CN101875997A

CN101875997A - 炼钢用脱硫渣调整剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101875997A
Application number: CN2009103118413A
Authority: CN
Inventors: 李坚; 陈涛; 青光红; 吴斌; 吴胜利; 黄国炳; 郑德明; 雷建
Original assignee: Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd
Current assignee: Panzhihua Gangcheng Group Co Ltd
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2010-11-03
Anticipated expiration: 2029-12-18
Also published as: CN101875997B

Abstract

本发明涉及炼钢用脱硫渣调整剂及其制备方法，具体地说，涉及综合利用钢铁企业炼钢用原料除尘灰制造脱硫渣调整剂的方法。本发明的技术方案：由下述重量配比的原料制备而成的：80～85％的炼钢除尘灰、10～15％的铝质材料、5～10％的石灰粉；其中，所述铝质材料含Al₂O₃在60％以上。该脱硫渣调整剂用于冶炼钢铁在铁水脱硫预处理后，所形成的脱硫渣进行调整处理，以降低脱硫渣的熔化温度、降低渣的粘度、改善渣流动性。可彻底解决炼钢高钙除尘灰排放对环境造成的污染，实现了资源的回收再利用。同时因除尘灰成本低，因此产品成本低于目前各钢厂所使用的调整剂，具有推广意义。

Description

炼钢用脱硫渣调整剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及钢铁企业炼钢用原料除尘灰的综合利用，特别涉及以此除尘灰制造的脱硫渣调整剂的方法。该脱硫渣调整剂用于冶炼钢铁在铁水脱硫预处理后，所形成的脱硫渣进行调整处理，以降低脱硫渣的熔化温度、降低渣的粘度、改善渣流动性。

背景技术

炼钢是一个物理化学反应的冶金过程，在此过程中，炼钢所用生产原料经过料仓后往往会积存大量的粒径很小的粉尘，这些粉尘会严重污染环境。所以许多企业均在炼钢原料处理环节中设置除尘装置，被这些除尘装置收集的粉尘，一般叫做除尘灰。该除尘灰体密小、粒度细，在贮存与运输过程中都会产生大量的烟雾、粉尘，严重地污染环境，为解决除尘灰大量堆积的问题，许多企业寻找偏僻位置将其倒掉，倒掉的除尘灰粉尘对周边环境产生了较大的污染，为环境保护带来了很大压力。

另一方面，随着钢铁工业的发展，铁水预处理工艺被广泛采用，主要工艺有铁水的脱硅、脱磷、脱硫等预处理工艺，其中铁水脱硫工艺应用最为普遍。铁水脱硫预处理工艺主要工序为：采用脱硫剂进行脱硫(喷吹脱硫或搅拌脱硫)-扒渣。为了防止在转炉冶炼过程中的回硫，必须在进入转炉前将脱硫渣尽可能扒除，国内外许多厂家在就如何更好地去除脱硫渣作为深入研究课题。由于在脱硫过程中有一定的温度损失，脱硫后渣不易扒除。铁水中含有钒、钛等元素，脱硫渣更不易去除。本发明脱硫渣调整剂是一种用于钢铁企业在铁水脱硅、脱磷、脱硫等预处理后，将其加入铁水罐内以改变罐内钢渣的熔化温度、降低渣的粘度、改善渣的流动性的一种调渣材料。

现有的脱硫渣调整剂配方为：石灰粉45％、白云石43％、矾土熟料12％。目前以上原料采购价为石灰粉658元/吨、白云石280元/吨、矾土熟料800元/吨，按此配方生产原料成本为524.65元/吨，成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中倒弃除尘灰会污染环境以及现有脱硫渣调整剂存在生产成本较高的问题，发明的技术方案是提供一种利用炼钢除尘灰作为原料制造的脱硫渣调整剂。

本发明的技术方案：本发明脱硫渣调整剂是由下述重量配比的原料制备而成的：80～85％的除尘灰、10～15％的铝质材料(化学成分Al₂O₃在60％以上，本发明采用炼钢回收的水口、塞棒)、5～10％的石灰粉；其中，水分在≤2.0％。

炼钢除尘灰属废弃物攀钢为无价调拨，铝质材料采用从炼钢回收的水口、塞棒等材料，加工成细颗粒，回收及加工费499元/吨，石灰粉658元/吨，按此配方生产原料成本为107.75元/吨。大大降低了脱硫渣调整剂的成本。

其中，上述除尘灰中按重量百分比含CaO：40～50％；MgO：12～20％；SiO₂：4～8％。(余量是Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、SO₃、K₂O等杂质)

炼钢除尘灰为炼钢在生产过程中原料经过倒入料仓以及从料仓倒入炼钢罐时，产生大量的粉尘飞扬，飞扬的粉尘粒度在0～1mm，其中-180目占95％，被地下料仓收集系统收集在一起，因此本发明采用的除尘灰的粒度为-180目。

其中，上述铝质材料中按重量百分比含Al₂O₃：60～65％；SiO₂：5～8％；(余量是C、S、P等)

其中，上述石灰粉中按重量百分比含CaO：68-75％。(余量是MgO、SiO₂、S、P等)

本发明还提供了制备上述脱硫渣调整剂的方法。该方法包括以下步骤：

a、将铝质材料和石灰粉原材料加工成＜1mm的细颗粒；

本发明以除尘灰为主要生产原料，除尘灰粒径为0～1mm，如所配入的其它原料粒径过大，会造成生产混合不均匀，使用效果差，因此需将铝质材料和石灰粉原材料加工成＜1mm的细颗粒。

b、按80～85％的炼钢除尘灰、10～15％的铝质材料、5～10％的石灰粉的重量配比混合均匀即得。

炼钢地下料仓除尘灰因其化学成分CaO、MgO较高(CaO平均含量在45.8％，MgO平均含量在16.6％)，与现有的炼钢脱硫渣调整剂(主要成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO等)成分是比较接近，用来制备调整剂，解决了炼钢生产排放的除尘灰对环境的污染，以保证了炼钢生产顺行，既是环保的需要，又是变废为宝的效益产品。

铝质材料(Al₂O₃)的加入主要考虑使脱硫后的脱硫渣组分控制在低熔点区，以降低脱硫渣的熔点和粘度，起到改善其流动性的目的。

铝质材料可选用从炼钢回收的铝碳质废旧水口、塞棒经破碎加工成0～1mm细粉进行使用。

石灰粉的加入是以保证脱硫渣调整剂中CaO含量达到35-45％的标准要求，以增强脱硫渣的作用。

铝质材料和石灰粉的水分要求在≤2.0％，因为水分大会造成石灰粉的活性度降低，CaO吸收水分而成Ca(OH)₂，影响使用效果。

铝质材料、石灰粉应加工至粒度为0～1mm。因为，粒度越细更能体现其调渣效果，使调整剂能快速与脱硫渣反应，生成低熔点物质。而且本发明以除尘灰为主要生产原料，其粒径为0～1mm，所配入的原料粒径应保持相差不大，这样更能使其混和均匀。

本发明的有益效果在于：本发明脱硫渣调整剂，在攀钢铁水预处理中，在使用中得到了较好效果，可彻底解决炼钢高钙除尘灰排放对环境造成的污染，实现了资源的回收再利用。同时因除尘灰成本低，因此产品成本低于目前各钢厂所使用的调整剂，具有推广意义。所生产的脱硫渣调整剂用于炼钢厂喷吹脱硫渣态调整，其钢液平均回硫可在0.003％以下，渣中金属铁(MFe)平均可控制在37％以下，铁损平均可在5.39％以下，与未使用该产品相比回硫可降低0.003％以上、渣中金属铁可降低15％以上、铁损可降低3％以上。

具体实施方式

本发明利用炼钢除尘灰制备硫渣调整剂，彻底解决炼钢高钙除尘灰排放对环境造成的污染，实现了资源的回收再利用。同时因除尘灰成本低，因此产品成本低。

脱硫渣调整剂是由下述重量配比的原料制备而成的：80～85％的炼钢除尘灰、10～15％的铝质材料、5％的石灰粉；其中，水分在≤2.0％。

铝质材料可选用从炼钢回收的铝碳质废旧水口、塞棒经破碎加工成0～1mm细粉进行使用。铝质材料(Al₂O₃)的加入主要考虑使脱硫后的脱硫渣组分控制在低熔点区，以降低脱硫渣的熔点和粘度，起到改善其流动性的目的。

其中，上述铝质材料中按重量百分比含有Al₂O₃：60～65％；SiO₂：5～8％；(余量是C、S、P等)

制备上述脱硫渣调整剂的工艺流程为：对原料化学成分检测-称量配料--混合搅拌-装入编织袋包装-送入炼钢转炉使用。

具体包括以下步骤：

A、材料的选择及准备：

除尘灰：来源于炼钢过程产生的烟灰与粉尘通过除尘管道被收集堆放的灰粉。检测化学成分CaO、MgO、SiO₂；检测要求范围CaO：38～54％；MgO：14～20％；SiO₂：4～9％；除尘灰的粒度应为-180目。表1给出了炼钢地下料仓除尘灰的批次检测结果。

表1隙尘灰的化学成分

铝质材料：选用从炼钢回收的铝碳质废旧水口、塞棒经破碎加工成0～1mm细粉进行使用。铝质材料的化学成分Al₂O₃、C、SiO₂，检测范围Al₂O₃：60～65％；SiO₂：5～8％；C：8～15％，加工成粒度为0～1mm的料。

石灰粉：采用高钙活性石灰，检测要求范围CaO：68～75％，加工成粒度为0～1mm的料。

B、制备过程

按80～85％的炼钢除尘灰、10～15％的铝质材料、5～10％的石灰粉的重量配比，送进混料搅拌机进行混合搅拌，混合搅拌时间控制在5～6min。

下面通过实施例的方式进一步详细说明本发明。

在下述的实施例中所采用的除尘灰、铝质材料、石灰粉的原料化学成分和水分检测情况见表2。

表2原料化学成分检测情况

实施例一本发明脱硫渣调整剂的制备

将80％重量份的除尘灰与15％重量份的铝质材料(废旧水口、塞棒加工)、5％重量份的石灰粉称量后，先将称量好的除尘灰、铝质材料、石灰粉送入混料搅拌机内进行充分混合搅拌，在混合搅拌时间为5min。形成产品后，从搅拌机出口装入内衬为塑料薄膜的编织袋内。同时取样进行了化学成分的检测(化学成分检测见表3)

实施例二本发明脱硫渣调整剂的制备

将85％重量份的除尘灰与10％重量份的铝质材料(废旧水口、塞棒加工)、5％重量份的石灰粉称量后，先将称量好的除尘灰、铝质材料、石灰粉送入混料搅拌机内进行充分混合搅拌，在混合搅拌时间为6min。形成产品后，从搅拌机出口装入内衬为塑料薄膜的编织袋内。同时取样进行了化学成分的检测(化学成分检测见表3)

实施例三本发明脱硫渣调整剂的制备

将83％重量份的除尘灰与12％重量份的铝质材料(废旧水口、塞棒加工)、5％重量份的石灰粉称量后，先将称量好的除尘灰、铝质材料、石灰粉送入混料搅拌机内进行充分混合搅拌，在混合搅拌时间为5.5min。形成产品后，从搅拌机出口装入内衬为塑料薄膜的编织袋内。同时取样进行了理化指标的检测(检测情况见表3)

表3化学成分检测(％)

方案	CaO	MgO	Al₂O₃	SiO₂	水分，％	烧减量，％	粒度，％
方案	CaO	MgO	Al₂O₃	SiO₂	水分，％	烧减量，％	粒度，％	实施例一产品	41.98	10.64	11.19	10.37	1.5	13.61	95.3
实施例二产品	40.36	11.90	10.25	11.03	1.4	12.7	96.5	实施例一产品	41.98	10.64	11.19	10.37	1.5	13.61	95.3

方案	CaO	MgO	Al₂O₃	SiO₂	水分，％	烧减量，％	粒度，％
方案	CaO	MgO	Al₂O₃	SiO₂	水分，％	烧减量，％	粒度，％	实施例三产品	39.64	12.73	13.47	9.62	1.1	13.29	94.5

实施例一、例二、例三制备方法效果

脱硫渣调整剂使用实施例一、例二、例三制备方法与其它方法在炼钢的使用，对比脱硫、扒渣铁损等脱硫技术指标见表4，脱硫渣成分检测对比表见表5。

表4脱硫技术指标检测对比表

表5炼钢罐改脱硫渣成分检测对比表单位(％)

从脱硫技术指标检测对比表中，利用本制备方法铁水回硫为0.0027％，与其它方法相比最大可降低0.0003％；脱硫提钒铁损最大为5.39％，与其它方法对比可降低0.02％。

脱硫渣中全铁(TFe)含量44.7％，比其它方法的50.24％最大可降低5.54％，金属铁(MFe)含量37.07％，比其它方法的40.28％最大可降低3.21％

炼钢脱硫工序加入调渣剂主要目的在于改变脱硫渣渣态，降低渣中(MFe)含量，在扒渣效率一定的情况下，达到降低过程铁损和控制扒渣后铁水回硫量的目的。从实施的制备方法看出，试验料与对比料(原调渣剂)相比，调渣期间，其铁水回硫指标与原调渣剂基本相当，渣中(MFe)含量和铁损等指标均优于原调渣剂。

本发明的脱硫渣调整剂主要生产原料采用炼钢地下料仓除尘灰，该方法属废弃资源利用，一般采购价格很低，所以在生产成本上与其它材料生产的脱硫渣调整剂相比，具有明显的优势。按攀钢炼钢厂使用情况来看，每年可降低脱硫渣调整剂采购成本每年100多万元/a。

Claims

1.炼钢用脱硫渣调整剂，其特征在于：它是由下述重量配比的原料制备而成的：80～85％的炼钢除尘灰、10～15％的铝质材料、5～10％的石灰粉；其中，所述铝质材料含Al₂O₃在60％以上。

2.根据权利要求1所述的炼钢用脱硫渣调整剂，其特征在于：所述炼钢除尘灰是在炼钢生产过程中原料经过倒入料仓以及从料仓倒入炼钢罐时产生的飞扬粉尘收集得到。

3.根据权利要求2所述的炼钢用脱硫渣调整剂，其特征在于：所述炼钢除尘灰按重量百分比含有CaO：40～50％；MgO：12～20％；SiO₂：4～8％。

4.根据权利要求1-3所述的炼钢用脱硫渣调整剂，其特征在于：所述铝质材料为炼钢回收的水口、塞棒。

5.根据权利要求4所述的炼钢用脱硫渣调整剂，其特征在于：所述铝质材料按重量百分比含有Al₂O₃：60～65％；SiO₂：5～8％。

6.根据权利要求1-5所述的炼钢用脱硫渣调整剂，其特征在于：其中，所述石灰粉按重量百分比含有CaO：6875％。

7.根据权利要求1-6所述的炼钢用脱硫渣调整剂，其特征在于：所述炼钢用脱硫渣调整剂水分在≤2.0％。

8.炼钢用脱硫渣调整剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、将铝质材料和石灰粉原材料加工成＜1mm的细颗粒；

9.根据权利要求7所述的炼钢用脱硫渣调整剂的制备方法，其特征在于：所述炼钢除尘灰是在炼钢生产过程中原料经过倒入料仓以及从料仓倒入炼钢罐时产生的飞扬粉尘收集得到；按重量百分比含有CaO：40～50％；MgO：12～20％；SiO₂：4～8％。

10.根据权利要求7所述的炼钢用脱硫渣调整剂的制备方法，其特征在于：所述铝质材料为炼钢回收的水口、塞棒；按重量百分比含有Al₂O₃：60～65％；SiO₂：5～8％；所述石灰粉按重量百分比含有CaO：68-75％。