CN111074040B

CN111074040B - 一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法

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Publication number: CN111074040B
Application number: CN201911388942.0A
Authority: CN
Inventors: 冯为民; 王东; 尹玉服; 黄健; 李�杰; 黄锋
Original assignee: Jiangsu Jiaht Materials Co ltd
Current assignee: Jiangsu Jiaht Materials Co ltd
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2039-12-30
Also published as: CN111074040A

Abstract

本发明公开了一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法，涉及建筑石材泥浆回收利用技术领域，将石材厂切割石材产生的废泥浆配制成料浆，通过喷雾造粒，得到成分稳定干燥的中空颗粒原料，检测化学成分，与其他原料调整配比并自动称量配料，干压成球，再经过筛分、检测、包装，即得到最终特殊钢精炼渣，其中，造粒粒度为0.10～1.5mm≥85%，造粒后原料H₂O≤0.5wt%。将石材废浆制成浆料后通过喷雾造粒，获得干燥均匀稳定的原料用于干压成球。充分利用了石材废浆，回收利用工艺简单、产品附加值高，能较好地改善石材厂环保，实现节能减排，发展跨行业循环经济。

Description

一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法

技术领域

本发明涉及建筑石材泥浆回收利用技术领域，特别是涉及一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法。

背景技术

在石材加工过程中，切割产生的泥浆成为石材生产过程产生的主要固体废弃物之一，全国每年新增石材泥浆废弃物1000万吨以上。

石材废浆的理化指标如表1所示。石材厂一般将这部分废浆与其它边角料混在一起，运往渣场当作固体废弃物处理。

表1石材废浆的典型成份范围(％)

CaO

SiO2

MgO

Al2O3

FeO

T.C

TiO2

42.0～54

3.0～9.0

≤3.0

≤1.0

9.0～11.5

≤0.05

经研究，这部分石材废浆还存在很高的利用价值，具有如下优势：化学成分稳定且为200目以上的微粉材料；含有杂质比较少，对精炼有害的元素FeO、TiO₂含量非常低；FeO含量小于1％，碱度一般在7.0以上，具有很高的脱硫能力；其化学成份与方解砂的化学成份相似，在特殊钢精炼渣中具有发泡和埋弧功能。

目前为止，石材泥浆回收利用方向主要有以下几种：公开号为CN110328047A的中国专利公开了“一种花岗岩石材锯泥石粉制备陶瓷原料的方法”，采用无污染环保物理技术实现花岗岩锯泥石粉除杂增白，用于制备陶瓷的原料，其工艺是制造陶瓷原料，并没有生产精炼渣。公开号为CN107352926A的中国专利公开了“一种利用废弃泥浆生产人造石的方法”，提供了一种利用废弃泥浆生产人造石的方法，其方法是制造人造石，没有涉及到冶金的精炼渣。公开号为CN106830987A的中国专利公开了“一种以石材废浆为原料的人造文化石及其制备方法”，属于工业固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种以石材废浆为原料的人造文化石及其制备方法，利用石材废浆生产人造文化石，有效地利用石材废浆，提高石材废浆的综合利用率，解决石材加工企业生产中的石材废浆排放和污染问题，但没有涉及到冶炼精炼渣。

精炼渣的制备方法有很多：如公开号为CN107779553A的中国专利公开了“一种LF炉精炼渣的再利用方法”，提供了一种LF炉精炼渣的再利用方法，将LF炉精炼后得到的精炼渣冷却后加入到KR脱硫中的铁水包，利用精炼渣中的CaO对所述铁水脱硫，其利用的是使用过的精炼渣脱硫，渣中残留S高，脱硫效果差，渣中的有害元素影响铁水质量。公开号为CN1827792A的中国专利公开了“一种无氟预熔精炼渣及其制备方法”，将冶炼后熔融状态的硅钒铁冶炼炉渣加入电炉，形成熔池，向熔池中加入活性石灰或石灰石，形成含12CaO·7Al₂O₃相的渣，分离熔池中的渣和金属液，将渣冷却后破碎得到预熔型精炼渣，其利用的是提钒废渣，预熔精炼渣不具有埋弧和发泡功能。公开号为CN110106313A的中国专利公开了“一种精炼渣及其制备和应用方法”，发明了一种用方解石粉和氧化铝粉，在搅拌过程中加入粘结剂形成压球物料，采用压球机压制成球，过筛后进行烘烤，最终得到精炼渣，这种精炼渣的制备没有采用废料，另外，湿压成球后需要烘烤，既浪费能源又容易使钢水增氢。

综上所述，近几年对石材废浆的综合利用研究已出现了许多成果，但不同程度地存在利用工艺复杂、利用成本高、利用产品附加值低等不足。同时，这些发明只局限于在建材领域应用，而且石材废泥的利用率不足20％，更没有涉及到将石材废泥应用到冶金精炼渣领域。

特殊钢精炼渣是指转炉或者电炉冶炼结束后，加在钢包的钢水表面之上的精炼渣，主要起对钢液进行所需程度的脱氧、脱磷、脱硫处理，吸收钢中夹杂物，对钢中夹杂物进行变性处理的作用。精炼渣本身杂质含量低，不会对钢水造成污染；隔绝空气，防止钢液吸收气体和二次氧化；保护钢液容器内衬，提高冶炼热效率。现有技术中，还未出现回收利用石材废浆来生产特殊钢精炼渣的相关记载或报道。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法，将石材厂切割石材产生的废泥浆配制成料浆，通过喷雾造粒，得到成分稳定干燥的中空颗粒原料，检测化学成分，与其他原料调整配比并自动称量配料，干压成球，再经过筛分、检测、包装，即得到最终特殊钢精炼渣，

其中，造粒粒度为0.10～1.5mm≥85％，造粒后原料H₂O≤0.5wt％。

技术效果：本发明将石材废浆制成浆料后通过喷雾造粒，获得干燥均匀稳定的原料用于干压成球。充分利用了石材废浆，回收利用工艺简单、产品附加值高，能较好地改善石材厂环保，实现节能减排，发展跨行业循环经济。

本发明进一步限定的技术方案是：

前所述的一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法，料浆的含固率在44.8～58.8wt％。

前所述的一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法，造粒喷嘴的直径1.8～2.5mm，造粒塔热风入口温度550～650℃。

前所述的一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法，特殊钢精炼渣的化学成分及质量百分比如下：CaO：45％～55％，SiO₂：0.5％～6％，MgO：0.5％～6％，Al₂O₃：20％～40％，FeO≤1.5％，TiO₂≤0.03％，H₂O≤0.5％，余量为不可避免的杂质。

前所述的一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法，干压成球时，干压压力控制在15～20MPa。

前所述的一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法，干压后粒度在40mm以下且5mm以下占比≤5％。

本发明的有益效果是：

(1)本发明中料浆的含固率在44.8～58.8wt％，含固率过低则粒度小，含固率过高则颗粒中水分含量过高；造粒塔喷嘴直径1.8～2.5mm，喷嘴直径太小则粒度小、产量低，直径太大则含水量会超标；造粒塔热风入口温度550～650℃，温度过低则含水量不合格，温度过高则浪费能源；造粒粒度为0.10～1.5mm≥85％，粒度太小或太大都不利于干压成球；造粒后原料H₂O≤0.5wt％，水分过高则会造成干压球粉化；原料通过计算机配料，采用自动称量，确保原料质量准确无误；

(2)本发明中因石材废浆的成分、含水量每批料都存在波动，化学成分不尽相同，经现场快速分析成分与特殊钢精炼渣目标值比对，有差别的情况，按缺什么补什么、缺多少补多少的原则，对差别组分进行调整、补充，特殊钢精炼渣的化学成份不是唯一的限定，具体的化学成份可根据用户的技术要求，按上述补缺原则而相应确定；

(3)本发明实现了节能减排和循环经济，将原来当成废料处理的石材废浆转变成高附加值的冶金辅助材料，同时减少了石材厂的环保污染，改善了工作环境，发展了跨行业循环经济；

(4)本发明与常规用预熔渣作原料生产特殊钢精炼渣相比，省去了预熔、破碎、雷蒙等工序，石材废泥本身就是200目以上的细泥浆，不需要上述成本，只需喷雾造粒，每使用一吨石材泥浆可降低特殊钢精炼渣成本450元，按年产10万吨精炼渣计算，能节省成本4500万元，具有可观的经济效益；

(5)本发明中石材废泥作为高压成球的原料，经过喷雾造粒成球以后成分更均匀，在强制搅拌机中与其它原料混合时流动性能好，混合更充分，偏析少；中空颗粒原料在高压成球时原料自身的压缩比大，不需要粘结剂，干燥成球的效果更好；

(6)本发明中不加粘结剂对特殊钢精炼渣不会带来有害成分，不污染特殊钢，而在以往的制球成型工艺中，常添加水玻璃、粘土粉、淀粉等作结合剂和粘结剂，这不可避免地增加精炼渣中结晶水、钠离子、有机H、N等有害成份，对洁净钢水造成污染，本发明在压球成型过程中，独创高压无粘结剂成型技术，保证了精炼渣的纯净度；

(7)本发明中生产的特殊钢精炼渣的性能更优越，因为石材泥浆成分中含有38％左右的CO₂，发泡性能好，能够实现精炼渣产气的分段性、发泡的连续性，使精炼渣产生的气泡相对长时间保留在渣层内，实现泡沫渣的稳定性，有利于去除钢中夹杂，减少对耐火材料的侵蚀。

具体实施方式

本实施例提供的一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法，将石材厂切割石材产生的废泥浆配制成料浆，料浆的含固率在44.8～58.8wt％；通过喷雾造粒，造粒喷嘴的直径1.8～2.5mm，造粒塔热风入口温度550～650℃，造粒粒度为0.10～1.5mm≥85％，造粒后原料H₂O≤0.5wt％；得到成分稳定干燥的中空颗粒原料；检测化学成分，与其他原料调整配比并自动称量配料，称量好的原料在强制搅拌机里搅拌均匀，不添加任何粘结剂，干压成球，干压压力控制在15～20Mpa，粒度在40mm以下且5mm以下占比≤5％；再经过筛分、检测、包装，即得到最终特殊钢精炼渣。

实施例1化学分析特殊钢精炼渣成份如下表2(％)

实施例2化学分析特殊钢精炼渣成份如下表3(％)

实施例3化学分析特殊钢精炼渣成份如下表4(％)

实施例4化学分析特殊钢精炼渣成份如下表5(％)

上述化学分析结果符合特殊钢精炼渣的化学成份要求，批量实施，实施量20吨，分4个批次，分别是5吨、5吨、5吨、5吨，试验钢水量44罐，总计3335吨，试验实施的钢如下表6：冶炼的钢种Gr15化学成分表6

试验条件：

(1)钢包容量：100吨，

(2)精炼方式：LF，底吹氩，VD；

试验时，每罐钢水精炼前后各取样一次，分别做试样分析对比，检验内容包括：化学分析和金相分析，对比结果如表7：

GCr15试用特殊钢精炼渣精炼前后检验结果平均值对比表7

实施试验结果表明，通过回收利用石材废浆生产的特殊钢精炼渣在LF精炼过程中的使用表明，本发明的特殊钢精炼渣具有较好的精炼效果，冶炼炉次脱硫率均达到85％以上，最高脱硫率达到了93％。小批量试用期间,成品全氧含量较低，轴承钢最低全氧含量为5ppm，平均全氧含量为8.6ppm；齿轮钢最低全氧含量为11ppm，平均全氧含量为13.5ppm。通过对一个月的生产数据的统计结果看，全月轴承钢平均全氧含量为8.7ppm，最低全氧含量为5ppm；全月轴承钢平均[Ti]含量为18.7ppm，最低[Ti]含量为12.6ppm。

试验结果表明,特殊钢精炼升温速度达到了4.2℃/min，同比提高了1.2℃/min；产品外形为球形颗粒状，使用过程中，方便通过高位料仓加料，环保性能优越，易实现自动化操作。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种以石材废浆为原料生产特殊钢精炼渣的方法，其特征在于：将石材厂切割石材产生的废泥浆配制成料浆，通过喷雾造粒，得到成分稳定干燥的中空颗粒原料，检测化学成分，与其他原料调整配比并自动称量配料，干压成球，再经过筛分、检测、包装，即得到最终特殊钢精炼渣，

其中，造粒粒度为0.10～1.5mm≥85%，造粒后原料H₂O≤0.5wt%；

特殊钢精炼渣的化学成分及质量百分比如下：CaO：45%～55%，SiO₂：0.5%～6%，MgO：0.5%～6%，Al₂O₃：20%～40%，FeO≤1.5%，TiO₂≤0.03%，H₂O≤0.5%，余量为不可避免的杂质；

料浆的含固率在44.8～58.8wt%；

造粒喷嘴的直径1.8～2.5mm，造粒塔热风入口温度550～650℃；

干压成球时，干压压力控制在15～20MPa；

干压后粒度在40mm以下且5mm以下占比≤5%。