CN103910530A

CN103910530A - 一种废弃rh镁铬砖无害化处理的工艺

Info

Publication number: CN103910530A
Application number: CN201410057398.2A
Authority: CN
Inventors: 姜新平; 梁军; 俞海明
Original assignee: Xinjiang Bayi Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Bayi Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2014-07-09

Abstract

本发明提供的一种废弃RH镁铬砖无害化处理的工艺，收集转炉废弃的镁铬砖，其成分含量为:W(Cr₂O₃)%:38-58；W(SiO₂)%:15-30；W(Al₂O₃)%:5-25；W(MgO)%:7-22；将0.5-1.5mm镁铬砖与0.5mm鳞状石墨粉与1mm的铬铁矿，以质量百分比45:2:53的比例置于锥形混合机中混合，其中每次投料量为1000kg，投料完毕，搅拌28-33min，制得颗粒填料；在冶炼50CrV钢种前，通过溜管人工向EBT内腔加入颗粒填料，加量以超过内腔上部法兰边沿为准，其中用电炉生产的含铬钢种，其成分含量为：Si：0.20-30%；Mn：0.80-0.90%；C：0.50-0.54%；Cr：1.0-1.10%;V：0.15-0.20%；P：0.015-0.020%；S：0.010-0.015%。

Description

一种废弃RH镁铬砖无害化处理的工艺

技术领域

本发明涉及RH炼钢工艺，在冶炼过程中将镁铬砖还原为金属铬，进入钢液，实现含铬废弃物的无毒化处理和资源合理化利用。

背景技术

在RH真空冶金过程中，RH炼钢工艺以CaO-Al₂O₃为渣系条件下，使用后废弃的镁铬质耐火材料，除了少部分做为耐火材料的再生料使用以外，其余的均作为固废工业垃圾外排，这种处理模式，对于环境的危害极大，欧盟在15年前已经将含铬的废弃物做为禁止排放的危险废弃物来对待。

检索文献披露：（1）宁丰收、游霞、杨海林、谢海富在《环境污染治理技术与设备》2006第7卷（4）发表的论文“钢渣预处理含铬废水及其废渣与铬渣的固化”一文中有：“铬盐工业产生大量含铬废水与废渣，其中所含的水溶性Cr⁶⁺毒性很大，为致癌物，常以CrO₄ ^2-和Cr₂O^2- ₄的形式存在，处理与处置困难。”的内容表述，文中提及了使用钢渣处理含铬废水的内容。（2）莫叔迟在《中国钼业》2007第31卷（1）上发表的论文“综合利用铬盐废渣生产高铬生铁消除环境污染的研究”一文中有“在本工艺过程中形成的废渣含有残留的六价铬，至今尚未找到有效的解放方法，长期堆放对环境造成的污染是非常严重的。”的内容表述以及“铬盐主要用于冶金工业制造Cr₂O₃，生产金属铬，满足冶炼高级特殊合金和高级特种钢的需要。文中提到了“利用生产铬盐的废渣，在感应炉内冶炼高铬生铁，消除了长期以来无法解决的铬盐废渣的污染问题”的内容。（3）汪相林，周云在《中国资源综合利用》2007年9月第25卷（9）发表的论文“铬渣的治理及综合利用”一文中有“铬在自然界中的稳定价态是Cr³⁺和CrO⁶⁺,Cr³⁺以3价阳离子形式存在，Cr⁶⁺则往往以含氧铬酸根阴离子形式存在。Cr⁶⁺具有很强的氧化性，毒性很强，而Cr³⁺毒性较小，只有C⁶⁺的1/1000。由于铬的化合物具有较强的氧化作用，所以铬渣解毒的基本原理就是在铬渣中加入某种还原剂，在一定的温度和气氛条件下，将有毒的Cr⁶⁺离子还原为无毒的低价态的Cr，从而达到消除Cr⁶⁺污染的目的。”（4）胡新全、马晓清在《耐火材料》2003年第（4）期发表的论文“EBT出钢口填料的研制与应用”一文中有：“以石英砂、橄榄石、镁砂、铬铁矿为主要原料，通过不同原料之间的组合，添加不同的复合烧结剂和还原剂可制成不同的EBT出钢口填料，其自开率均可达96%以上，含铬铁矿的EBT出钢口填料自开率更高，可达98%以上”的内容表述，但是文中没有使用RH用镁铬砖制作引流砂的内容。从上述的文献还得出，目前已经有以Cr₂O₃为主成分的电炉EBT填料在使用，但是没有使用采用RH废弃镁铬砖来生产的先例。

本发明利用了RH废弃镁铬砖为主要原材料，添加部分的辅助材料，制备成以为Cr₂O₃主成分的引流砂，应用于电炉+LF的工艺流程中间，使得含铬的引流砂在进入钢包以后，在LF白渣冶炼的工艺中间，使Cr₂O₃还原成为Cr，进入钢液，实现含铬废弃物的无害化处理的目标，为企业的节能降耗作出了示范。

发明内容

本发明的目的在于：通过本工艺控制，将RH废弃物中间的Cr₂O₃被还原，使其进入钢液内，成为钢液中间的合金元素，实现含铬废弃物的资源化和无害化处理。

本发明的目的是这样实现的：一种废弃RH镁铬砖无害化处理的工艺，分步实施：

步骤1收集转炉废弃的镁铬砖，其成分含量为:W(Cr₂O₃)%:38-58；W(SiO₂)%:15-30；W(Al₂O₃)%:5-25；W(MgO)%:7-22；

步骤2填料制备:将0.5-1.5mm镁铬砖与0.5mm鳞状石墨粉与1mm的铬铁矿，以质量百分比45:2:53的比例置于锥形混合机中混合，其中锥形混合机的每批投料量为1000kg，投料完毕，搅拌28-33min，制得颗粒填料；

步骤3投加方式：在冶炼50CrV钢种前，通过溜管人工向EBT内腔加入步骤2的颗粒填料，加量以超过内腔上部法兰边沿为准；

步骤4用电炉生产的含铬钢种，其成分含量为：Si：0.20-30%；Mn：0.80-0.90%；C：0.50-0.54%；Cr：1.0-1.10%;V：0.15-0.20%；P：0.015-0.020%；S：0.010-0.015%。

本发明的技术原理：1）侵蚀后的镁铬砖可分为挂渣层、反应层、渗透层和原砖层四层结构，挂渣层中Al₂O₃的平均含量为18%；反应层中间含量为15%；渗透层中间含有20%的Cr₂O₃，原砖层中间保持了镁铬砖原有的成分。2）用雷蒙磨制粉，添加部分的润滑剂和还原剂，制备成为：W(Cr₂O₃)%:38%;W(SiO₂)%:25%;W(Al₂O₃)%:15%;W(MgO)%:15%;的电炉EBT填料，能够满足电炉EBT填料，在低温情况下形成烧结层、在高温情况下形成高粘度液相层、烧结层、自然松散层的三层结构的工艺需要。3）电炉出钢过程中，EBT首先打开，这些填料在进入钢包以后，钢水随之进入钢包，填料由于比重轻于钢液，所以在4min内，在浮力的作用下，上浮到钢包钢液的表面，成为顶渣的一部分，这些顶渣在LF的精炼工艺过程中，会被还原剂还原成为金属铬，进入钢液，成为合金化元素，实现Cr₂O₃的无害化处理，此过程中的主要化学反应如下：

2Cr₂O₃+3Si=4Cr+3SiO₂

2Cr₂O₃+3C=4Cr+3CO₂

2Cr₂O₃+4Al=4Cr+2Al₂O₃

本发明研究了RH炼钢工艺，在CaO-Al₂O₃为渣系条件下，通过将RH废弃的镁铬砖破碎，添加少量的润滑剂、助烧结剂和还原剂、制成主成分Cr₂O₃含量为38%的铬质电炉EBT填料，性能与采用铬铁矿生产的EBT填料接近，使用安全可靠，在冶炼含铬钢种的时候使用，实现了RH废弃镁铬砖中间有毒物质Cr₂O₃资源化利用的第一步；铬质EBT填料在进入钢包以后，由于其比重（3.15吨/m³）低于钢液的比重（7.1吨/m³），所以能够上浮到钢包的表面，成为钢包的顶渣，在LF还原性气氛的冶炼工艺中间，Cr₂O₃被还原剂还原成为Cr，从渣中进入钢液，实现了有毒物质Cr₂O₃合金化利用的第二步，实现了毒化物质Cr₂O₃无毒化处理的工艺目的，彰显技术进步。

具体实施方式

本发明结合实施例作进一步说明。

实施例

一、生产设备

150吨转炉生产线RH工位配置有RH精炼装置一套，RH工艺点每月产生50吨废弃的镁铬砖，其成分含量为:W(Cr₂O₃)%:38-58；W(SiO₂)%:15-30；W(Al₂O₃)%:5-25；W(MgO)%:7-22。

二、填料制备

取0.5mm镁铬砖与0.5mm鳞状石墨粉与1mm的铬铁矿，以质量百分比45:2:53的比例置于锥形混合机中混合，搅拌30min，制得颗粒填料；或

取1.5mm镁铬砖与0.5mm鳞状石墨粉与1mm的铬铁矿，以质量百分比45:2:53的比例置于锥形混合机中混合，搅拌33min，制得颗粒填料；或

取1.0mm镁铬砖与0.5mm鳞状石墨粉与1mm的铬铁矿，以质量百分比45:2:53的比例置于锥形混合机中混合，搅拌28min，制得颗粒填料。

三、生产步骤

1)将废弃的镁铬砖破碎成为1.0mm的颗粒，然后拉运到EBT填料生产线待用。

2)采购粒度为0.5mm的鳞状石墨粉，以及W(Cr₂O₃)%为42%，粒度为1mm的铬铁矿拉运到EBT填料生产线待用。

3）将破碎的废弃镁铬砖、鳞状石墨粉、铬铁矿以质量百分比45:2:53的比例混合，加入到由新疆正大机械厂生产的YZL-2型的锥形混合机混合搅拌，（混合机匹次投料为1000kg）30min，然后出料，进行装袋包装，拉运到电炉生产线待用。

4）电炉冶炼50CrV前，人工通过溜管向EBT（Eccentric Bottom Tapping）内腔加入填料，填料以充满EBT内腔，以超过EBT内腔上部法兰边沿为准。

5）电炉按照正常的工艺冶炼即可，出钢以后钢水吊往LF工位进行还原性气氛的精炼即可，填料中间的Cr₂O₃会被还原成为金属铬进入钢液，成为合金化元素，完成废弃镁铬砖中间毒化物质Cr₂O₃的无害化处理。

四、技术效果验证：

采用100吨的电炉生产线，冶炼钢种为50CrV，生产含铬钢的成分含量为:

Si：0.20-30%；Mn：0.80-0.90%；C：0.50-0.54%；Cr：1.0-1.10%;V：0.15-0.20%；P：0.015-0.020%；S：0.010-0.015%。

本发明工艺，将Cr₂O₃还原成为合金元素，进入钢液，实现了毒化物质Cr₂O₃的无毒化处理，有积极的环保效益；电炉每使用1000kg的EBT填料，能够使得钢液增加260公斤的铬，相当于325kg铬含量为80%的高碳铬铁，按照每吨80%的高碳铬铁5600元/吨的价格计算，节约0.325×5600=1820元，经济效益显著。

Claims

1.一种废弃RH镁铬砖无害化处理的工艺，其特征在于：分步实施：

步骤1收集转炉废弃的镁铬砖，其成分含量为:W(Cr₂O₃)%:38-58；W(SiO₂)%:15-30；W(Al₂O₃)%: 5-25； W(MgO)%:7-22；

步骤2填料制备: 将0.5-1.5mm镁铬砖与 0.5mm鳞状石墨粉与1mm的铬铁矿，以质量百分比45:2:53的比例置于锥形混合机中混合，搅拌28-33min，制得颗粒填料，待用；

其中用电炉生产的含铬钢种，其成分含量为：Si：0.20-30%；Mn：0.80-0.90%；C：0.50-0.54%；Cr：1.0-1.10%; V：0.15-0.20%；P：0.015-0.020%；S：0.010-0.015%。