CN109971920A - 利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于固废再利用技术领域，具体涉及一种利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法。所述的制备方法为将工业固废铝灰和石灰粉混合后加入火焰型池炉或电熔炉中，经过高温熔化、冷却、破碎后，即得预熔型精炼剂；其中，所述的工业固废铝灰与石灰粉的质量比为：30:70～70:30。本发明使用工业固废铝灰代替高铝矾土制备预熔型精炼剂，将铝灰全部循环利用，避免了对环境的破坏和对资源的浪费，同时制备的预熔型精炼剂熔点低、熔速快、硫熔量高，冶炼时间短，脱硫效果好，且不含有害元素氟。

Description

利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法
技术领域
本发明属于固废再利用技术领域，具体涉及一种利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法。
背景技术
传统炼钢精炼剂是在添加氧化钙(石灰粉)的基础上配加部分萤石(CaF2)或高铝矾土(Al2O3)，这种精炼剂氟的含量通常会达到5％甚至10％以上。从脱硫能力上来看，含有这些物质的精炼剂脱硫效果会与全预熔型铝酸钙精炼剂相当。但预熔型铝酸钙精炼剂的熔点低、熔速快、硫熔量高，可缩短冶炼时间，脱硫效果好，且不含有害元素氟，钢厂粉尘少，还有利于提高炉衬和钢包的寿命，便于储存和运输，因此被誉为21世纪冶金行业的环保型炼钢辅料。
铝灰，也被称为铝剂灰或铝剂，是在铝工业中所产生的废弃物，铝灰的成分因各生产工艺的原料及操作条件不同而略有变化，但通常都含有金属铝、铝的氧化物、氮化物和碳化物、其他金属氧化物(如二氧化硅、氧化镁)等。铝灰的Al2O3的含量一般在40～90wt％，金属铝的含量一般在3～50wt％，SiO2的含量极低，具有经济价值，为企业重视和回收处理。
铝灰中含有很多直接或间接危害环境的元素或化合物，如果将其直接填埋会对环境造成严重威胁。尤其在2016年施行的《国家危险废物名录》中，将有色金属铝冶炼排出的铝灰列为毒性危险废物及易燃性危险废物，故铝灰的问题已经到了非处理不可的地步。
目前，炼钢精炼剂中所用的高铝矾土的主要成分即为Al2O3，但高铝矾土的价格较高使其增加了较大的成本，并且高铝矾土中自身含有SiO2无法去除，影响了炼钢产品的质量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，使用工业固废铝灰代替高铝矾土制备预熔型精炼剂，将铝灰全部循环利用，避免了对环境的破坏和对资源的浪费，同时制备的预熔型精炼剂熔点低、熔速快、硫熔量高，冶炼时间短，脱硫效果好，且不含有害元素氟。
本发明所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法为将工业固废铝灰和石灰粉混合后加入火焰型池炉或电熔炉中，经过高温熔化、冷却、破碎后，即得预熔型精炼剂；
其中，所述的工业固废铝灰与石灰粉的质量比为：30:70～70:30，优选40:60～60:40。
上述方法中：
所述的工业固废铝灰按重量计包括：40～90％的Al2O3和3～50％的金属铝以及余量杂质。
所述的高温熔化的温度为1300～2200℃。
所述的冷却方式为通过链板机强制冷却或流出后室温自然冷却。
所述的破碎粒径不大于60mm。
所述的石灰粉中CaO的含量为90～98wt％。
所述的预熔型精炼剂按重量计包括：25～50％的Al2O3、35～65％的CaO、小于等于0.2％的SiO2以及余量杂质。
所述的预熔型精炼剂为牌号Al2O3 25～30wt％、30～35wt％、35～40wt％、40～45wt％或45～50wt％的预熔型精炼剂系列产品。
优选地，所述的预熔型精炼剂为炼钢用预熔型精炼剂。
优选地，本发明所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，包括以下步骤：
(1)将工业固废铝灰和石灰粉分别制成粉末；
(2)按照比例将原料混合后加入火焰型池炉或电熔炉中，经过1300～2200℃高温进行熔化炼制；
(3)熔融出炉后通过链板机强制冷却或流出后室温自然冷却结晶得到块料；
(4)将块料破碎成型，经破碎后，即得粒径不大于60mm的预熔型精炼剂。
本发明所述的制备方法，根据不同厂家的需要，在原料中还可加入MgCO3或Ba2CO3等牌号调节剂，制备需要的产品。
使用时，在炼钢过程中加入本发明制备的预熔型精炼剂，促进化渣，同时对钢水进行脱硫；或者在出钢过程中，或在LF(Ladle Furnace钢包精炼炉)炉对钢水进行精炼过程中，向钢中加入本发明预熔型精炼剂，达到对钢水进行精炼脱硫的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)工业固废铝灰全部得以应用，代替了全部的高铝矾土，实现了危废综合利用，节省了铝土矿资源，同时降低的产品的成本。
(2)铝灰中SiO2含量极低且不含有害元素氟，生产的预熔型精炼剂，杂质含量低，特别适用于轴承钢、铝镇静钢等特殊钢种的冶炼，提高了铝灰的应用价值；解决了铝行业固废、危废排放处理的一重大难题。
(3)本发明的预熔型精炼剂，熔点低、熔速快，可促进化渣，缩短冶炼时间；同时本发明的预熔型精炼剂，硫容量高，有利于对钢水精炼脱硫，并减少精炼剂用量，降低生产成本，优化劳动环境，提高生产率。
(4)本发明的预熔型精炼剂高温熔融而成，性能稳定、不变质、不吸水、不粉化、低原，不仅便于储存和运输，还有利环保减少污染。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步地说明。
原料：工业固废铝灰的成分以重量计为：77％的Al2O3、20％的金属铝、小于0.5％的SiO2以及余量杂质。石灰粉为中CaO的含量为97wt％。
以下实施例1-3均使用以上原料。
实施例1
一种利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，包括以下步骤：
(1)将工业固废铝灰和石灰粉分别制成粉末；
(2)按照工业固废铝灰和石灰粉质量比为40:60混合后加入电熔炉中，经过1650℃高温进行熔化炼制；
(3)熔融出炉流出后室温自然冷却结晶得到块料；
(4)将块料破碎成型，经破碎后，即得粒径不大于60mm的预熔型精炼剂。
应用：在炼钢过程中用于促进炼钢化渣，向炼钢炉内加入2kg/吨钢的预熔型精炼剂，炼钢过程化渣良好，冶炼时间缩短3分钟。
实施例2
一种利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，包括以下步骤：
(1)将工业固废铝灰和石灰粉分别制成粉末；
(2)按照工业固废铝灰和石灰粉质量比为60:40混合后加入火焰型池炉中，经过1500℃高温进行熔化炼制；
(3)熔融出炉流出后室温自然冷却结晶得到块料；
(4)将块料破碎成型，经破碎后，即得粒径不大于60mm的预熔型精炼剂。
应用：在炼钢过程中用于脱硫，向钢水炉内加入1.5kg/吨钢的预熔型精炼剂，精炼后，钢水的脱硫率为85％。
实施例3
一种利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，包括以下步骤：
(1)将工业固废铝灰和石灰粉分别制成粉末；
(2)按照工业固废铝灰和石灰粉质量比为50:50混合后加入电熔炉中，经过2000℃高温进行熔化炼制；
(3)熔融出炉流出后室温自然冷却结晶得到块料；
(4)将块料破碎成型，经破碎后，即得粒径不大于60mm的预熔型精炼剂。
应用：在LF炉对钢水进行精炼过程中，向钢水罐中加入2.0kg/吨钢的预熔型精炼剂，精炼后，钢水的脱硫率为85％。
对比例
以高铝矾土和石灰粉为原料生产的精炼剂作为对比例。
将实施例1-3所制备的预熔型精炼剂与以高铝矾土和石灰粉为原料生产的普通精炼剂相比二氧化硅含量更低并且基本不含氟。
表1为本发明实施例1-3制备的预熔型精炼剂与对比例的精炼剂的指标对比。
指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
SiO<sub>2</sub>(wt％) 0.2 0.1 0.2 3.5
F(wt％) 0 0 0 5.5
表1
从表1数据中可以看出实施例1-3所制备的预熔型精炼剂与以高铝矾土和石灰粉为原料生产的精炼剂相比二氧化硅含量更低并且不含氟。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：将工业固废铝灰和石灰粉混合后加入火焰型池炉或电熔炉中，经过高温熔化、冷却、破碎后，即得预熔型精炼剂；
其中，所述的工业固废铝灰与石灰粉的质量比为：30:70～70:30。
2.根据权利1所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：所述的工业固废铝灰按重量计包括：40～90％的Al2O3和3～50％的金属铝。
3.根据权利1所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：所述的高温熔化的温度为1300～2200℃。
4.根据权利1所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：所述的冷却方式为通过链板机强制冷却或流出后室温自然冷却。
5.根据权利1所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：所述的破碎粒径不大于60mm。
6.根据权利1所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：所述的石灰粉中CaO的含量为90～98wt％。
7.根据权利1所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：所述的预熔型精炼剂按重量计包括：25～50％的Al2O3和35～65％的CaO。
8.根据权利7所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：所述的预熔型精炼剂为牌号Al2O3 25～30wt％、30～35wt％、35～40wt％、40～45wt％或45～50wt％的预熔型精炼剂。
9.根据权利7所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：所述的预熔型精炼剂为炼钢用预熔型精炼剂。
10.根据权利1所述的利用工业固废铝灰制备预熔型精炼剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将工业固废铝灰和石灰粉分别制成粉末；
(2)将步骤(1)中制备的原料粉末混合后加入火焰型池炉或电熔炉中，经过1300～2200℃高温进行熔化炼制；
(3)熔融出炉后通过链板机强制冷却或流出后室温自然冷却结晶得到块料；
(4)将块料破碎成型，经破碎后，即得粒径不大于60mm的预熔型精炼剂。
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