CN103320576A

CN103320576A - 精炼渣倒铁水包回收利用方法

Info

Publication number: CN103320576A
Application number: CN2013102291628A
Authority: CN
Inventors: 赵珉; 李长新; 李作鑫; 胡勤东; 张炳光; 徐学永; 曹运涛; 路长艳
Original assignee: Jinan Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Jinan Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2013-06-09
Filing date: 2013-06-09
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-06-09
Also published as: CN103320576B

Abstract

本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种精炼渣倒铁水包回收利用方法。一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，该方法包括下述的步骤：鱼雷罐铁水→铁包兑铁→KR铁水预处理/KR扒渣→转炉冶炼→LF精炼→精炼渣进入铸机→回余精炼渣倒入铁包→铁包兑铁，重复上述的过程。本发明的有益效果在于，对精炼渣进行有效回收，对其相关特性的二次充分利用，实现了铁水脱硫，有效降低了KR脱硫成本；精炼渣含浇余钢水100%的回收利用，降低了钢铁料消耗；精炼渣具有一定的温度，漂浮于渣铁界面上起到了良好的保温作用；简化了工艺流程，精炼渣铁水脱硫仅在KR扒渣处理即可完成脱硫，为转炉生产组织赢得时间。

Description

精炼渣倒铁水包回收利用方法

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，具体涉及一种精炼渣倒铁水包回收利用方法。

背景技术

在冶炼技术领域中，铁水脱硫已成为现代钢铁冶金企业优化工艺流程的重要组成工序之一，铁水脱硫成为提高钢质、扩大品种、改善炼钢操作、减轻冶炼负担，减少造渣料消耗及冶炼成本的重要手段，降低钢种的硫含量有利于提高钢的机械、工艺等性能。

现有的冶炼方法是：

鱼雷罐铁水 → 铁包兑铁 → KR铁水预处理 → 转炉冶炼 → LF精炼 → 精炼渣进入铸机 →精炼渣倒渣场。

现KR铁水脱硫以石灰为基料，通过机械搅拌实现脱硫；但过程控制增加了成本、污染环境、一定程度三影响正常转炉冶炼组织。而精炼渣自铸机浇完钢后，直接作为工业废物，倒入渣盆，转运至渣场，对于高还原性、高碱度得精炼渣以及铸机的浇余钢水等未能得到充分的利用和回收，进而造成资源的浪费。具体存在问题如下：

由于铁水包与钢水包吊运路线不在同一个天车跨，因此将精炼渣倒铁水包回收实施难度较大，如不进行厂房结构改造，对生产组织、回收效果及比例的提高均有较大影响，若将厂房进行改造，即通过过跨车连接铁水跨和钢包跨，这将增加改造投资费用，因此先从精炼渣渣性分析是否具备出铁过程渣洗脱硫条件。

根据曼内斯曼指数(M)原理：M=R/Al₂O₃=(CaO/SiO₂)/Al₂O₃=0.25～0.35，说明当M=0.25～0.35时，钢渣具有较好的脱硫效果。下表为精炼渣中CaO、SiO₂、Al₂O₃的成分范围：

Figure 2013102291628100002DEST_PATH_IMAGE001

按照上述成分范围，曼内斯曼指数(M)：M=R/Al₂O₃=(CaO/SiO₂)/Al₂O₃=0.13～0.55；根据理论曼内斯曼指数脱硫效果分布范围和现精炼渣曼内斯曼指数内分布比重：（0.35-0.25）/（0.55-0.13）×100%=24%；理论计算说明现精炼渣中近1/4具有良好的脱硫效果，其余3/4有部分脱硫能力，鉴于理论数据对精炼渣倒铁包脱硫能力的计算，初步认为脱硫能力一般，因此未立即组织进行现场试验；

KR铁水预处理成本较高，吨钢成本8元/吨钢；

KR处理为强搅拌，加料方式为喷吹式造成严重的环境污染；

组织铁水预处理给转炉生产组织带来一定影响；

精炼渣铸机浇完后直接倒入渣场，作为工业垃圾，其高碱度、强还原性的特点是一种漠视浪费；

铸机为控制下渣，精炼渣同时伴随有一定的浇余钢水，随同精炼渣废弃，严重影响了钢铁料的收得率。

因此需要针对上述的技术问题进行改进，一种提高钢铁料的收得率的精炼渣倒铁水包回收利用方法。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种提高钢铁料的收得率的精炼渣倒铁水包回收利用方法。本发明的方法充分利用精炼渣流动性好、具有一定粘度、有较强的还原性而且其渣系主要成分构成为CaO-Al₂O₃系，且该渣系碱度R均大于6，该渣系完全符合铁水脱硫要求。

先前部分精炼渣通过钢包进行回收，随精炼渣通过钢包循环次数的增加，由于适当补加了顶渣，炉渣碱度提高，但是由于精炼处理过程中需要加入铝线、铝粒，导致渣中Al₂O₃含量相应升高，同时由于渣中Al₂O₃含量的升高比炉渣碱度升高的幅度相对要大，所以炉渣的曼内斯曼指数逐渐下降而偏离0.25～0.35的最佳范围，脱硫能力相应下降。原则上精炼渣可以进行3次循环利用，但是在实际实施上我厂精炼渣在钢包循环1～2次的比例约占总循环次数的92.31%，为保证其脱硫能力，原则上渣3不再循环使用，除非铸机反映钢包中可能有浇余钢，方才安排倒去部分渣子后进入循环。精炼渣成份见下表：

通过进一步对精炼渣渣性的分析，由脱硫反应式：[FeS]+(CaO)=(CaS)+[FeO]，钢渣脱硫能力用分配系数Ls表示：Ls=(%S)/[%S]

把表中的数据代入上式，则Ls0=91.38；Ls1=96.83；Ls2=101.22；Ls3=87.78。因此，随着精炼渣循环次数的增加，Ls开始是上升的，但循环利用3次以后就开始下降，脱硫速率相应开始降低。从精炼渣实际检测成份来分析计算曼内斯曼指数（M）均在0.25～0.35的最佳范围，该渣性利于脱硫。

通过对精炼渣渣性的进一步分析，我们认为精炼渣碱度R均大于6，低氧化性（FeO≤1%）且具有一定的温度(1400℃以上)，完全符合铁水脱硫热力学条件，虽然随着循环次数的增加Al₂O₃含量增加对曼内斯曼指数有一定影响，影响了脱硫效率，但是循环次数增加使得渣量增加明显，提高了精炼渣的S容量，弥补了曼内斯曼指数逐渐下降而偏离0.25～0.35的最佳脱硫范围造成的影响。

综上，本发明人发明了一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，该方法包括下述的步骤：

鱼雷罐铁水 → 铁包兑铁 → KR铁水预处理 / KR扒渣 → 转炉冶炼 → LF精炼 → 精炼渣进入铸机 → 回余精炼渣倒入铁包 → 铁包兑铁，重复上述的过程。

在生产过程中，根据KR取样结果的S含量及冶炼钢水所需入炉铁水S含量要求的来判断进行KR铁水预处理或者是仅需KR扒渣处理，如通过出铁渣洗后铁水S含量满足冶炼钢种入炉铁水S含量要求，即可仅在KR进行扒渣后直接吊运至转炉冶炼；若出铁渣洗后铁水S含量不能满足冶炼钢种入炉铁水S含量要求，则需通过KR工序进一步按需进行搅拌脱硫，扒渣后取样，根据二次取样结果是否满足冶炼条件判断直接吊运至转炉冶炼或继续处理。

按原KR脱硫比例为45%，投用本发明的方法后脱硫比例降至36.9%；脱硫效率由原来每100Kg脱硫剂脱硫百分数2.45提高至每100Kg脱硫剂脱硫百分数3.2，铁水温度损失较原来ＫＲ处理时降低8℃；

KR扒渣按照铁水脱硫程度要求分为三级：深脱硫（脱硫剂用量7kg/t铁）执行一级扒渣要求扒渣露出铁水面3/4以上；中脱硫（脱硫剂用量5kg/t铁）执行二级扒渣要求扒渣露出铁水面1/2以上；浅脱硫（（脱硫剂用量5kg/t铁））执行三级扒渣要求扒渣露出铁水面1/4以上。

通过本发明工艺的实施，KR深脱比例由原来81%降至65.5％，部分应深脱处理的铁水通过出铁过程渣洗，只需经KR中脱、浅脱处理或仅通过扒渣处理，即可满足冶炼标准；深脱硫KR脱硫剂单耗由原来7.2kg/吨铁降至6.3kg/吨铁。

KR处理的脱硫剂为氧化钙和氟化钙的混合物，深脱硫加入量为6.3kg/吨铁，脱硫时间为10-15min，脱硫至其硫含量小于0.005％；

脱硫剂中氧化钙和氟化钙要求分别大于80％和6％，目前KR搅拌脱硫采用脱硫剂为电石粉（CaC_２）和石灰系即为目前广泛使用脱硫剂；电石粉因运输储存难度大且成本高使用较少。

铁包兑铁步骤中，利用精炼渣高温液态特性以及其高碱度高还原特性，精炼渣碱度R≥6，且其在精炼通过铝系脱氧剂进行充分还原造渣，该渣已成还原特性其Al_２O_３大于30％；兑铁过程中至鱼雷罐至铁水包落差大于8m，对充分搅拌精炼渣创造了良好条件。

铁包兑铁过程中，出铁的速度为20-25吨/分钟，当出铁到75-80吨时，如出现沸腾反应，则立即停止出铁，待液面平稳之后，再采用小流量出铁，所述的小流量出铁的流速控制在15-20吨/分钟；

如没有出现沸腾反应，按照18-20吨/分钟的速度出铁，以保证铁液能搅动精炼渣为准。

如铁水兑铁后，经过KR扒渣处理，所述的KR扒渣按照铁水脱硫程度要求分为三级：

深脱硫执行一级扒渣要求，扒渣露出铁水面3/4以上，脱硫剂用量7kg/t铁；

中脱硫执行二级扒渣要求扒渣露出铁水面1/2以上，脱硫剂用量5kg/t铁；

浅脱硫执行三级扒渣要求扒渣露出铁水面1/4以上，脱硫剂用量3kg/t铁。

KR处理的脱硫剂为氧化钙和氟化钙的混合物，深脱硫加入量为5.8-6.8kg/ 吨铁，脱硫时间为10-15min，脱硫至其硫含量小于0.005％；

脱硫剂中氧化钙和氟化钙分别大于80％和6％，优选的为氧化钙和氟化钙分别为85％和10％。

铁包兑铁步骤中，精炼渣碱度R≥6；兑铁过程中至鱼雷罐至铁水包落差大于8m。

KR处理的脱硫剂为氧化钙和氟化钙的混合物，深脱硫加入量为6.3kg/ 吨铁，脱硫时间为12min，脱硫至其硫含量小于0.005％。

本发明的有益效果在于，对精炼渣进行有效回收，对其相关特性的二次充分利用，实现了铁水脱硫，有效降低了KR脱硫成本；

精炼渣含浇余钢水100%的回收利用，降低了钢铁料消耗；

利用鱼雷罐与倒灌坑铁包之间的高度差，将出铁铁水势能转化为铁水包内渣铁搅拌的动能，对铁水进行渣洗，出铁完毕后与铁水充分反应的精炼渣基本完成了脱硫任务；

精炼渣具有一定的温度，漂浮与渣铁界面上起到了良好的保温作用；

简化了工艺流程，精炼渣铁水脱硫仅在KR扒渣处理即可完成脱硫，为转炉生产组织赢得时间；

精炼渣具有良好的粘度，不仅在出铁时有效促进脱硫，同时，也有利于扒渣，降低了KR预处理的扒渣铁损；

有效降低了铁水预处理的成本以及避免了KR强搅拌脱硫导致的环境污染；

该项发明能够充分利用废旧资源，使资源得到最大化利用，实现精炼渣闭环使用，为绿色冶炼创造了条件，符合冶金行业绿色环保及发展循环经济理念。

附图说明

图1传统方法炼钢工艺流程图；

图2为本发明的方法炼钢工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不以此限制本发明。

实施例1

本实施例中，炼钢方法如下：

KR处理的脱硫剂为氧化钙和氟化钙的混合物，深脱硫加入量为6.3kg/ 吨铁，脱硫时间为12min，脱硫至其硫含量小于0.005％。脱硫剂中氧化钙和氟化钙分别为85％和10％。

精炼渣碱度R≥6；兑铁过程中至鱼雷罐至铁水包落差大于8m。

本发明的工艺实施前后主要技术参数变化：

实施例2

本实施例中，炼钢方法如下：

铁包兑铁过程中，出铁的速度为20吨/分钟左右，当出铁到75吨左右时，如出现沸腾反应，则立即停止出铁，待液面平稳之后，再采用小流量出铁，所述的小流量出铁的流速控制在18吨/分钟；

如没有出现沸腾反应，按照20吨/分钟左右的速度出铁，以保证铁液能搅动精炼渣为准。

中脱硫执行二级扒渣要求，扒渣露出铁水面1/2以上，脱硫剂用量5kg/t铁；

浅脱硫执行三级扒渣要求，扒渣露出铁水面1/4以上，脱硫剂用量3kg/t铁。

KR处理的脱硫剂为氧化钙和氟化钙的混合物，深脱硫加入量为5.8kg/ 吨铁，脱硫时间为12min，脱硫至其硫含量小于0.005％。

脱硫剂中氧化钙和氟化钙用量分别为85％和10％。

精炼渣碱度R≥6；兑铁过程中至鱼雷罐至铁水包落差大于8m。

实施例3

本实施例中，炼钢方法如下：

铁包兑铁过程中，出铁的速度为25吨/分钟左右，当出铁到78吨左右时，如出现沸腾反应，则立即停止出铁，待液面平稳之后，再采用小流量出铁，所述的小流量出铁的流速控制在18吨/分钟；

KR处理的脱硫剂为氧化钙和氟化钙的混合物，深脱硫加入量为6.8kg/ 吨铁，脱硫时间为15min，脱硫至其硫含量小于0.005％。

脱硫剂中氧化钙和氟化钙用量分别为85％和10％。

精炼渣碱度R≥6；兑铁过程中至鱼雷罐至铁水包落差大于8m。

Claims

1.一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，该方法包括下述的步骤：

2.如权利要求1所述的一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，其特征在于，所述的铁包兑铁过程中，出铁的速度为20-25吨/分钟，当出铁到75-80吨时，如出现沸腾反应，则立即停止出铁，待液面平稳之后，再采用小流量出铁，所述的小流量出铁的流速控制在15-20吨/分钟；

3.如权利要求1所述的一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述的一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，其特征在于，所述的KR处理的脱硫剂为氧化钙和氟化钙的混合物，深脱硫加入量为5.8-6.8kg/ 吨铁，脱硫时间为10-15min，脱硫至其硫含量小于0.005％。

5.如权利要求1所述的一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，其特征在于，脱硫剂中氧化钙和氟化钙分别大于80％和6％。

6.如权利要求1所述的一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，其特征在于，所述的铁包兑铁步骤中，精炼渣碱度R≥6；兑铁过程中至鱼雷罐至铁水包落差大于8m。

7.如权利要求1所述的一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，其特征在于，所述的KR处理的脱硫剂为氧化钙和氟化钙的混合物，深脱硫加入量为6.3kg/ 吨铁，脱硫时间为12min，脱硫至其硫含量小于0.005％。

8.如权利要求1所述的一种精炼渣倒铁水包回收利用方法，其特征在于，所述的脱硫剂中氧化钙和氟化钙分别为85％和10％。