一種循環利用lf爐鋼渣的方法
2023-06-01 08:48:11 2
專利名稱：一種循環利用lf爐鋼渣的方法
技術領域：
本發明涉及冶金工業廢渣的循環利用，具體地涉及LF爐鋼渣循環利用的方法。
背景技術：
LF精煉爐由於具有設備簡單、投資費用低、操作靈活、精煉效果好等優點，是應用最多的爐外精煉設備。其中，精煉渣又是實現LF爐保溫、脫氧、脫硫和吸收鋼中夾雜物等精煉功能的技術手段和必要條件，每精煉It鋼水，需要消耗20-50kg的精煉渣。按照我國 2010年6. 26億噸的鋼產量，若其中1/2採用LF爐精煉工藝，至少產生了 626萬噸以上LF 爐鋼渣。因此，回收利用LF爐鋼渣是發展鋼鐵工業循環經濟的重要組成部分。目前，鋼渣的回收利用有冷態處理和熱態返回2種工藝。普通的冷態處理工藝是將冷卻後的LF爐鋼渣與轉爐鋼渣混於一起，無規律的翻倒於礦渣山上，經冷卻後磁選加工。由於這部分渣中所含金屬鐵極少，而CaCKAl2O3及f-CaO 的含量卻較多，利用效率低下。近來，馬鞍山鋼鐵公司採用在線破碎、磁選、篩分工藝，經處理後的尾渣直接用作燒結助熔劑；鞍山鋼鐵公司將不同爐次的精煉渣與轉爐渣區分存放， 進行統一篩分、磁選、均化、造球處理後，作為轉爐助熔劑進行利用，提高了鋼渣的利用效率。另外，硫含量較低的LF爐鋼渣仍然具有脫磷和脫硫潛力，可熱態返回用於LF爐精煉，也可作為轉爐或者電爐的助熔劑。唐鋼第一煉鋼廠150噸LF爐的生產實踐表明，熱態鋼渣的返回利用，減少了造渣料(如石灰、螢石)的消耗；利用了鋼渣的殘餘熱量，提高了 LF爐供電初期電極的穩定性和熱效率，減輕了電弧對鋼包渣線層的輻射，利於提高鋼包壽命，降低耐材消耗；減少了 LF爐鋼渣的排放量，減輕了對環境的汙染。然而，如表1所示，隨著鋼渣熱態返回次數增加，渣中的CaO含量降低、Al2O3和硫含量增加，脫硫能力減弱。當鋼渣熱態返回超過3次以上時，渣量達到每噸鋼40kg以上，影響底吹氬氣的攪拌效果，精煉脫硫速率慢、生產節奏緊張，故一般經過2次熱態返回後，鋼渣只能採用冷態處理方式進行利用。表1精煉CaO-Al2O3-MgO-SiO2渣系各組分及鋼水終點硫質量分數
_系/%W
__CaOAl2O3MgOSiO2 S MnO+FeO 終點)/10-5
鋼渣循環利用前50-5517^218^109-11 0.5-0.7ill3^5
鋼渣循環利用一次44-5022-2610-115-8 0.6-1.0 <0.73-6
鋼渣循環利用二次42-4825-3011-124-6 0.8-1.2 <0.54-7
鋼渣循環利用三次40-4529-3511-12 <5 0.8-1.2 <0.5_6-8綜上所述，冷態處理和熱態返回兩種鋼渣的回收利用工藝不但沒有進行脫硫處理，而且隨著回收利用的次數增加，渣中硫含量逐漸增多。繼續使用這些渣將不可避免地增加冶煉過程中的脫硫難度，降低生產效率。由此可見，為了實現LF爐鋼渣在鋼鐵冶金工業中的循環利用，必須進行鋼渣脫硫處理。
發明內容
本發明的目的在於提供一種循環利用LF爐鋼渣的方法，採用本發明能夠實現LF 爐鋼渣在鋼鐵工業中的循環利用。本發明採用 LF爐鋼渣為原料，經過冷卻、破碎、磁選以及篩分工藝去除渣中的金屬鐵後，將含有硫的CaO-Al2O3-SiO2-MgO系LF鋼渣和適量的石灰等改質劑混合後在合適的加熱爐中一定溫度下使渣中硫完全氧化或者氧化至預定程度，最終獲得具有優異性能的LF 爐預熔精煉渣，達到鋼渣在鋼鐵工業中循環利用的目的。其特徵在於經過氧化、預熔處理後能夠實現LF爐鋼渣的循環利用氧化性氣體氧氣或者空氣以及它們與其它非氧化性氣體的混合氣體氧化溫度1200 1600°C改質劑石灰石、石灰、鎂砂、石英砂、莫來石、高嶺土、粘土或者他們的混合物其中，所述的氧化性氣體中的氧含量大於10% ；所述的氧化溫度為1200 1600°C。另外，為了使渣中的硫完全氧化，必要時可以在一定溫度下(1200 1600°C )保溫一定時間(0-6小時)；所述的改質劑為石灰、鎂砂、石英砂、莫來石、高嶺土、粘土或者他們的混合物，目的是為了以較低成本獲得成分完全符合冶煉鋼種要求預熔精煉渣。本發明的有益效果是一是，完全實現LF鋼渣的循環利用，避免了由於廢渣堆放導致的環境問題，降低了石灰等原材料的消耗。二是，有效的利用了生產預熔精煉渣過程中的熱量，減少了能源消耗。三是工藝簡單，可直接在現有大規模生產中應用。
具體實施例方式實施例1從鋼廠獲得LF鋼渣，經過冷卻、破碎、磁選、篩分後，化學分析表明成分為CaO 41%, Al20335%, MgO 10%, Si025%, S 0. 8%, MnO+FeOO. 3%0 為了獲得化學成分為 CaO 42%，Al20336%,MgO 10%, Si025%,S < 0. 05%, MnO+FeO <0.5%的預熔精煉渣。採用外加的方式加入3. 5%純度為90%的石灰石後，以空氣為氧化性氣體將鋼渣加熱至1300°C並且保溫2小時後使渣中硫脫除至小於0. 05%，然後繼續升溫使渣成分均勻，即可得到成分完全滿足要求的預熔精煉渣。實施例2從鋼廠獲得LF鋼渣，經過冷卻、破碎、磁選、篩分後，化學分析表明成分為CaO 41%, Al20335%, MgO 12%, Si025%, S 0. 8%, Mn0+Fe00. 3%0 為了獲得化學成分為 CaO 41%, Al20335%, MgO 10%, Si026%, S < 0. 1%, MnO+FeO < 0. 5%的預熔精煉漁。採用夕卜加的方式加入50%含Ca090%的石灰，5%含Mg090%的鎂砂混勻後，以空氣為氧化性氣體將鋼渣加熱至1250°C並且保溫1小時後使渣中硫脫除至小於0. 1%，然後繼續升溫使渣成分均勻，即可得到成分完全滿足要求的預熔精煉渣。
權利要求
1.一種循環利用LF爐鋼渣的方法，其特徵在於經過氧化、預熔處理後能夠實現LF爐鋼渣的循環利用氧化性氣體氧氣或者空氣以及它們與其它非氧化性氣體的混合氣體氧化溫度1200 1600°C改質劑石灰石、石灰、鎂砂、石英砂、莫來石、高嶺土、粘土或者他們的混合物其中，所述的氧化性氣體中的氧氣的質量分數大於10% ；所述的氧化溫度為1200 1600°C。另外，為了使渣中的硫完全氧化，必要時可以在升溫過程中的某個溫度下(1200 1600°C )保溫一定時間(0-6小時)；所述的改質劑為石灰石、石灰、鎂砂、石英砂、莫來石、高嶺土、粘土或者他們的混合物， 目的是為了以較低成本獲得成分完全符合冶煉鋼種要求預熔精煉渣。
2.—種權利要求1所述的循環利用LF爐鋼渣的方法，其特徵採用如下方法採用 LF爐鋼渣為原料，經過冷卻、破碎、磁選以及篩分工藝去除渣中的金屬鐵後，將含有硫的 CaO-Al2O3-SiO2-MgO系LF鋼渣和適量的石灰等改質劑混合後在合適的加熱爐中一定溫度下使渣中硫完全氧化或者氧化至預定程度，最終獲得具有優異性能的LF爐預熔精煉渣，實現鋼渣LF爐鋼渣的循環利用。
全文摘要
本發明涉及循環利用LF爐鋼渣的方法。採用的技術方案是採用LF爐鋼渣為原料，經過冷卻、破碎、磁選以及篩分工藝去除渣中的金屬鐵後，將含有硫的CaO-Al2O3-SiO2-MgO系LF鋼渣和適量的石灰等改質劑混合後在合適的加熱爐中一定溫度下使渣中硫完全氧化或者氧化至預定程度，最終獲得具有優異性能的LF爐預熔精煉渣，達到鋼渣在鋼鐵工業中循環利用的目的。本發明完全實現LF鋼渣的循環利用，避免了由於廢渣堆放導致的環境問題，降低了石灰等原材料的消耗。有效的利用了生產預熔精煉渣過程中的熱量，減少了能源消耗。
文檔編號C21B3/06GK102206729SQ20111008937
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月11日 優先權日2011年4月11日
發明者於景坤, 戴文斌, 王新麗, 陳敏 申請人:東北大學