CN103031401B - 一种lf精炼炉还原渣用于转炉炼钢的方法 - Google Patents

一种lf精炼炉还原渣用于转炉炼钢的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种LF精炼炉还原渣用于转炉炼钢的方法，将还原渣冷却至850±30℃并破碎50-80mm的渣块，装入转炉的废钢料斗内，加量为300～360kg；冶炼时将废钢和还原渣加入转炉，然后兑加105～115吨铁水，其铁水温度为1250-3500℃；转炉加料结束，转炉下枪开始吹炼，氧气流量控制在15000m3/h，开吹的同时，加入2.0吨的石灰，2.5吨的白云石，在加入石灰和白云石3min以后，再加入1.0吨的石灰和0.5～1.0吨的白云石，氧气流量增加到22000m3/h，进入脱碳升温阶段，维持7～12min，即倒渣、出钢，完成一个炉次的冶炼过程。

Description

一种LF精炼炉还原渣用于转炉炼钢的方法
技术领域
本发明涉及LF精炼炉还原渣的利用技术，将其作为化渣剂应用于转炉炼钢，能够解决LF精炼炉白渣的污染问题，同时减少萤石的使用量。
背景技术
LF精炼炉还原渣，主要分为冶炼硅镇静钢的CaO-MgO-SiO2渣系，冶炼铝镇静钢的CaO-MgO-SiO2的渣系，具有以下的特点：1）由于精炼炉白渣的主要成分之一为硅酸二钙，在温度低于675℃左右，发生γ-C2S→β-C2S的晶型转变，并且伴有5%的体积变化，即研究所说的粉化现象，对环境污染严重。2）LF炉精炼还原渣中大量存在的CaO、SiO2、Al2O3和MgO是炼钢渣和精炼剂的主要成分。由于LF炉精炼废渣中含有大量的硫，这是对钢液有害的物质，故阻碍了精炼还原渣在冶金工业中的再利用。这些物质在冶金工业中的利用非常鲜见，仅有少量用作炼铁烧结溶剂和制造特种水泥使用，故目前冶金行业对于白渣的处理没有一种行之有效的规模化处理工艺，其排放处置一直是炼钢企业都回避的难题，与之相反的是转炉钢渣，目前已经能够被全量处理加以利用。
检索文献披露：（1）：何环宇等“LF炉精炼废渣渣相组成及形成机理研究”武汉科技大学学报2008年（第5期）的论文描述了LF炉精炼废渣成分属铝酸钙渣系范畴,具有较好的脱硫、脱氧和吸附夹杂的能力,废渣有较高的碱度和较强的还原性,其自由氧化钙含量较高,硫容量较大,具有在冶金生产中再生利用的价值，但是该文献没有提到精炼还原渣在转炉炼钢过程中的应用。（2）吴明立等“固体废弃物在竖炉球团生产中的应用”山东冶金2010（4）的文章披露了LF精炼炉白渣仅有少部分能够添加在烧结生产过程中，不能够大量使用的精炼白渣，白渣的利用率降低。（3）李光强等《钢铁冶金的环保与节能》冶金工业出版社2006的一书中描述了LF精炼炉白渣目前有部分用于制作特种水泥，没有提及精炼炉白渣转炉化处理的内容。
本发明选用的LF精炼炉白渣，是一种有效的新型转炉化渣剂；白渣中间含有的硅酸钙能够迅速的参与转炉吹炼过程中的脱硅、脱磷反应，有效的提高了转炉脱硅、脱磷的反应速度；精炼炉白渣作为化渣剂参与转炉的冶金反应以后，直接转化为转炉的碳钢钢渣，消除了白渣处理过程中的粉末污染，即环保又提高了其利用的价值，为企业的节能降耗起到了很好的示范作用。
发明内容
本发明的目的在于：研究了LF精炼炉还原渣的粒度特点和成分特点，结合应用于转炉炼钢的新工艺，替代萤石作为转炉的化渣剂使用,为炼钢过程中精炼还原渣的开创了一种崭新的循环处理模式。
本发明的目的是这样实现的：一种LF精炼炉还原渣用于转炉炼钢的方法，以1座120吨转炉为例，步骤如下：
步骤1将还原渣倒入渣罐内，冷却至850±30℃,并破碎50-80mm的渣块待用；
步骤2将渣块装入转炉的废钢料斗内，每料斗加量为300～360kg；
步骤3冶炼时首先将斗内的废钢和还原渣加入转炉，然后兑加105～115吨铁水，其兑加铁水温度为1250-3500℃，铁水的硅含量为0.2-0.6%；转炉加料结束，转炉下枪开始吹炼，氧气流量控制在15000m3/h，开吹的同时，加入2.0吨的石灰，2.5吨的白云石，其中石灰中间W[CaO%]>90%,白云石W[MgO%]>28%；在加入石灰和白云石3min后，氧气流量增加到22000m3/h，进入脱碳升温阶段，此阶段维持7～12min，实施倒渣、出钢，完成一个炉次的冶炼过程。
本发明的作用原理：1）LF精炼渣中间有害元素S在渣中以11CaO·7Al2O3·CaS的形式存在，其在转炉炼的氧化性气氛的吹炼钢过程中，渣中的硫以气相逸出，不会以离子状态进入转炉的熔池钢液中间，即不会发生使得转炉钢水增加硫含量的回硫现象。2）转炉冶炼过程中的炉渣碱度（CaO/SiO2）在2.5～4.5之间,炉渣的粘度较大，流动性不好，为了调整转炉炉渣的流动性，转炉冶炼过程中需要加入萤石和铁矿石等，起到化渣，调整炉渣流动性的作用，以便利用流动性较好的钢渣完成转炉的脱碳脱磷任务。使用萤石化渣的基本原理是利用萤石中间的F-1离子，切断影响石灰溶解的硅酸根SiO2- 3离子，实现石灰的继续溶解，一旦F-1离子生成氟化物或者失去电子形成单质挥发以后，转炉的炉渣“返干”现象严重；而LF精炼炉还原渣中间的Al2O3，在高碱度的环境里具有弱酸性的特点，它与转炉渣中的硅酸二钙和硅酸三钙形成钙铝酸盐，其流动性优于转炉使用萤石化渣的效果，而且不会造成炉渣的“返干”，起到改善转炉炉渣流动性的作用，彰显技术进步。
具体实施方式
以下结合实施例对发明作进一步说明。
实施例
以3座120吨的转炉配置的2座LF精炼炉冶炼Q215钢为例：
(1)按照日产钢12000吨计算，LF精炼还原渣产生量为吨钢12kg，每天产生144吨;
(2)LF精炼还原渣废弃倒入以16Mn为材料的11m3的渣罐，冷却到850℃,将渣罐拉运到渣场翻罐;
(3)将渣罐内倾翻出的渣体破碎至60mm的块状渣块待用;
(4)将以上的渣块装入转炉使用的21m3废钢料斗内，每炉次加入360kg（吨钢3kg），然后加入25吨的废钢，废钢包括轻型废钢，中型废钢，重型废钢，返回废钢等，废钢加入量根据准备加入铁水的硅含量和铁水的温度确定。
(5)120吨转炉按照正常的程序，首先在兑加铁水前，将废钢斗内的LF精炼炉白渣和废钢通过转炉炉口加入转炉，然后兑加铁水，铁水的温度1350℃，铁水加入量为115吨。
(6)转炉加料结束以后，转炉下枪开始吹炼，氧气流量控制在15000m3/h，开吹的同时，加入2.0吨的石灰，2.5吨的白云石，其中石灰中间W[CaO%]>90%,白云石中间W[MgO%]>28%；不加萤石(节约传统工艺使用100kg/炉的萤石)，进入常规的脱磷脱硅冶炼程序3min以后，氧气流量增加到22000m3/h，进入脱碳升温阶段，此阶段维持10min以后，进行倒渣、成为、取样，然后出钢，完成一个炉次的冶炼过程。
本发明的生产实践验证：
1）本方法有效的解决了LF精炼炉白渣的污染问题，使之转换成为转炉的氧化渣，按照每吨转炉钢渣65元的销售价格计算，经过此工艺，LF精炼炉白渣每吨附加值增加65元。
2）转炉不再使用萤石化渣，按照每公斤萤石1.21元计算，每吨白渣加入转炉作为化渣剂使用，节约萤石300kg，每吨白渣带来的直接经济效益363元。

Claims (1)

1.一种LF精炼炉还原渣用于转炉炼钢的方法，其特征在于120吨转炉：
步骤1将还原渣倒入渣罐内，冷却至850±30℃,并破碎50-80mm的渣块待用；
步骤2将渣块装入转炉的废钢料斗内，每料斗加量为300～360kg；
步骤3冶炼时首先将斗内的废钢和还原渣加入转炉，然后兑加105～115吨铁水，其兑加铁水温度为1250-1350℃，铁水的硅含量为0.2-0.6%；转炉加料结束，转炉下枪开始吹炼，氧气流量控制在15000m3/h，开吹的同时，加入2.0吨的石灰，2.5吨的白云石，其中石灰中间W[CaO%]>90%,白云石W[MgO%]>28%；在加入石灰和白云石3min后，氧气流量增加到22000m3/h，进入脱碳升温阶段，此阶段维持7～12min，实施倒渣、出钢，完成一个炉次的冶炼过程。
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