CN107201424A

CN107201424A - 一种利用电解铝厂铝电解槽大修渣生产炼钢脱氧剂的工艺

Info

Publication number: CN107201424A
Application number: CN201710450425.6A
Authority: CN
Inventors: 王强; 俞海明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2017-09-26

Abstract

本发明公开了一种利用电解铝厂铝电解槽大修渣生产炼钢脱氧剂的工艺，将铝电解槽大修渣，首先使用颚式破碎机破碎到5cm左右，然后采用球磨机磨细到0.5～3mm，采购当地的生白云石，其中白云石中间的氧化镁含量大于18%，氧化钙含量大于20%，将生白云石破碎后磨细到0.075～0.5mm，将以上两种原料铝电解槽大修渣粉末和生白云石粉末按照重量份为7:3混合均匀，加入高压压球机中压制成球作为脱氧剂，然后拉运到转炉出钢工位待用；转炉出钢时，不再使用电石，吨钢加入0.8～3kg的脱氧剂，按照传统的炼钢工艺使用即可。

Description

一种利用电解铝厂铝电解槽大修渣生产炼钢脱氧剂的工艺

技术领域

本发明涉及电解铝生产过程中产生的黑色铝灰在炼钢生产过程中合理应用的行业交叉创新工艺，特别是一种利用电解铝厂铝电解槽大修渣生产炼钢脱氧剂的工艺。

背景技术

铝生产企业和钢铁生产企业，都属于国民经济的支柱性产业和战略行业，铝电解槽在使用3～5年后就要进行大修，更换槽内衬。槽内衬材料主要是耐火砖、保温砖和碳块等，更换下来的阴极内衬材料即为电解槽大修渣，铝电解槽大修渣的主要成分为70%的碳和30%的电解质。按照国标标准值判别，铝电解槽大修渣属于有毒废渣，其毒化物质主要是氟元素的水淋浸溶出。

目前电解槽大修渣的主要处理方式是将其掩埋处理，其它的处理方式为浮选法、硫酸酸解法、用废阴极炭块生产阳极保护环等方法，但是目前还没有一种直接有效的全量利用模式。

炼钢工艺过程中，采用萤石炼钢主要是利用F^-离子切断硅酸二钙的键，形成低熔点化合物，所以含F元素的萤石是炼钢过程中的常用熔剂材料，应用于转炉炼钢的化渣，精炼炉冶炼过程中的化渣，铁水脱硫和脱磷。

此外钠冶金也是60年代末兴起的一门科学。利用钠脱硫、脱磷，是一项成熟的技术，钠也是能够降低炉渣的熔点，也做炼钢过程中的化渣剂使用。

检索文献披露：（1）黄尚展在2009第4期的《轻金属》杂志上刊登的论文“电解槽废槽衬现状处理及技术分析”中间，有“国内外多年的研究和实践经验证明:在废槽衬的湿法处理过程中,会伴随HF、HCN 的析出,造成设备严重腐蚀,污染操作环境,危害人类健康。另外,废槽衬的湿法处理工艺流程长,过程复杂,投资大。不同技术路线的火法处理技术可以很好地实现废槽衬的无害化利用(如Alcoa 技术、Pechiney 技术,郑州研究院的无害化处理技术) ,且与湿法处理比较,都具有流程简单、投资少、处理有害物质彻底的特点,因此火法处理技术是国内外废槽衬无害化处理与综合利用的主导方向。”的内容表述；文章中间没有关于在炼钢工艺环节中间应用，并且消除其危害作用的内容表述；（2）李鸿在2003第3期的《有色金属》的杂志上刊出的论文“铝电解槽大修渣的污染防治及综合利用”一文中间有“要特别重视电解大修渣场的防渗问题，应根据场地地质、地层构造、地形地貌以及项目实际情况采取相应措施，保证渣场渗漏系数小于1.0×10^-7cm/s。电解槽大修渣的综合利用主要作为水泥生产补充燃料、氧化铝生产燃料、化铁炉萤石代用品以及高温水解法生产氟化铝、碱浸法回收氟盐和碳。”的内容表述；（3）俞海明主编，与2012年在冶金工业出版社出版的著作《转炉钢水的炉外精炼技术》书中中有“向钢水内加入预熔渣或者不同的渣料，这些渣料的主要成分是石灰和萤石、石灰和铝渣球、石灰和预熔渣等。这些渣料的熔点较低，能够迅速的形成低熔点的渣系，呈现液态的渣系。使得Al₂O₃夹杂物能够被熔渣吸附在一起，在浮力的作用下上浮到钢水上部，进入顶渣被去除”的内容表述。

通过这些文献的表述可知，电解铝厂的铝电解槽大修渣在炼钢工艺环节中间还没有应用的先例。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用电解铝厂铝电解槽大修渣生产炼钢脱氧剂的工艺，能够对铝电解槽中产生的大修渣进行无害化处理，变废为宝，降低炼钢成本。

本发明的目的是这样实现的，一种利用电解铝厂铝电解槽大修渣生产炼钢脱氧剂的工艺，将铝电解槽大修渣，首先使用颚式破碎机破碎到5cm左右，然后采用球磨机磨细到0.5～3mm，采购当地的生白云石，其中白云石中间的氧化镁含量大于18%，氧化钙含量大于20%，将生白云石破碎后磨细到0.075～0.5mm，将以上两种原料铝电解槽大修渣粉末和生白云石粉末按照重量份为7:3混合均匀，加入高压压球机中压制成球作为脱氧剂，然后拉运到转炉出钢工位待用；转炉出钢时，不再使用电石，吨钢加入0.8～3kg的脱氧剂，按照传统的炼钢工艺使用即可。

本发明利用了钠冶金原理、机械力化学反应原理、冶金学原理，全面考虑了铝电解槽大修渣的成分特点，将其破碎到0.5～3mm的颗粒，然后添加部分的冶金熔剂原料，将其生产成为炼钢出钢过程中的脱氧剂使用，全面利用了铝电解槽大修渣中间的各个元素的功能特点，起到了变废为宝的作用，在实现铝电解槽大修渣无害化的同时，还节约了炼钢的成本。

本发明的技术原理：

本发明的技术原理基于以下的4个创新点：

1)将电解铝生产过程中产生的铝电解槽大修渣破碎到3mm以下，使得其中的各个元素具有了能够在炼钢温度条件下产生冶金化学的活性。

2)将铝电解槽大修渣中间的碳作为脱氧元素使用，通过添加的熔剂成分，促使其功能向脱氧方向倾斜，消除其向钢液增碳的负面影响。这一点主要依据是钢液中间的临界碳含量原理，即“钢液中间的碳在0.2%～0.6%之间，钢液中间的氧与脱氧元素反应的主要控制环节是脱氧元素在钢液中间的扩散速度”这一原理下实现的。

3)铝电解槽大修渣中间的钠被作为炼钢脱氧脱硫的元素使用，将其总体的含量控制在熔剂量的5%以下，将其作为降低炉渣熔点的元素加以利用。

4)铝电解槽大修渣中间的F被作为化渣元素和脱硫的元素使用。

其中电解槽大修渣的各种元素的含量换算方法按照化学组成和含量计算得到。

本发明的有益效果如下：

1、传统的炼钢工艺中间，采用含碳的脱氧剂脱氧，常用的原料是工业电石，电石中间的含碳量在45%左右，本发明生产的含碳脱氧剂，能够替代电石对于钢液脱氧，并且脱氧效果优于电石脱氧的效果。

2、炼钢出钢过程中添加萤石CaF₂作为促进渣料熔解的添加成分，成本高，本发明利用铝电解槽大修渣中间的F元素与钠元素替代萤石，在实现铝电解槽大修渣无害化的同时，还降低了炼钢成本。

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，以一座120吨转炉的生产为例：

1)一种利用电解铝厂铝电解槽大修渣生产炼钢脱氧剂的工艺，将铝电解槽大修渣，首先使用颚式破碎机破碎到5cm左右，然后采用球磨机磨细到0.5～3mm。

2)采购当地的生白云石，其中白云石中间的氧化镁含量大于18%，氧化钙含量大于20%，将生白云石破碎后磨细到0.075～0.5mm。

3)将以上两种原料，按照铝电解槽大修渣粉末和生白云石粉末按照重量份为7:3混合，将其混匀，加入高压压球机，压制成球作为脱氧剂，然后拉运到转炉出钢工位待用。

转炉出钢时，不再使用电石，吨钢加入0.8～3kg以上的脱氧剂（与电石的加入量等量），并且按照传统的炼钢工艺使用即可。

Claims

1.一种利用电解铝厂铝电解槽大修渣生产炼钢脱氧剂的工艺，其特征在于：将铝电解槽大修渣，首先使用颚式破碎机破碎到5cm左右，然后采用球磨机磨细到0.5～3mm，采购当地的生白云石，其中白云石中间的氧化镁含量大于18%，氧化钙含量大于20%，将生白云石破碎后磨细到0.075～0.5mm，将以上两种原料铝电解槽大修渣粉末和生白云石粉末按照重量份为7:3混合均匀，加入高压压球机中压制成球作为脱氧剂，然后拉运到转炉出钢工位待用；转炉出钢时，不再使用电石，吨钢加入0.8～3kg的脱氧剂，按照传统的炼钢工艺使用即可。