒸汽和粉尘、污染周围环境，而且经热泼处理后的精炼铸余渣堆放时占用土地等上述不足，提供一种将精炼铸余渣在炼钢过程的多个工位进行循环利用的方法，以实现“零排放”的钢铁工业循环经济道路，使铸余渣作为炼钢过程的资源能得到最大化利用。
本发明的技术方案：炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法，其特征在于：将炼钢产生的精炼铸余渣进行回收，进行常规的冷却破碎处理、磁选分离处理、保温防粉化处理，得到干燥的块状和/或粉状铸余渣。
（1）在转炉炼钢时，铸余渣作为助熔化渣剂，通过转炉的废钢料槽随废钢或高位料仓随第一批石灰加入转炉中；铸余渣随废钢单独加入的量为，20—30千克/吨钢，铸余渣随石灰加入量为，20—30千克/吨钢；
（2）作为CAS钢包顶渣改质剂：粉状铸余渣中配入一定量活性的石灰，干压成球，粒度为20-40mm，在出钢过程中通过炉后料仓加入钢包中；铸余渣与石灰的配比比例为：2—5:3—8；
（3）作为铁水预脱硫添加剂，将铸余渣加入脱硫剂中，铸余渣加入量为脱硫剂重量的30%—50%，在铁水预脱硫工序中加入铁水包中；铸余渣粒度控制在：1—5mm，铸余渣与脱硫剂的配比比例为：2—5:3—8。
进一步的特征是：将铸余渣配入适量的常用轻质保温材料，作为铝酸钙中包覆盖剂；铸余渣与轻质保温材料的重量比例为0.5—1：0.2—0.6。
所述铸余渣与石灰的配比比例为1:1，铸余渣与脱硫剂的配比比例为1:1，所述铸余渣与轻质保温材料的重量比例为2:1。
本发明炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法，具有如下特点：
1、将炼钢产生的铸余渣回收，进行常规的冷却破碎处理、磁选分离处理、保温防粉化处理后，得到块状和/或粉状铸余渣，作为转炉炼钢助熔化渣剂、CAS钢包顶渣改质剂、铁水预脱硫添加剂、连铸中包覆盖剂等，单独或与其他组分一起加入炼钢过程的4个或5个工位，得到循环利用，使铸余渣作为炼钢过程的资源能得到最大化利用。
2、不需要对精炼铸余渣进行传统的水热处理，更不需要占用土地以堆放处理后尾渣，节约水热处理所需的大量水资源，不产生蒸汽和粉尘，对周围环境不产生污染。
3、在循环利用中，节省或降低了炼钢用石灰、铝矾土、中包覆盖剂等材料的用量，降低了炼钢成本。
附图说明
    图1是本发明精炼铸余渣综合利用工艺流程图
具体实施方式
本发明炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法，其特征在于：将炼钢产生的精炼铸余渣进行回收，进行常规的冷却破碎处理、磁选分离处理、保温防粉化处理，经筛选后，得到干燥的块状和/或粉状铸余渣；
1、在转炉炼钢时，块状铸余渣作为助熔化渣剂，通过废钢料槽随废钢或高位料仓随第一批石灰加入转炉中；铸余渣随废钢单独加入的量为，20—30千克/吨钢，铸余渣随石灰加入量为，20—30千克/吨钢；
2、作为CAS钢包顶渣改质剂：块状铸余渣中配入一定量活性的石灰（包膜石灰），干压成球，粒度为20-40mm，在出钢过程中通过炉后料仓加入钢包中；铸余渣与石灰的配比比例为：2—5:3—8；铸余渣与石灰脱硫剂加入比例范围可以适当调整，如：2:8、2:7、2:6、2:5、2:4、3:8、3:7、3:6、3:5、3:4、3:3、4:8、4:7、4:6、4:5、4:4、4:3、5:8、5:7、5:6、5:5、5:4、5:3等；
3、作为铁水预脱硫添加剂，将铸余渣加入脱硫剂中，铸余渣加入量为脱硫剂重量的30%—50%，在铁水预脱硫工序中加入铁水包中；铸余渣粒度控制在：1—5mm，脱硫剂主要是现有的石灰脱硫剂，其粒度与铸余渣粒度相同，铸余渣与石灰的配比比例为：2—5:3—8；铸余渣与石灰脱硫剂加入比例范围可以适当调整，如：2:8、2:7、2:6、2:5、2:4、3:8、3:7、3:6、3:5、3:4、3:3、4:8、4:7、4:6、4:5、4:4、4:3、5:8、5:7、5:6、5:5、5:4、5:3等；
将铸余渣配入适量的常用轻质保温材料，调整好熔点将会是低成本的铝酸钙中包覆盖剂；铸余渣与轻质保温材料的重量比例为0.5—1：0.2—0.6。
所述铸余渣与石灰的配比比例为1:1，铸余渣与脱硫剂的配比比例为1:1，所述铸余渣与轻质保温材料的重量比例为2:1。
炼钢过程产生的精炼铸余渣主要矿相为低熔点的12CaO·7 Al2O3，12CaO·7 Al2O3现钢包精炼过程都用其代替萤石作为碱性渣下的助熔剂，由于其加入可在石灰表面迅速形成一层低熔点的铝酸钙，可阻挡石灰表层高熔点硅酸二钙（硅酸二钙C2S石灰熔化的阻隔物质，当石灰加入炼钢炉中，因废钢等带入的SiO2会迅速在石灰表层形成一层硅酸二钙C2S壳层，C2S熔点为2000℃以上，其形成将阻碍石灰的熔化，是石灰熔化的阻隔物质）形成，对石灰的熔化起作积极的助熔作用。
石灰的快速熔化可促进炼钢过程脱磷效率的提高。公式（2）为脱磷的热力学表达式。该表达式表明，低温、高碱性、高氧化性有利于脱磷反应的进行。但实际生产过程中，要保证石灰的熔化，即获得高碱性渣，因C2S壳层的作用，脱磷反应都不能很好保证在低温下进行，脱磷效率的提高受到化渣的限制。因此，在低温下能获得高碱性的炉渣是脱磷反应高效化的关键。
4CaO+5[O]+2[P]=4aO.P2O5              (2)
ΔG0=-1459.8+0.6164T, KJ/mol
在炼钢炉中加入5%左右的Al2O3，由于其助熔作用可使熔池具有高的脱磷效率。但Al2O3其酸性虽只为SiO2的1/3,但毕竟为酸性氧化物，因此其过量加入会因影响熔渣碱性，使脱磷效率降低。由图反映Al2O3最大加入量须控制在6%以内。
由此，本发明将通过对铸余渣进行专门回收，并进行冷却破碎处理、磁选分离处理、保温防粉化处理，以获得块状和粉状的干燥铸余渣。
该技术的关键点为：铸余渣的分类回收、保温防粉化处理，得到块状和/或粉状干燥铸余渣。

Claims (3)

1.炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法，其特征在于：将炼钢产生的精炼铸余渣进行回收，进行常规的冷却破碎处理、磁选分离处理、保温防粉化处理，得到干燥的块状和/或粉状铸余渣；
（1）在转炉炼钢时，块状铸余渣作为助熔化渣剂，通过高炉的废钢料槽随废钢或高位料仓随第一批石灰加入转炉中；铸余渣随废钢单独加入的量为，20—30千克/吨钢，铸余渣随石灰加入量为，20—30千克/吨钢；
（2）作为CAS钢包顶渣改质剂：块状铸余渣中配入活性的石灰，干压成球，粒度为20-40mm，在出钢过程中通过炉后料仓加入钢包中；铸余渣与石灰的配比比例为：2—5:3—8；
（3）作为铁水预脱硫添加剂，将铸余渣加入脱硫剂中，在铁水预脱硫工序中加入铁水包中；铸余渣粒度控制在：1—5mm，铸余渣与脱硫剂的配比比例为：2—5:3—8。
2.根据权利要求1所述炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法，其特征在于: 将铸余渣配入常用轻质保温材料，作为铝酸钙中包覆盖剂；铸余渣与轻质保温材料的重量比例为0.5—1：0.2—0.6。
3.根据权利要求2所述炼钢厂精炼铸余渣在炼钢中的循环利用方法，其特征在于: 所述铸余渣与石灰的重量比例为1:1，铸余渣与脱硫剂的重量比例为1:1，铸余渣与轻质保温材料的重量比例为2:1。
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