冶金渣返煉鋼生產利用工藝的製作方法
2023-06-03 09:05:46 1
專利名稱：冶金渣返煉鋼生產利用工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冶金渣循環開發利用工藝，尤其是一種冶金渣返煉鋼生產利用工藝。
背景技術：
目前，在我國鋼鐵行業每年僅轉爐冶煉將產生數千萬噸各類冶煉鋼渣，這類鋼渣以下統稱冶金渣。多年來由於眾多原因，鑑於人們對冶金渣特性的認識，一直將其作為固體廢棄物(俗稱固廢)，使其得不到合理利用，長期佔用場地和汙染環境，同時冶金渣中還含有很多可以加以利用的有效成分被白白扔掉，這樣不僅浪費了資源，而且加重了企業的經濟負擔。煉鋼轉爐在冶煉過程中需加入各種添加劑如石灰、礦石、白雲石等，作為煉鋼溶劑，而轉爐冶煉過程中產生的部分冶金渣主要包括轉爐鋼渣(本文稱為轉爐D渣)、鋼包內連鑄後鋼渣(本文稱為鑄餘渣)、轉爐爐內脫磷後鋼渣(本文稱為脫碳渣)，這部分冶金渣的物理、化學特性與煉鋼轉爐在冶煉過程中需加入的添加劑的性質相近，而且具有降低熔點、提前化渣、提高金屬回收率的特點。如果將這部分冶金渣投入轉爐煉鋼生產循環利用，替代部分冶煉添加劑，不僅可以使這類冶金固體廢棄物成為煉鋼次生資源，還可以實現冶金渣最大限度的循環利用，為冶金渣的短流程應用開闢新的途徑，具有較大的經濟和社會價值，為促進鋼廠循環經濟，意義深遠。還可以降低煉鋼成本。目前，還沒有成熟的技術和工藝將冶金渣在煉鋼過程中進行循環利用。
發明內容
本發明的目的是提供一種冶金渣返煉鋼生產利用工藝，這種工藝不僅能改善鋼鐵冶煉效果，還能替代部分冶煉輔料，既實現了固廢循環利用，又節約了資源。
本發明提供了一種冶金渣返煉鋼生產利用工藝，該工藝包括如下步驟(c)渣處理系統將轉爐產生的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣分類回收，分選，通風乾燥；(d)將乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣混合，投入廢鋼料槽中，隨廢鋼一起進入轉爐煉鋼。
上述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，用分選設備分選出的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣的顆粒直徑為10～100mm，是因為這種尺寸範圍的冶金渣具有低粉塵、投料方便、溶解快的優點。所用的分選設備為雙層篩網的振動篩。
上述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，分選出的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣必須存放在室內備料場，通風乾燥，通風乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣的含水量為0～2％。如果轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣的含水量過高，溼度過大，在冶煉過程中容易發生噴渣的現象，甚至發生爆炸。
上述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣混合時必須按照一定的比例混合，三種冶金渣混合時的重量比是6∶3∶1，也可以是7∶3∶0，採用三種冶金渣混合，有利於避免或抵消冶金渣成分波動對利用的影響，使各類資源能夠得到充分合理利用，便於發揮冶金渣資源的規模優勢。。
上述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，每1.5～2.5噸混合好的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣可以代替0.75-1.25噸石灰添加劑，較好的是，每2噸混合好的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣可以代替1噸的石灰添加劑。
上述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，可以在所有的鋼種冶煉中使用，生產出的鋼水的含P量、含S量與添加石灰作為添加劑時基本相同。
本發明的有益後果1、使該類轉爐冶金固體廢棄物成為煉鋼次生資源，實現了冶金渣的短流程循環利用，且減少了該類冶金渣對環境所造成的汙染，經濟效益和社會效益顯著，具體表現在(a)取得的直接經濟效益按寶鋼現有產能規模計算，煉鋼生產按350天/年計，出鋼平均按155爐/日，實際投料按150爐/日計算，投料量按(2～3)噸/爐計算，全年消耗冶金渣量為年消耗冶金渣量＝(2～3)噸/爐*按150爐/日*350天/年＝(10.5～15.75)萬噸/年冶鍊石灰單價為405元/噸，噸鋼石灰單耗經折算，冶金渣替代石灰用量比例為1∶0.5，計算年節約石灰成本為年節約石灰成本＝(10.5～15.75)萬噸*0.5*405元/噸＝(2126～3189)萬元/年冶金混合渣加工、倉儲、運輸等綜合成本平均20至40元，由此可見，實施此工藝可年節約經濟效益2000-3000萬元，如在精細化生產上做文章，效益將更加顯著。
同時，冶金渣返煉鋼由於Tfe下降，可以提高鐵的回收利用，通過試驗，原先轉爐煉鋼Tfe平均為18.5％，冶金渣返煉鋼後，Tfe平均下降到15.3％，下降了3.2％，每爐渣量按照鋼水的10％計算，鋼水中回收了鐵950KG左右，相當於加了2t鐵礦石。
年節約鐵礦石量＝2噸/爐*按150爐/日*350天/年＝10.5萬噸/年。
鐵礦石價格目前按照600元/噸計算，年節約鐵礦石成本＝10.5萬/噸*600元/噸＝6300萬元。
(b)社會效益冶金渣返煉鋼生產利用，此工藝在寶鋼股份寶鋼分公司的全面推廣，不僅提高了鐵礦石的利用率，節約了資源，而且使這類冶金固體廢棄物成為煉鋼次生資源，每年可以實現將10萬噸以上鋼渣的短流程循環利用，為冶金渣的應用開闢了新的途徑；冶金渣中具有一些硫、磷等有害成分，遇水後呈鹼性，這些鋼渣如得不到及時利用，相當於4萬噸以上石灰，對土壤和水資源的汙染將不容小覷。
此外，我國2004年產鋼2.7億噸，今年中國鋼鐵協會預測產鋼將達到3.7億噸，冶金渣作為冶煉工藝的次生資源，將有4000萬噸左右冶金渣產生。該工藝的推廣，在國內鋼廠中尚屬首例，為其它鋼廠冶金渣短流程利用提供了思路，同時也促進了上海寶冶公司冶金渣循環利用水平的提高，具有極大的經濟和社會效益。
2、冶煉過程吹煉化渣情況明顯提前和改善，能改善鋼的內在質量和收得率；經研究和生產試驗發現，冶金渣具有降低熔點，提前化渣的特性，該工藝對鋼鐵冶煉來說，具有如下作用和益處(a)在轉爐冶煉過程吹煉化渣情況明顯提前和改善；(b)從轉爐裝入鹼度來說，可一定程度降低噸鋼石灰單耗；(c)具有雲石、礦石等冶煉輔料的作用，有利於金屬還原及提高合金收得率；(d)能改善鋼的內在質量，對鋼水中磷、硫的含量無影響，基本能實現各鋼種使用要求。
冶金渣加入轉爐，通過跟蹤冶煉過程和渣樣分析，在冶煉過程中，由於化渣提前，為防止噴渣，促使操作槍位下降，渣中TFe自然下降(渣中的FeO下降)，渣中TFe下降對冶煉帶來如下好處(a)減少渣對爐襯侵蝕，有利於提高爐齡；(b)鋼水中含[O2]下降，提高了鋼的純淨度；(c)鋼水中含[O2]下降，有利於合金收得率的提高。
3、可以降低煉鋼成本，具體表現在可一定程度降低噸鋼石灰單耗；能替代部分雲石、礦石等冶煉輔料；4、採用混合配比法，有利於避免或抵消鋼渣成分波動對利用的影響，使各類資源能夠得到充分合理利用，便於發揮規模優勢。
具體實施例方式
本發明的具體實施方式
如下一種冶金渣返煉鋼生產利用工藝，該工藝包括如下的工藝步驟(a)渣處理系統將轉爐產生的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣分類回收，分選出直徑在10～100mm的顆粒，存放在室內備料堆場，通風乾燥；(b)將乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣按比例混合，使用時投入稱量間廢鋼料槽中，隨廢鋼一起進入轉爐煉鋼，作為轉爐冶煉中的替代添加劑。
實施例1用渣處理系統將轉爐產生的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣分類回收，分選出直徑在10～20mm的顆粒，存放在室內備料堆場，通風乾燥，乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣的含水量為1％；將乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣按照重量比為6∶3∶1的比例混合，使用時投入稱量間廢鋼料槽中，隨廢鋼一起進入轉爐煉鋼，每2噸混合好的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣代替1噸的石灰添加劑。實施效果生產出的鋼水的含P量、含S量與添加石灰作為添加劑時相同。
實施例2用渣處理系統將轉爐產生的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣分類回收，分選出直徑在40～50mm的顆粒，存放在室內備料堆場，通風乾燥，乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣的含水量為1.5％；將乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣必須按照重量比為6∶3∶1的比例混合，投入稱量間廢鋼料槽中，隨廢鋼一起進入轉爐煉鋼，每2噸混合好的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣代替1噸的石灰添加劑。實施效果生產出的鋼水的含P量、含S量與添加石灰作為添加劑時相同。
實施例3用渣處理系統將轉爐產生的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣分類回收，分選出直徑在60～70mm的顆粒，存放在室內備料堆場，通風乾燥，乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣的含水量為2％；將乾燥後的轉爐D渣和鑄餘渣，必須按照重量比為7∶3的比例混合，使用時投入稱量間廢鋼料槽中，隨廢鋼一起進入轉爐煉鋼，每2噸混合好的轉爐D渣和鑄餘渣代替1噸的石灰添加劑。實施效果生產出的鋼水的含P量、含S量與添加石灰作為添加劑時相同。
實施例4用渣處理系統將轉爐產生的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣分類回收，分選出直徑在90～100mm的顆粒，存放在室內備料堆場，通風乾燥，乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣的含水量為2％；將乾燥後的轉爐D渣和鑄餘渣。必須按照重量比為7∶3的比例混合使用時投入稱量間廢鋼料槽中，隨廢鋼一起進入轉爐煉鋼，每2噸混合好的轉爐D渣和鑄餘渣代替1噸的石灰添加劑。實施效果生產出的鋼水的含P量、含S量與添加石灰作為添加劑時相同。
由實施例1～4還可以得到下述的結論冶金渣返煉鋼利用有利於改善化渣，化渣明顯提前，對鋼水中磷、硫的含量基本無影響；且可在一定程度上降低石灰單耗。發現其具有能替代熔劑、礦石等冶金輔料，對煉鋼加快冶煉節奏有積極的作用，實驗不僅達到替代熔劑、部分礦石，減少石灰使用量的預期目標。後來，根據試驗爐次渣樣分析，還發現了其具有改善鋼水質量，提高金屬還原等特性的冶煉作用。
權利要求
1.一種冶金渣返煉鋼生產利用工藝，其特徵是該工藝包括如下工藝步驟(a)渣處理系統將轉爐產生的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣分類回收，分選，通風乾燥；(b)將乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣混合，投入廢鋼料槽。
2.根據權利要求1所述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，其特徵是分選出的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣通風乾燥後的含水量為0～2％。
3根據權利要求1所述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，其特徵是轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣混合時的重量比是6∶3∶1。
4.根據權利要求1所述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，其特徵是轉爐D渣、鑄餘渣混合時的重量比是7∶3。
5.根據權利要求1所述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，其特徵是每1.5～2.5噸混合好的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣可以代替0.75-1.25噸的石灰添加劑。
6.根據權利要求5所述的冶金渣返煉鋼生產利用工藝，其特徵是每2噸混合好的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣可以代替1噸的石灰添加劑。
全文摘要
本發明的目的是提供一種冶金渣返煉鋼生產利用工藝，該工藝包括如下步驟渣處理系統將轉爐產生的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣分類回收，分選，通風乾燥；將乾燥後的轉爐D渣、鑄餘渣和脫碳渣按比例混合，使用時投入稱量間廢鋼料槽中，隨廢鋼一起進入轉爐煉鋼，作為轉爐冶煉中的替代添加劑。應用這種工藝不僅可以減少添加劑的消耗量，降低煉鋼成本，還可循環利用廢鋼渣，減少了對環境的汙染。
文檔編號C21C7/076GK1970796SQ20051011065
公開日2007年5月30日 申請日期2005年11月23日 優先權日2005年11月23日
發明者程東波, 李力, 陳原, 王長義 申請人:上海寶鋼冶金建設公司