專利名稱：一種利用鋼水精煉廢渣制備的精煉渣及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼鐵冶金廢渣的循環(huán)利用方法，具體涉及ー種利用鋼水精煉廢渣制備的精煉渣及其方法。
背景技術(shù)：
為獲得更好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的鋼水，提高鋼材質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間和簡(jiǎn)化工藝過程，爐外精煉已成為各鋼廠不可或缺的エ藝過程。但隨之而來則是大量精煉廢渣的出現(xiàn)，08年我國(guó)就產(chǎn)生精煉廢渣500 1000萬噸。精煉廢渣具有以下特點(diǎn)堿度高，精煉廢渣中富含CaO和Al2O3，其中CaO高達(dá)50%左右。CaO具有較強(qiáng)的脫硫能力，是煉鋼爐外精煉渣系中真正起到脫硫、脫磷作用的成分。理論上以精煉廢渣作為精煉渣進(jìn)行精練，可以縮短化渣時(shí)間，降低電耗。但由于CaO其熔點(diǎn)很高，常常需要加入助熔劑CaF2,以降低成渣溫度，保證精煉質(zhì)量。但隨著對(duì)健康，環(huán)保要求的提高，CaF2的使用愈來愈受到限制，因此精煉廢渣作為受到制約。具有循環(huán)使用時(shí)化渣快，成渣性能好。目前國(guó)內(nèi)對(duì)鋼包精煉廢渣的利用一般是將鋼包精煉廢渣倒入渣盤運(yùn)到渣場(chǎng)處理，處理后的廢渣用作鋪路的路基或用來制備水泥，這樣處理需要大量的場(chǎng)地存放，并容易造成環(huán)境污染；另外，就是將鋼包精煉廢渣冷卻處理后配入一定的粘結(jié)劑造球，干燥后加入轉(zhuǎn)爐作造渣劑或?qū)珶拸U渣進(jìn)行加工處理后返回爐外精煉過程應(yīng)用，但這種對(duì)精煉廢渣的利用沒有脫離采用CaF2作助熔劑的范疇，還會(huì)造成氟對(duì)環(huán)境的污染。查有關(guān)精煉廢渣的利用中國(guó)發(fā)明專利有(申請(qǐng)?zhí)?00910264646. X)含硫精煉廢渣用于精煉渣的利用方法，提出采用高溫分解精煉廢渣中的有害成分CaS，然后再用于精煉，此法需經(jīng)高溫焙燒，増加了能量損耗，在回用精煉過程中也會(huì)采用助熔劑CaF2,造成氟污染。并且，該專利采用自然冷卻粉化的方法回收精煉廢渣，導(dǎo)致大部分精煉廢渣無法利用，降低了精煉廢渣的再利用率。(申請(qǐng)?zhí)?00910029248. X) 一種鋼包精煉用防粘渣無氟調(diào)渣劑及制備方法和使用方法，提出采用活性石灰、鋁礬土和硼酐制備無氟調(diào)渣劑，該方法能有效控制精煉設(shè)備粘渣，無氟污染等優(yōu)點(diǎn)，但其僅是精煉過程中的調(diào)渣劑，不能単獨(dú)作精煉渣使用，并且所用原料均為天然資源，對(duì)資源供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)造成較大壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開ー種利用鋼水精煉廢渣制備的精煉渣及其方法，提出以高堿度的精煉廢渣為主要原料，以B2O3為助熔劑制備精煉渣，提高其作為精煉渣的循環(huán)利用率，進(jìn)而消除精煉廢渣逐年積累，對(duì)環(huán)境造成的破壞和對(duì)資源的浪費(fèi)，同時(shí)也可減輕氟污染并提高造渣速度和冶煉穩(wěn)定性。本發(fā)明的目的在于利用高堿度的精煉廢渣，通過以高堿度的精煉廢渣為主要原料，以B2O3為助熔劑制備精煉渣，提高其作為精煉渣的循環(huán)利用率，進(jìn)而消除精煉廢渣逐年積累對(duì)環(huán)境造成的破壞和對(duì)資源的浪費(fèi)，同時(shí)也可減輕氟對(duì)環(huán)境造成的污染并提高精煉造渣速度和冶煉穩(wěn)定性。
本發(fā)明提供了ー種利用鋼水精煉廢渣制備的精煉渣，它是以高堿度的精煉廢渣為原料，以B2O3為助熔劑制備精煉渣，另外加入成分調(diào)節(jié)劑及粘結(jié)劑，其原料組成按百分比分別為精煉廢渣50 % 94 %，助熔劑B2O3粉末5 % 20 %，成分調(diào)節(jié)劑生石灰O % 27 %，粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉粉末1% 3%。具體方法如下回收精煉廢渣，自然冷卻粉化后再經(jīng)機(jī)械破碎，除鐵，過80目篩，取篩下細(xì)粉，主要是回收有用的精煉廢渣，避免不必要的雜質(zhì)返回精煉爐，對(duì)鋼水質(zhì)量產(chǎn)生影響，分析成分；然后，根據(jù)精煉廢渣成分，按質(zhì)量百分比分別取精煉廢渣50% 94%，成分調(diào)節(jié)劑生石灰O % 27 %，助熔劑B2O3粉末5 % 20 %，粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉粉末I % 3 % ;將上述原料進(jìn)行混合后，經(jīng)成球機(jī)，制成粒度5 30mm的球形顆粒，在105°C下烘干四小時(shí)而成。其中，精煉廢渣自然粉化就是在精煉廢渣自然冷卻過程中，通過晶型轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的體積膨脹，使廢渣細(xì)化成粉狀，以節(jié)省機(jī)械破碎廢渣的能量；自然粉化的廢渣粒度不均，且有些精煉廢渣不易粉化或不能粉化，因此為了提高廢渣的利用率，改善精煉渣質(zhì)量，對(duì)經(jīng)5 天 7天自然粉化后的廢渣進(jìn)行機(jī)械破碎。除鐵主要是采用磁選方法去除廢渣中的殘鐵及鐵的氧化物，避免對(duì)鋼水產(chǎn)生二次氧化；過80目篩的目的是進(jìn)一歩去除不易粉化的含鐵成分和其他不易粉化的礦相及雜質(zhì)，防止對(duì)鋼水造成二次污染，同時(shí)保證廢渣具有一定的比表面積，便于和助熔劑充分混合；分析成分的目的是根據(jù)廢渣成分變化，調(diào)整助熔劑和生石灰加入量，以達(dá)到最佳精煉效果；生石灰(CaO)是精煉渣中脫硫、脫磷的主要成分，根據(jù)廢渣成分調(diào)節(jié)生石灰加入量，實(shí)現(xiàn)精煉渣成分和精煉效果穩(wěn)定；B203粉末是主要的助熔劑，可根據(jù)廢渣中Al2O3含量進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)樵谠抵蠥l2O3也具備一定的助熔作用，因此，當(dāng)廢渣中Al2O3含量較高吋，B2O3可取靠近下限的較低值，相反，當(dāng)廢渣中Al2O3含量較低吋，B2O3可取靠近上限的較高值，保證精煉渣具有較好的精煉效果；羧甲基纖維素鈉粉末在本產(chǎn)品中作粘結(jié)劑使用，提高成球過程的粘結(jié)力，改善球形精煉渣顆粒的強(qiáng)度；采用機(jī)械攪拌混合，目的是使各成分混合均勻，有利于降低熔化溫度，改善精煉效果；粒度控制在5 30_，因?yàn)榱６仁潜ＷC精煉渣成渣速度和具有良好反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件的關(guān)鍵因素，尺寸太大則成渣速度慢，尺寸過小則易造成飛散和揚(yáng)塵；烘干的目的是去除精煉渣顆粒所含的吸附水，避免生石灰水化和對(duì)鋼水造成二次氧化。采用105°C烘干是因?yàn)楹娓蓽囟鹊蛣t所需時(shí)間長(zhǎng)，烘干效果差，溫度過高則容易使顆粒炸裂或形成裂紋，影響顆粒強(qiáng)度和精煉質(zhì)量。使用本發(fā)明制備的精煉渣可使經(jīng)精煉處理(以LF爐精煉為例)后鋼水中硫含量達(dá)到IOppm 50ppm范圍內(nèi)，與合成精煉洛和預(yù)熔精煉洛脫硫效果相當(dāng)。同時(shí)，使用本精煉渣可以明顯減少精煉渣排放，以年產(chǎn)1000萬噸的鋼鐵企業(yè)為例，如均進(jìn)行精煉處理，則其毎年可產(chǎn)生精煉廢渣20萬噸左右，按照本發(fā)明方法廢渣的利用率可達(dá)80%，則每年可減少精煉廢渣排放16萬噸，可有效降低鋼廠粉塵污染和廢物排放量，改善エ廠環(huán)境，對(duì)企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。同時(shí)，每使用一噸回收精煉廢渣還可節(jié)省大量制造合成精煉渣和預(yù)熔精煉渣的天然資源，并減輕了氟污染，在不影響煉鋼質(zhì)量的情況下，能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式下面介紹本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例
實(shí)施例I將從鋼廠回收的精煉廢渣存放一星期，待其自然粉化后再經(jīng)機(jī)械破碎，經(jīng)磁選去鐵，然后用80目篩子進(jìn)行篩分，取篩下物稱重及分析成分。按質(zhì)量百分比分別取精煉廢渣粉60 %，B2O3II %，生石灰27 %，羧甲基纖維素鈉粉末2 %，將上述原料進(jìn)行混合，經(jīng)成球機(jī)制成粒度15mm左右的球団，然后在105°C烘箱中經(jīng)四小時(shí)烘干而成。使用本產(chǎn)品對(duì)中低碳鋼鋼水進(jìn)行精煉處理，噸鋼加入量為15kg/t，處理時(shí)間35min，脫硫率91 %，鋼中硫含量為IOppm0實(shí)施例2將從鋼廠回收的精煉廢渣存放一星期，待其自然粉化后再經(jīng)機(jī)械破碎，經(jīng)磁選去鐵，然后用80目篩子進(jìn)行篩分，取篩下物稱重及分析成分。按質(zhì)量百分比分別取精煉廢渣粉50 %，B20320 %，生石灰27 %，羧甲基纖維素鈉粉末3 %，將上述原料進(jìn)行混合，經(jīng)成球機(jī) 制成粒度5mm左右的球団，然后在105°C烘箱中經(jīng)四小時(shí)烘干而成。使用本產(chǎn)品對(duì)中低碳鋼鋼水進(jìn)行精煉處理，噸鋼加入量為15kg/t，處理時(shí)間35min，脫硫率85%，鋼中硫含量為22ppm。實(shí)施例3將從鋼廠回收的精煉廢渣存放一星期，待其自然粉化后再經(jīng)機(jī)械破碎，經(jīng)磁選去鐵，然后用80目篩子進(jìn)行篩分，取篩下物稱重及分析成分。按質(zhì)量百分比分別取精煉廢渣粉94%，B2035%，生石灰0%，羧甲基纖維素鈉粉末I %，將上述原料進(jìn)行混合，經(jīng)成球機(jī)制成粒度30mm左右的球団，然后在105°C烘箱中經(jīng)四小時(shí)烘干而成。使用本產(chǎn)品對(duì)中低碳鋼鋼水進(jìn)行精煉處理，噸鋼加入量為15kg/t，處理時(shí)間35min，脫硫率70%，鋼中硫含量為50ppmo實(shí)施例4將從鋼廠回收的精煉廢渣存放一星期，待其自然粉化后再經(jīng)機(jī)械破碎，經(jīng)磁選去鐵，然后用80目篩子進(jìn)行篩分，取篩下物稱重及分析成分。按質(zhì)量百分比分別取精煉廢渣粉70 %，B2O3IO %，生石灰18 %，羧甲基纖維素鈉粉末2 %，將上述原料進(jìn)行混合，經(jīng)成球機(jī)制成粒度20mm左右的球団，然后在105°C烘箱中經(jīng)四小時(shí)烘干而成。使用本產(chǎn)品對(duì)中低碳鋼鋼水進(jìn)行精煉處理，噸鋼加入量為15kg/t，處理時(shí)間35min，脫硫率80%，鋼中硫含量為30ppmo實(shí)施例5將從鋼廠回收的精煉廢渣存放一星期，待其自然粉化后再經(jīng)機(jī)械破碎，經(jīng)磁選去鐵，然后用80目篩子進(jìn)行篩分，取篩下物稱重及分析成分。按質(zhì)量百分比分別取精煉廢渣粉80 %，B2O3S %，生石灰10 %，羧甲基纖維素鈉粉末2 %，將上述原料進(jìn)行混合，經(jīng)成球機(jī)制成粒度25mm左右的球団，然后在105°C烘箱中經(jīng)四小時(shí)烘干而成。使用本產(chǎn)品對(duì)中低碳鋼鋼水進(jìn)行精煉處理，噸鋼加入量為15kg/t，處理時(shí)間35min，脫硫率75%，鋼中硫含量為40ppmo
權(quán)利要求
1.ー種利用鋼水精煉廢渣制備的精煉渣，其特征在干，以高堿度的精煉廢渣為原料，以B2O3為助熔劑制備精煉渣，另外加入成分調(diào)節(jié)劑及粘結(jié)劑，其原料組成按百分比分別為精煉廢渣50 % 94 %，助熔劑B2O3粉末5 % 20 %，成分調(diào)節(jié)劑生石灰O % 27 %，粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉粉末1% 3%。
2.權(quán)利要求I所述的ー種利用精煉廢渣制備的精煉渣的制備方法，其特征在于，其制備的エ藝過程是這樣的 回收精煉廢渣，自然冷卻粉化后再經(jīng)機(jī)械破碎，除鐵，過80目篩，取篩下細(xì)粉，分析成分；然后，根據(jù)精煉廢渣成分，按質(zhì)量百分比分別取精煉廢渣50% 94%，成分調(diào)節(jié)劑生石灰O % 27 %，助熔劑B2O3粉末5 % 20 %，粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉粉末I % 3 % ;將上述原料進(jìn)行混合后，經(jīng)成球機(jī)，制成粒度5 30mm的球形顆粒，在105°C下烘干四小時(shí)而成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種利用鋼水精煉廢渣制備的精煉渣及其方法，通過以高堿度的精煉廢渣為主要原料，以B2O3為助熔劑制備精煉渣，其質(zhì)量百分比分別取精煉廢渣50％～94％，助熔劑B2O3粉末5％～20％，成分調(diào)節(jié)劑生石灰0％～27％，粘結(jié)劑羧甲基纖維素鈉粉末1％～3％；其制備工藝為，回收精煉廢渣，自然冷卻粉化后再經(jīng)機(jī)械破碎；除鐵，過80目篩，取篩下細(xì)粉，分析成分；然后，按比例將上述原料進(jìn)行混合后，經(jīng)成球機(jī)，制成粒度5～30mm的球形顆粒，在105℃下烘干四小時(shí)而成。本發(fā)明利用精煉廢渣制備精煉渣，提高其循環(huán)利用率，進(jìn)而消除精煉廢渣逐年積累對(duì)環(huán)境造成的破壞和對(duì)資源的浪費(fèi)，同時(shí)也可減輕氟對(duì)環(huán)境造成的污染并提高精煉造渣速度和冶煉穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C21C7/076GK102719621SQ20111007781
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者劉常鵬, 張?zhí)熨x, 李衛(wèi)東, 王東山, 耿繼雙, 袁玲, 賈振, 馬光宇 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司