CN112301188A - 一种冶金固废的高效利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冶金固废的高效利用的方法，涉及冶金技术领域，解决了冶金固废难以进行二次利用的问题。本发明包括将冶金固废通过配料产线配制成保温兼抗氧化覆盖剂和脱硫兼抗氧化反应剂；将保温兼抗氧化覆盖剂和脱硫兼抗氧化反应剂转运至炼铁厂出铁平台；当出铁量占铁水罐的五分之一的体积时加入脱硫兼抗氧化反应剂；当出铁完毕时在渣层表面加入保温兼抗氧化覆盖剂；除渣等步骤。采用本发明的技术方案通过将冶金固废采用物理方式进行一定的配比，可在炼铁的过程中高效使用，实现铁水预处理、防氧化和保温的效果的效果。

Description

一种冶金固废的高效利用的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种冶金固废的高效利用的方法。

背景技术

采用长流程钢材生产工艺的钢铁企业设有高炉炼铁和转炉炼钢工序，铁水出至罐架车上的铁罐后，用机车牵引至炼钢工序、搭配废钢、辅料和和合金等冶炼成钢水。铁水在出铁入罐过程和在途运输过程中难免散热，从而在到达炼钢工序时温度下降，物理热不足。由于铁水预处理过程和增加废钢比都要求铁水有较高的温度，也就是有较高的物理热，因此铁水温度降低过于显著不利于后续工艺环节操作、炼钢增产和技术经济指标的改善。炼铁与炼钢工序之间距离较远得企业、不设混铁炉采用一罐制的企业或罐车配给制度不合理的企业，铁水温降更加显著，问题更加突出。再加上不时出现的连铸机断浇造成的铁水积压，造成的铁水温度低和粘罐问题严重影响生产顺行和冲击技术经济指标。

另外，目前铁水预处理工艺多为钝化石灰粉+钝化镁粉混合喷吹工艺，对粉剂的粒度要求细，还要钝化处理以便运输号保存，物料制备难度大，价格高昂，铁水预处理成本高。

为减少铁水温降，提高铁水物理热，行业内采取了多种举措，常见的有加入铁水覆盖剂、采用设置在罐架车上的液压或电动驱动式铁罐加盖装置、优化铁罐本体耐材材质和砌筑方式、提高罐车循环效率和优化罐车调配制度等，或者采用以上方式的结合。铁罐加盖能够实现重罐和空罐的在途保温，效果在各类措施中最显著，但投资较大，对于经营状况不理想的企业难以在短期内引进，只能从少到多逐步实现还有两个缺点是不能在出铁过程中实时保温，减少铁水被空气氧化的作用不明显；铁罐本体耐材材质和砌筑方式的优化是相知有效的方式，作用不如铁罐加盖明显，减少温降的潜力不大，且保温效果好的耐材往往价格高昂，先进的砌筑工艺成本往往也较高，只能从少到多逐步实现；使用铁水覆盖剂的做法被许多企业采用，但价格高昂，加入量太多则成本上升显著，加入量太少则作用有限，且外购的覆盖剂仅发挥很有限的保温和抗氧化的作用，不能发挥脱硫作用，且只能在铁罐接完铁后加入罐内，总体上作用单一而且性价比不高。

由于地区人口少、市场小和企业门类不健全等原因，钢铁企业自备电厂和自备熔剂厂的粉煤灰和熔剂厂筛下轻烧白云石粉等低价物料或钢企以外的这类物料在较近地域不能消纳，运距过远又不经济。粉煤灰是较好的电厂固废，可以用作水泥和商砼的掺和料或用于制作免烧砖、加气砌块等，但对于人口少、市场小的地区，消纳难度较大。对于轻烧白云石，主要成分是CaO和MgO，是较好的脱硫物料，但除了采用KR搅拌法脱硫工艺的企业，其它采用喷粉脱硫的企业，由于设备要求粉剂必须是细粉，因此工艺特点所限不能使用粒度较大的轻烧白云石粉。某些钢铁企业本身烧结配料中的氧化镁含量已经很高，不能再容纳镁质物料。因此除少量粉煤灰用于产量不大的本地建材企业以及少量轻烧白云石粉用于烧结熔剂外，大部分只能堆存，造成资金占用、资源浪费和环境问题。对于炼钢二次除尘灰，虽然属于高铁含量高碱度的干燥物料，理论上可以返回转炉使用，但由于粒度过细、易扬尘和压球时易膨胀龟裂的特点，不仅难以在烧结配料，也难以与氧化铁皮等物料压球返回炼钢使用，要使用时必须提前打水消解，工艺复杂，且需要配套除雾、除尘的环保设备，工艺复杂而投资大。基于以上原因，以上轻烧白云石、粉煤灰、炼钢二次除尘灰等物料大量堆存，不仅不能发挥作用，企业还要花费大量的成本去管理，加重了企业的负担，影响了企业的效益提升。

发明内容

基于以上技术问题，本发明提供了一种冶金固废的高效利用的方法，解决了冶金固废难以进行二次高效利用的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种冶金固废的高效利用的方法，包括如下步骤：

a：将冶金固废通过配料产线配制成保温兼抗氧化覆盖剂和脱硫兼抗氧化反应剂；

b：将步骤a中两种制剂转运至炼铁厂出铁平台；

c：当出铁量占铁水罐的五分之一的体积时加入脱硫兼抗氧化反应剂；

d：当出铁完毕时在渣层表面加入保温兼抗氧化覆盖剂；

e：除渣。

进一步地，步骤a中，保温兼抗氧化覆盖剂包含轻烧白云石粉、粉煤灰、转炉二次除尘灰和炭素粉，且配比为6:2:1:1。

进一步地，步骤a中，脱硫兼抗氧化反应剂包含轻烧白云石粉、炭素粉和回收冰晶石，且配比为8:1:1。

进一步地，脱硫兼抗氧化反应剂可以由熔剂除尘灰和炭素粉组成，且配比为9:1。

进一步地，脱硫兼抗氧化反应剂也可以由混合钙镁粉、炭素粉和回收冰晶石组成，且配比为8:1:1。其中，混合钙镁粉是由轻烧白云石粉和熔剂除尘灰混合而成。

在以上技术方案中，轻烧白云石粉作为脱硫剂、保温剂和铁渣改质剂；粉煤灰作为保温剂和铁渣疏松剂；转炉二次除尘灰作为铁渣改质剂；炭素粉作为铁渣疏松剂、膨胀剂、保温剂、还原气氛营造剂和抗氧化剂。回收冰晶石作为化渣剂和反应促进剂。

脱硫兼抗氧化反应剂在出铁过程中加入，利用铁流的冲击搅拌作用促使铁水与制剂充分反映，创造高碱度和低氧势并实现铁水混冲脱硫，反应产物和未反应的制剂迅速形成渣层，在出铁过程中迅速封闭液面，隔绝空气，减少铁水氧化损失。

保温兼抗氧化覆盖剂使的在铁水表面从上到下形成液渣层、烧结层和粉渣层，粉渣层内有炭素的分散、膨胀和产气作用，粉渣较为蓬松，再加上粉煤灰微小空心颗粒的热阻较高，使得渣层综合导热系数较低，尤其粉渣层的导热系数最低，保证了铁水物理热充足，为后续铁水预处理操作或转炉增加废钢用量和增产创造了条件。同时由于多层渣的覆盖，基本隔绝了空气，避免的空气对铁液的氧化。

脱硫兼抗氧化反应剂主要成为液渣层，然后约半数形成烧结层，确保了保温兼抗氧化覆盖剂能够主要保持粉状，从而发挥更好的保温效果；脱硫兼抗氧化反应剂的加入，约半数成为烧结层，其余保持粉渣层，其炭素有利于降低渣层氧势，保持脱硫成果，并使得烧结层强度不过高，有利于后续到炼钢厂时的测温和向混铁炉进铁操作。

进一步地，步骤a中，配料产线包括除尘器、并排高位料罐、电振给料器、称量料仓、插板阀、下料管、双轴混合机、带插板阀的出料管和料袋驾车，配料产线的使用包括如下步骤：

a1、将轻烧白云石粉、粉煤灰、转炉二次除尘灰和碳素粉分别加压并上料至并排高位料罐；

a2、打开电动给料器，将料粉给至称量料仓中；

a3、将称好的料粉通过下料管排入双轴混合机混合；

a4、通过带插板阀的出料管卸料至料袋驾车上的料袋中；

a5、用带插板阀的出料管中的插板阀控制装料，装好后推动驾车组循环操作。

进一步地，步骤c中，脱硫兼抗氧化反应剂的计量为2kg/t。脱硫兼抗氧化反应剂在出铁过程有利于铁水的混冲作用，同时实现实施保温。

进一步地，步骤e中，除渣的方式为将铁水罐倾斜来清除顶渣。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种冶金固废的高效利用的方法，结合铁、钢工艺特点和轻烧白云石等物料的特性，通过将冶金固废采用物理方式进行一定的配比并在，开发了利用冶金固废低成本实现铁水预处理、防氧化、保温和铁罐维护的系统工艺，实现铁水预处理、防氧化和保温的效果，是钢铁企业低投入、高效益利用固废的全新模式，解决了钢铁企业亟待解决的难题。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请作详细说明。

实施例1

先建设配料产线，总体结构为框架式，从上到下包括除尘器、并排高位料罐、电振给料器、悬挂式称量料仓、插板阀、下料管、双轴混合机、带插板阀的出料管和料袋驾车。通过配料产线来配制保温兼抗氧化覆盖剂和脱硫兼抗氧化反应剂。

首先用吸排罐车将企业内部或周边不好处置的轻烧白云石粉、粉煤灰、转炉二次除尘灰、碳素粉和回收冰晶石等原料运输到配料产线并分别加压并上料至并排高位料罐；配料时分别打开各个料罐下的电振给料器，将料粉给至称量料仓中，达到合适的料量时关闭电振给料器；再打开称量料仓下部的电动插板，则称好的料粉通过下料管进入双轴混合机中；混合均匀后通过带插板阀的出料管卸料至料袋架车上的料袋中；最后工作人员通过出料管上的闸阀控制装料，每装好一袋则推动架车组逆时针运动，到另一端将装好的料袋卸货，如此循环操作。

再进行物料转运至炼钢厂出铁平台，当出铁量达到铁水罐体积的五分之一时，开始加入脱硫兼抗氧化反应剂，并在出铁前加完，加入的剂量为2kg/t。利用铁流的冲击搅拌作用促使铁水与制剂充分反应，创造高碱度和低氧势并实现铁水混冲脱硫，反应产物和未反应的的制剂迅速形成渣层，在出铁过程迅速封闭液面，隔绝空气，减少铁水氧化损失。

当出铁后期或出铁完毕时，向铁水罐的渣层表面加入保温兼抗氧化覆盖剂，之后在铁水的表面从下到上形成液渣层、烧结层和粉渣层，粉渣层内有炭素的分散、膨胀和产气作用，粉渣较为蓬松，再加上粉煤灰微小空心颗粒的热阻较高，使得渣层综合导热系数较低，尤其粉渣层的导热系数最低，有效减少了在途和等待时的温降，保证了铁水物理热充足，为后续铁水预处理操作或转炉增加废钢用量和增产创造了条件。同时由于多层渣的覆盖，基本隔绝了空气，避免的空气对铁液的氧化。

脱硫兼抗氧化反应剂主要成为液渣层，然后约半数形成烧结层，确保了保温兼抗氧化覆盖剂能够主要保持粉状，从而发挥更好的保温效果；保温兼抗氧化覆盖剂的加入，约半数成为烧结层，其余保持粉渣层，其炭素有利于降低渣层氧势，保持脱硫成果，并使得烧结层强度不过高，有利于后续到炼钢厂时的测温和向混铁炉进铁操作。脱硫兼抗氧化反应剂的四元碱度在18以上，保温兼抗氧化覆盖剂的四元碱度在2以上，铁水原来带渣碱度1左右，三者综合作用使得铁渣的碱度显著增加，有利于脱硫和巩固脱硫成果。因此两种剂型协同作用，保证脱硫、保温和抗氧化的工艺目标的实现。

在上述方案中，保温兼抗氧化覆盖剂包含轻烧白云石粉、粉煤灰、转炉二次除尘灰和炭素粉，且配比为6:2:1:1；脱硫兼抗氧化反应剂包含轻烧白云石粉、炭素粉和回收冰晶石，且配比为8:1:1。

实施例2

在实施例1的基础上，脱硫兼抗氧化反应剂可以是包含熔剂除尘灰和炭素粉，且配比为9:1。

实施例3

在实施例1的基础上，脱硫兼抗氧化反应剂也可以是包含混合钙镁粉、炭素粉和回收冰晶石，且配比为8:1:1。

Claims (8)

1.一种冶金固废的高效利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a：将冶金固废通过配料产线配制成保温兼抗氧化覆盖剂和脱硫兼抗氧化反应剂；

b：将保温兼抗氧化覆盖剂和脱硫兼抗氧化反应剂转运至炼铁厂出铁平台；

c：当出铁量占铁水罐的五分之一的体积时加入脱硫兼抗氧化反应剂；

d：当出铁完毕时在渣层表面加入保温兼抗氧化覆盖剂；

e：除渣。

2.根据权利要求1所述的一种冶金固废的高效利用的方法，其特征在于，所述步骤a中，保温兼抗氧化覆盖剂包含轻烧白云石粉、粉煤灰、转炉二次除尘灰和炭素粉，且配比为6:2:1:1。

3.根据权利要求1或2所述的一种冶金固废的高效利用的方法，其特征在于，所述步骤a中，脱硫兼抗氧化反应剂包含轻烧白云石粉、炭素粉和回收冰晶石，且配比为8:1:1。

4.根据权利要求1或2所述的一种冶金固废的高效利用的方法，其特征在于，所述步骤a中，脱硫兼抗氧化反应剂包含有熔剂除尘灰和炭素粉，且配比为9:1。

5.根据权利要求1或2所述的一种冶金固废的高效利用的方法，其特征在于，所述步骤a中，脱硫兼抗氧化反应剂包含有混合钙镁粉、炭素粉和回收冰晶石，且配比为8:1:1，所述混合钙镁粉是由轻烧白云石粉和熔剂除尘灰混合而成。

6.根据权利要求3所述的一种冶金固废的高效利用的方法，其特征在于，所述步骤a中，配料产线包括除尘器、并排高位料罐、电振给料器、称量料仓、插板阀、下料管、双轴混合机、带插板阀的出料管和料袋驾车，配料产线的使用包括如下步骤：

a1、将轻烧白云石粉、粉煤灰、转炉二次除尘灰和碳素粉分别加压并上料至并排高位料罐；

a2、打开电动给料器，将料粉给至称量料仓中；

a3、将称好的料粉通过下料管排入双轴混合机混合；

a4、通过带插板阀的出料管卸料至料袋驾车上的料袋中；

a5、用带插板阀的出料管中的插板阀控制装料，装好后推动料袋驾车组循环操作。

7.根据权利要求6所述的一种冶金固废的高效利用的方法，其特征在于，所述步骤c中，脱硫兼抗氧化反应剂的剂量为2kg/t。

8.根据权利要求7所述的一种冶金固废的高效利用的方法，其特征在于，所述步骤e中，除渣的方式为将铁水罐倾斜清除顶渣。

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