CN103981305B - 一种利用废渣分层处理铸余钢水的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种利用废渣分层处理铸余钢水的工艺，将废弃中间包涂料与转炉二次除尘灰，以质量百分比75：25配制混合，经RH-5型立式拌粉机搅拌15min后，即得阻断剂；添加:盛装铸余钢水的渣罐,每倒入一次铸余钢水,即向其表面加入一层钢水阻断剂，其中阻断剂均布在钢水表面的厚度为3-5cm，间隔15min以后，再向渣罐内倒入下一次的铸余钢水与钢水阻断剂，如此循环,直到渣罐装满铸余钢水即可。

Description

一种利用废渣分层处理铸余钢水的工艺

技术领域

本发明涉及炼钢厂铸余钢水的处理，在处理铸余钢水的层与层之间，添加钢水阻断剂，防止不同炉次的铸余钢水倒入同一个渣罐以后相互渗透凝固，为铸余钢水的后续回收利用创造了有利条件。

背景技术

在炼钢的生产过程中，钢包内的钢水在连铸机浇铸或者模铸结束以后，钢包内会剩余部分的铸余钢水和钢渣，这是钢水浇铸过程中的一个必然现象。冶金行业现有的工艺是2－8炉的铸余钢水倾倒在一个渣罐内，然后待其冷却凝固以后，倾翻出其中的铸余钢渣。由于铸余钢渣中间的金属铁料最具有回收价值，所以为了回收这些金属铁料，必须将凝固的铸余钢渣破碎，将其中的金属铁与钢渣剥离后回收，在炼钢环节利用，剩余残渣作为建材资源或者冶金资源加以利用。无论电炉炼钢还是转炉炼钢的工艺，对于废钢的入炉尺寸和单重均有要求，所以在这种工艺条件下，不同炉次的铸余钢水倒入同一个渣罐内，不同炉次的钢水在重力的作用下，相互渗透，凝固成为一个大的钢渣混合物的整体，钢中裹渣，渣中包铁，钢渣分离处理的工艺较为复杂，渣中铁料在剥离表面粘附的钢渣以后，还需要对于铸余渣钢进行破碎或者氧割处理，才能够在炼钢工序加以利用，所以回收利用铸余钢渣中间金属铁料的处理成本较高。

检索文献披露：(1)金强在《宝钢技术》2005(3)发表的论文“宝钢新型钢渣处理工艺及其资源化利用技术”，一文中描述铸余渣倒人钢包后，包底形成大渣花，这些大渣花往往需爆破、切割、重锤破碎等措施才能人炉使用，在渣罐内放置全冶金渣混凝土隔板，达到了防止残钢在渣罐内形成大渣花、并分成若干达到人炉标准块状的使用目标。(2)2011第6期的《重型机械》第61页刊登了以下的信息内容“由首钢能源环保产业事业部会同北京首钢资源综合利用科技开发公司和迁钢公司共同研发的大型渣罐隔板回收铸余渣钢工业技术，于10月10日通过了首钢总公司组织的专家组验收评估。该项技术解决了大型渣罐隔板组装、整体吊装入罐、漂浮和长时间高温多次冲刷等多项技术难题。(3)吕宁，许蔷在《江苏冶金》2007.3发表的论文“连铸铸余渣处理方法初探”有“熔渣在渣罐中凝结成固体，再整体倒出，然后采用落锤法、切割法综合工艺进行处理，该工艺克服了高温、粉尘及钢渣遇水会喷溅等缺点及危险源，但也增加了不少问题，一方面，熔渣在渣罐中整体凝固，有时钢渣块会与渣罐凝结，钢渣块不易脱落，且渣罐变形、损坏严重；另一方面钢渣块过大，后续必须经过落锤法、切割法等工艺处理，处理难度大，且费工、费时、费材。另外，采用切割法由于烧损因素，废钢收得率会有所降低。”的内容表述。

根据以上的文献可知，铸余钢渣的处理工艺，最为有效的方法之一是在渣罐内放置全冶金渣混凝土隔板，将铸余钢渣分隔成为4～8块，然后可以直接回收其中的含铁原料，用于炼钢，但是这种工艺需要专门的渣罐用隔板生产线，投资大，隔板(也有的称为格栅)加入渣罐，占用渣罐的容积，影响渣罐盛装铸余钢渣的能力，并且格栅材料使用以后，也成为一种废弃物，处理的成本难度较大，除此之外，目前还没有行之有效的处理工艺。

本发明利用耗散结构理论和晶界工程原理，将连铸机中间包使用以后中间包废弃涂料添加部分的含有氧化铁的除尘灰粉末，制作成为铸余钢水阻断剂，利用这种钢水阻断剂将不同炉次的铸余钢水分隔成为一层层的片状，单重能够满足生产需要的，部分能够直接回收利用，部分尺寸较大的，能够减少氧割加工的难度，对于减少氧割污染和氧割损失，有积极的意义。

发明内容

本发明的目的在于：在铸余钢水倒入渣罐后、加入阻断剂，能够将不同炉次的铸余钢水分隔成为单重较小的铸余渣钢，减少了铸余渣钢的氧割加工量，效果极其显著。

本发明的目的是这样实现的：一种利用废渣分层处理铸余钢水的工艺，采用120吨转炉生产，分步实施；

阻断剂制备：将废弃中间包涂料与转炉二次除尘灰，以质量百分比75：25配制混合，经RH－5型立式拌粉机搅拌15min后，即得阻断剂；

其中将废弃中间包涂料，冷却到30℃以下，使用PC0606颚式破碎机，破碎成为5－50mm的颗粒再加入到4R3216的雷蒙磨内，制得3mm以下的粉末待用；

其中转炉的二次除尘灰的成分质量百分比：MgO1.5－6％、TFe45－52％、K₂O0.3－0.5％、Na₂O1－3％、FeO＞20％；

其中使用中间包涂料制作的钢水阻断剂的低熔点矿物组织：CaO·Fe₂O₃与2CaO·Fe₂O₃的熔点分别是1230℃与1420℃；

添加方法：盛装铸余钢水的渣罐，每倒入一次铸余钢水，即向其表面加入一层钢水阻断剂，其中阻断剂均布在钢水表面的厚度为3－5cm，间隔15min以后，再向渣罐内倒入下一次的铸余钢水与钢水阻断剂，如此循环，直到渣罐装满铸余钢水即可。

本发明的技术原理与作用：通常中间包涂料在使用前采用湿法搅拌成为泥团状，或者采用粘结剂，在中间包内壁上涂抹成型，然后烘烤作为耐材使用。连铸机在作业过程中，镁钙质涂料有一部分被钢水的物理冲刷作用下进入钢液，成为夹杂物上浮于中间包表面的渣层内，或者沿着中间包涂料中间的孔隙进入中间包涂料内，或者留在钢液内，这一部分占中间包涂料的三分之一，其余三分之二的涂料随着中间包一个浇次的结束被倾翻到中间包翻包区，成为一种炼钢的废弃物。在含有MgO和CaO的耐火材料中间，如果引入部分的FeO，那么在1480℃以上的温度，由于Mg²⁺、Fe²⁺离子半径各为0.78埃、0.83埃，离子半径比较接近，Ca²⁺不足的前提下，Mg²⁺、Fe²⁺、离子半径比较接近，差异小于15％，可形成连续固熔体，即通常所说的RO相，R代表二价金属，RO相是钢渣和耐火材料成分中间出现烧结层陶瓷相的主要组分，具有能够抵抗钢水冲刷和渗透的能力，而中间包涂料中间的氧化钙与氧化铁又会产生部分的液相，促进烧结相之间晶粒的融合与长大，起到抵抗钢液冲刷和防止不同炉次的钢液相互渗透的作用。

本发明解决了炼钢厂将2－8炉的铸余钢水倒入同一个渣罐内，铸余钢水相互渗透凝固成为一个大的铸余渣坨，难以破碎和难以回首其中铁元素的难题，实现了连铸机废弃的中间包涂料再生利用，增加了其潜在的价值，彰显钢厂废物循环再生利用的技术进步。

附图说明

本发明结合附图作进一步说明。

附图为钢水阻断剂使用的工艺示意图

如图所示：1－渣罐体、2－一次铸余钢水、3－层铸阻断剂、4－二次铸余钢水。

具体实施方式

本发明结合实施例作进一步说明。

实施例

1、方案设计

阻断剂配制：将炼钢厂连铸机使用后废弃的中间包涂料，破碎后磨粉，添加少量的转炉炼钢过程中产生的二次除尘灰粉末，配制成为钢水阻断剂，在一炉铸余钢水倒入渣罐以后、在铸余钢水的表面加入以上的阻断剂，能够将不同炉次的铸余钢水分隔成为单重较小的铸余渣钢，减少了铸余渣钢的氧割加工量，对于优化炼钢厂固废垃圾的循环使用和炼钢过程中处理铸余大块的工艺，效果极其显著，其中转炉的二次除尘灰的成分，见下表。

表成分％

MgO	TFe	K2O	Na2O	FeO
					1.5～6	45～52	0.3～0.5	1～3	>20

其中将炼钢厂废弃的中间包涂料进行破碎磨粉，然后配入部分转炉炼钢过程中产生的除尘灰粉末，在渣罐内倒入一次铸余钢水后加入，然后再倒入下一炉的铸余钢水，如此循环操作，直到渣罐内盛满铸余钢渣，待其冷却凝固以后，然后翻罐，罐内的铸余钢水就会被分隔成为一层层的渣钢，剥离去表面的大部分的钢渣后，剩余的铸余渣钢单重较小，并且尺寸合适的，可以直接回收利用，尺寸较大的，经过氧割或者落锤作业破碎以后，也用于炼钢，减少了氧割落锤加工的量和加工成本。

其中中间包涂料中间的氧化钙与氧化铁在使用过程中会产生部分的液相，促进烧结相之间晶粒的融合与长大，起到抵抗钢液冲刷和防止不同炉次的钢液相互渗透的作用，其中氧化钙与除尘灰中间氧化铁产生的矿物组织典型的成分和熔点，矿物组织CaO·Fe₂O₃、与2CaO·Fe₂O₃，其熔点分别为1230℃与1420℃。

2、生产步骤：

转炉的生产工程容量为120吨的转炉3座，每天产生废弃的中间包涂料28吨。

1)首先挑拣出废弃中间包涂料中的工业垃圾和含铁的原料以后，待其冷却到30℃以下，使用山东九昌重工科技有限公司生产的外形尺寸1300×1400×1400mm的PC0606颚式破碎机，破碎成为30mm的颗粒待用。

2)将30mm的废弃耐火材料颗粒加入到上海建设路桥机械设备有限公司生产的型号为4R3216的雷蒙磨内，加工成为3mm以下的粉末待用。

3)利用以上磨细的废弃中间包涂料为主要成分，添加部分的转炉二次除尘灰为添加成分，以质量百分比75：25配制，经由新疆鹏翔远公司生产的RH－5型立式拌粉机搅拌，(其中投料750kg的废弃中间包涂料和250kg的转炉二次除尘灰料中需控制FeO＞20％，为质量百分比)搅拌15min后，即包装成袋，每袋7kg，即得阻断剂。

4)盛装铸余钢水的渣罐内每倒入一次的铸余钢水后，向铸余钢水表面加入一层钢水阻断剂，钢水阻断剂在铸余钢水表面铺开后的厚度4cm，间隔15min以后，再向渣罐内倒入下一炉次的铸余钢水，如此循环此工序操作，倒入6炉铸余钢水以后，直到渣罐装满铸余钢水。

5)待渣罐内铸余钢水凝固以后，将渣罐拉运到渣场翻罐，倒出其中的铸余钢渣，铸余钢渣被分隔成为6层，剥离铸余钢渣表面的粘附钢渣，挑选出其中的钢铁料回收利用即可。

Claims (1)

1.一种利用废渣分层处理铸余钢水的工艺，其特征在于：采用120吨转炉生产，分步实施；

阻断剂制备：将废弃中间包涂料与转炉二次除尘灰，以质量百分比75：25配制混合，经RH-5型立式拌粉机搅拌15min后，即得阻断剂；

其中将废弃中间包涂料，冷却到30℃以下，使用PC0606颚式破碎机，破碎成为5-50mm的颗粒再加入到4R3216的雷蒙磨内，制得3mm以下的粉末待用；

其中转炉的二次除尘灰的成分质量百分比：MgO1.5-6%、TFe45-52%、K₂O0.3-0.5%、Na₂O1-3%、FeO>20%；

其中使用中间包涂料制作的钢水阻断剂的低熔点矿物组织：CaO·Fe₂O₃与2CaO·Fe₂O₃的熔点分别是1230℃与1420℃；

添加方法:盛装铸余钢水的渣罐,每倒入一次铸余钢水,即向其表面加入一层钢水阻断剂，其中阻断剂均布在钢水表面的厚度为3-5cm，间隔15min以后，再向渣罐内倒入下一次的铸余钢水与钢水阻断剂，如此循环,直到渣罐装满铸余钢水即可。