CN102430730A - 一种利用电解铝废渣生产连铸结晶器保护渣的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用电解铝废渣生产连铸结晶器保护渣的方法，包括以下步骤：原材料处理、原材料检测、连铸结晶器保护渣产品配方设计、配料、调浆搅拌、造粒、合格成品包装入库。本发明通过有效地将廉价的电解铝废渣原料加入连铸结晶器保护渣配方中使用，其中所含的氟、碳、钠、铝等化学元素可以替代或部分替代连铸结晶器保护渣配方中所使用该化学元素之原料的一种或几种，而且产品的质量性能达到并满足企业标准。更为重要的是，通过电解铝废渣在连铸结晶器保护渣生产中的应用，以廉价的成本有效地补充了昂贵的氟、碳、钠、铝等原材料，大大地降低了生产连铸结晶器保护渣的成本，成效极其显著。

Description

一种利用电解铝废渣生产连铸结晶器保护渣的方法

技术领域

本发明属于炼钢辅料技术领域，具体涉及一种利用电解铝废渣生产连铸结晶器保护渣的方法。

技术背景

目前，中国钢铁生产和消费虽保持增长态势，但增速放缓，钢铁产能严重过剩；原燃料价格高位运行，加上全球经济形势影响，钢铁行业效益被大大压缩。各钢铁生产厂家都纷纷压低各原料的成本，做为钢铁行业炼钢辅料之一——连铸结晶器保护渣亦在此列；加之连铸结晶器保护渣的各类生产原料价格上涨，其行业竞争业已推向空前的状态，企业的降本增效对其生存发展尤为重要。各保护渣生产企业都在积极寻求好用的廉价原料以提高市场竞争力，提高抵抗市场风险的能力。

电解铝生产过程中产生的废渣目前很难综合利用，除专利号为200910064313.2，名称为《利用含氟盐酸从电解铝废渣中回收冰晶石的方法》的专利公开了一种利用含氟盐酸从电解铝废渣中回收冰晶石的方法，以电解铝废渣和含氟盐酸为原料反应制得冰晶石产品。该发明所提供的方法优点在于：①以廉价的电解铝废渣和含氟盐酸为原料回收冰晶石，生产的成本低；②含氟盐酸可循环重复利用，进一步降低的生产的成本，同时利用石灰处理反应后的含氟盐酸酸液用于制备氯化钙；理论上为电解铝废渣的处理提供了一个很不错的办法，但是在具体的操作上，特别是含氟盐酸酸液用于制备氯化钙工艺同样存在污染，而且纯净度很难保证。对于绝大多数电解铝废渣而言，都是以填埋或堆砌方式处置，不仅造成资源的严重浪费，并且由于其含氟较高，对安全生产、环境保护的危害较大。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够大幅地节约成本、有效充分利用电解铝废渣、更有利于环境保护的连铸结晶器保护渣的生产方法。

一种利用电解铝废渣生产连铸结晶器保护渣的方法，包括以下步骤：

A、原材料处理：将电解铝废渣加工成300目的粉末，控制其含水量小于1%，并对其进行批量混匀；

B、原材料检测：取样分析其化学成份；

C、连铸结晶器保护渣产品配方设计：化学成份确定后，根据需要，利用电解铝废渣和其他已知原料设计连铸结晶器保护渣的配方；

D、配料：将电解铝废渣原料与其他原材料粉末按既定设计配方的比例混匀后备用；

E、调浆搅拌：将混匀料加水造浆后入搅拌桶搅拌；

E、造粒:将搅拌后的料浆喷雾造粒；

F、合格成品包装入库。

本发明通过有效地将廉价的电解铝废渣原料加入连铸结晶器保护渣配方中使用，其中所含的氟、碳、钠、铝等化学元素可以替代或部分替代连铸结晶器保护渣配方中所使用该化学元素之原料的一种或几种，而且产品的质量性能达到并满足企业标准。在实际生产当中，所属技术领域的技术工人从各个方面设法去降低成本，但是由于保护渣生产领域与电解铝生产领域相距甚远，不可能去在电解铝废渣中做改进实现电解铝废渣的变废为宝；本发明为电解铝废渣的合理使用提供新的方法，能够有效地减少电解铝废渣的大量堆积和严重污染问题，有很好的环保效益和社会效益。更为重要的是，通过电解铝废渣在连铸结晶器保护渣生产中的应用，以廉价的成本有效地补充了昂贵的氟、碳、钠、铝等原材料，大大地降低了生产连铸结晶器保护渣的成本，成效极其显著。

具体实施方式

将多批次电解铝废渣加工成300目的粉末，控制其含水量小于1%，并对其进行批量混匀，处理后取样分析其化学成份，如下表所示：

（注：本表中Al³⁺指试样溶液中铝元素的质量百分含量总和。）

上表的结果表明，电解铝废渣中多个成份如SiO₂ 、Fe₂O₃也是不稳定的，但是其F、Na、C、Al这几种较贵重成份还是比较稳定，其平均值与取样值基本一致。在实际操作的情况下，可以将多个批次的电解铝废渣粉末进行批量混匀处理，获得较为稳定、一致的电解铝废渣组份值，在制备连铸结晶器保护渣产品的过程中不需要反复的检验，降低工作繁琐程度。

实施例一（用电解铝废渣生产某方坯连铸结晶器保护渣）

该方坯保护渣的产品的企业标准如下表。

原产品原料配方如下表，其原材料成本为1275.85元/吨。

材料	炭黑	增碳剂	85石墨	粘土	萤石	纯碱	石英	铝钒土	铁泥	硅灰石	合计
												配比（%）	1	6	7	4	14	6	6	10.5	3	42.5	100

在使用电解铝废渣后，其原料配方如下表，电解铝废渣按1500元/吨计算，该配方的原材料成本为773.28元。

材料	炭黑	电解铝废渣	方解石	粘土	纯碱	石英	铝钒土	铁泥	硅灰石	合计
											配比（%）	1	19	4	4	0.5	6	6.5	3	56	100

该电解铝废渣生产配方的保护渣在实验室检测理化结果如下表：

由以上数据对比可知，19%的电解铝废渣代替原配方中14%的萤石、5.5%的纯碱、4.5%的铝钒土、7%的85石墨，原材料成本降低502元/吨。实验室检测的结果也符合企业标准。

该产品批量生产后在国内A钢铁企业炼钢连铸现场使用情况如下：

连铸工艺：浇铸断面185×185mm²，拉速2.5～2.8m/min，钢水化学成分（重量百分比）：C：0.18%，Si：0.41%，Mn：75%，P：0.025%，S：：0.021%，

开浇起步时，将本发明保护渣均匀推入结晶器，要求均匀覆盖整个钢液面，保护渣总渣层（即粉渣层、烧结层、液渣层三层厚度之和）在25～40mm之间，保持黑渣操作，不得使钢液面裸露。

开浇后，钢液面波动在3mm以内，拉速稳定在2.6 m/min，此时测量液渣层厚度9mm左右。此后隔20min测一次液渣层，其厚度在8～12mm。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、无结壳结团现象、火苗适中、化渣均匀稳定；渣条规则且较小，浇注过程中不需挑渣条。经统计，该保护渣渣耗量在0.35Kg/吨钢左右。观察冷态下铸坯，振痕清晰、规则、较浅，无沾渣、卷渣现象，铸坯表面总体平整光滑无异常，铸坯一级品合格率由原来的98.3%提高至99.9%。

实施例二（用电解铝废渣生产某板坯连铸结晶器保护渣）

该板坯连铸结晶器保护渣的企业标准如下表。

原产品原料配方如下表，其原材料成本为1677元/吨。

材料	萤石	纯碱	炭黑	石墨	氟化钠	硅灰石	锂灰石	钠长石	镁砂	铝钒土	冰晶石	合计
													配比（%）	17.4	15	1.5	4	2	41.5	2	4.6	3	4	5	100

在使用电解铝废渣后，其原料配方如下表，电解铝废渣按1500元/吨计算，该配方的原材料成本为1065.70元/吨。

该配方在实验室检测理化结果如下表：

由以上数据对比可知，10%的电解铝废渣代替原配方中1.4%的萤石、5%的冰晶石、2%的氟化钠、4%的石墨、0.5%的炭黑，原材料成本降低611.7元/吨。实验室检测的结果也符合企业标准。

该产品批量生产后在国内B钢铁企业炼钢连铸现场使用情况如下：

连铸工艺：浇铸断面180×700mm²，拉速1.2～1.5m/min，钢水化学成分（重量百分比）：C：0.10%，Si：0.22%，Mn：0.38%，P：0.026%，S：0.022%，

开浇起步时，将本发明保护渣均匀推入结晶器，要求均匀覆盖整个钢液面，保护渣总渣层（即粉渣层、烧结层、液渣层三层厚度之和）在25～40mm之间，保持黑渣操作，不得使钢液面裸露。

开浇后，钢液面波动在3mm以内，拉速稳定在1.3 m/min，此时测量液渣层厚度9mm左右。此后隔20min测一次液渣层，其厚度在8～12mm。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、无结壳结团现象、火苗适中、化渣均匀稳定；渣条规则且较小，浇注过程中不需挑渣条，经统计，该保护渣渣耗量在0.45Kg/吨钢左右。

观察冷态下铸坯，振痕清晰、规则、较浅，无沾渣、卷渣现象，铸坯表面总体平整光滑无异常，铸坯一级品合格率由96.5%提高至99.9%。

实施例三（用电解铝废渣生产某圆坯连铸结晶器保护渣）

该圆坯连铸结晶器保护渣的企业标准如下表。

 原产品原料配方如下表，其原材料成本为1928元/吨。

材料	玻璃粉	萤石	纯碱	炭黑	石墨	硅灰石	钠长石	方解石	锂灰石	冰晶石	合计
												配比（%）	13	2	8	2	25	36	4	3	2	5	100

在使用电解铝废渣后，其原料配方如下表，电解铝废渣按1500元/吨计算，该配方的原材料成本为1437元/吨。

材料	玻璃粉	电解铝废渣	纯碱	炭黑	石墨	钠长石	方解石	硅灰石	合计
										配比（%）	14	10	8	1	22	5	4	36	100

该配方在实验室检测理化结果如下表：

由以上数据对比可知，10%的电解铝废渣代替原配方中2%的萤石、5%的冰晶石、3%的石墨、1%的炭黑、2%的锂辉石，原材料成本降低491元/吨。实验室检测的结果也符合企业标准。

该产品批量生产后在国内C钢铁企业炼钢连铸现场使用情况如下：

连铸工艺：浇铸断面￠500mm，拉速0.55m/min，钢水化学成分（重量百分比）：C：0.97%，Si：0.26%，Mn：0.35%，P：0.017%，S：0.013%。

开浇起步时，将本发明保护渣均匀推入结晶器，要求均匀覆盖整个钢液面，保护渣总渣层（即粉渣层、烧结层、液渣层三层厚度之和）在25~40mm之间，保持黑渣操作，不得使钢液面裸露。

开浇后，钢液面波动在3mm以内，拉速稳定在0.55 m/min，此时测量液渣层厚度9mm左右。此后隔20min测一次液渣层，其厚度在8~12mm。在浇铸过程中，该保护渣在结晶器内铺展良好、无结壳结团现象、火苗适中、化渣均匀稳定；渣条规则且较小，浇注过程中不需挑渣条，经统计，该保护渣渣耗量在0.36Kg/吨钢左右。

观察冷态下铸坯，振痕清晰、规则、较浅，无沾渣、卷渣现象，铸坯表面总体平整光滑无异常，铸坯一级品合格率由97.18%提高至99.9%。

Claims (1)

1.一种利用电解铝废渣生产连铸结晶器保护渣的方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、原材料处理：将电解铝废渣加工成300目的粉末，控制其含水量小于1%，并对其进行批量混匀；

B、原材料检测：取样分析其化学成份；

C、连铸结晶器保护渣产品配方设计：化学成份确定后，根据需要，利用电解铝废渣和其他已知原料设计连铸结晶器保护渣的配方；

D、配料：将电解铝废渣原料与其他原材料粉末按既定设计配方的比例混匀后备用；

E、调浆搅拌：将混匀料加水造浆后入搅拌桶搅拌；

E、造粒:将搅拌后的料浆喷雾造粒；

F、合格成品包装入库。