CN112442569A - 一种铬元素高效回收利用的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铬元素高效回收利用的操作方法，该方法为在转炉脱氧合金化环节以后，钢包自由氧含量控制到30ppm以下，通过合金料仓将研磨体铸锻加入钢包内，每炉钢研磨体铸锻的加入量按照本发明中给定的公式进行确定，其中1kg的研磨机研磨体熔化所需要的热量为1441.97kJ/kg，然后根据炉内热量富裕量即可确定研磨体的加入量。本发明能够极大地提高铬元素的回收利用率，减少资源浪费，提高企业生产效益。

Description

一种铬元素高效回收利用的操作方法

技术领域

本发明涉及一种铬元素高效回收利用的操作方法。

背景技术

研磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，研磨机根据排矿方式不同可分格子型和溢流型两种类型，可分为干式和湿式两种磨矿方式，研磨机是由水平的筒体，进出料空心轴及磨头等部分组成，筒体为长的圆筒，筒体为钢板制造，筒内装有研磨体，研磨体分为钢制圆球及钢段。根据研磨物料的粒度加以选择，物料由研磨机进料端空心轴装入筒体内，当研磨机筒体转动时候，研磨体由于惯性和离心力作用，摩擦力的作用，使它附在筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定的高度时候，由于其本身的重力作用而被抛落，下落的研磨体像抛射体一样将筒体内的物料给击碎。研磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，主要应用于水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业。由于研磨机的广泛应用，其研磨体损耗达到一定的要求就必须进行更换，每年更换量达到10万吨之间，传统方式报废研磨体按废钢的形式进行处理造成资源极大的浪费，如何在研磨体更换吨位庞大、尺寸合理及含有贵重金属元素等优势方面加以更好的利用，是钢铁企业现场生产成本控制有待解决的问题。

研磨机一般使用的研磨体外形为短圆柱形，其规格有φ15mm×20mm,φ18mm×22mm,φ20mm×25mm等。在各应用行业中，磨机研磨体的消耗量相当大，研磨体材质的好坏，不仅影响到磨机的粉磨效率，而且关系到磨机的运转率。从20世纪60年代至70年代国内外就广泛应用高铬铸锻作为研磨体进行使用。其特性是耐磨、耐热、耐腐蚀，并具有相当的韧性。马氏作基体的高铬铸铁球表面硬度 HRC 可达 54-66 。高铬铸锻的耐磨性为普通碳素钢球的 8-12 倍。然而在现阶段球磨机更换的研磨体全部按废钢的形式进行处置，在炼钢环节研磨体直接作为废钢加入废钢的料斗中，再通过加废钢兑铁水冶炼的环节再次转化为合格的钢水，但是通过此种方法仅可以利用研磨体中的90%的铁元素，其他如铬、硅、锰等元素均未被有效的利用，造成了现有资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铬元素高效回收利用的操作方法，能够极大地提高铬元素的回收利用率，减少资源浪费，提高企业生产效益。

本发明采用的技术方案为：一种铬元素高效回收利用的操作方法，该方法为在转炉脱氧合金化环节以后，钢包自由氧含量控制到30ppm以下，通过合金料仓将研磨体铸锻加入钢包内，每炉钢研磨体铸锻的加入量按照下列公式进行确定，其中1kg的研磨机研磨体熔化所需要的热量如下，然后根据炉内热量富裕量即可确定研磨体的加入量：

Q研磨体=m研磨体×{C固•（t熔-t初始）+研磨体的熔化潜热+C液•（ t出-t熔）}

式中： Q研磨体—研磨体冷却效应；

m研磨体—研磨体加入量；

C固，C液—固态钢和液态钢的平均比热容，分别取0.699 kJ/（kg•℃），0.837 kJ/（kg•℃）；

t熔—研磨体熔化温度，取1500℃；

t初始—研磨体初始温度，取25℃；

t出—出钢温度，取1670℃；

计算1kg研磨体加入1670℃钢水中的冷却效应，过程如下：

Q研磨体=1×{0.699 ×（1500-25）+271.96+0.837×（1670-1500）}

Q研磨体=1031.025+268.655+142.29

Q研磨体=1441.97kJ

1kg研磨体在出钢温度为1670℃时的冷却效应是：Q研磨体=1441.97kJ/kg；

根据1kg研磨体时冷却效应为1441.97kJ，计算加入100kg研磨体降低160吨钢水温度约在0.9℃，现场实际生产过程中根据吹氩站脱氧合金化后吹氩站温度与生产需求温度的差值即可选择合适的研磨体的加入量。

根据研磨体铸锻尺寸及成分上的特点，研磨体铸锻长度在20-40mm之间，而炼钢转炉环节所使用的冷却剂尺寸基本在20-60mm之间，研磨体铸锻可以满足炼钢高位料仓投放使用；研磨体其成分含有贵重铬元素3-5%，硅元素0.60-0-1.0%，锰元素0.60-1.2%，磷硫有害元素均在0.045%以下，其余均为铁元素。其中硅、锰成分含量超过大部分品种钢的成分要求，铬元素作为贵重金属元素是部分品种钢必须添加的元素，研磨体直接加入钢包内既可以直接增加钢水重量，又可以利用其中元素含量降低部分合金的消耗。

根据热平衡及物料平衡计算研磨体加入量的选择表（如表1所示），根据吹氩站脱氧合金化后温度选择选择合适的研磨体的加入量，同时通过测算可以看出研磨体的磷硫有害元素基本对钢水的磷硫不产生影响。通过计算含铬元素的品种钢产量在50万吨，通过研磨体直接应用于炼钢的操作方法，可直接节约合金成本600万元，同时由于研磨体中铁元素未经过冶炼环节间接的降低了铁元素的损失。

本发明采用研磨体直接应用于炼钢的操作方法，使研磨体中有利元素得到了最大限度的循环利用，降低了转炉硅系、锰系、铬系合金的加入量，达到了降低现场生产成本的作用。采用研磨体直接应用于炼钢的操作方法，降低了冶炼过程中铁元素的氧化损耗，有利于现场钢铁料指标的控制。采用研磨体直接应用于炼钢的操作方法，由于其操作过程简单、适用于任何钢铁企业的转炉工序，如研磨机研磨体全部得到充分的利用，可极大地降低了合金矿产等资源的需求量，同时也达到利用市场上研磨机研磨体资源充足的条件降低铁水消耗、提升了合格钢坯产量，促进了金属资源的循环利用。

具体实施方式

一种铬元素高效回收利用的操作方法，该方法为在转炉脱氧合金化环节以后，钢包自由氧含量控制到30ppm以下，通过合金料仓将研磨体铸锻加入钢包内，每炉钢研磨体铸锻的加入量按照下列公式进行确定，其中1kg的研磨机研磨体熔化所需要的热量如下，然后根据炉内热量富裕量即可确定研磨体的加入量：

Q研磨体=m研磨体×{C固•（t熔-t初始）+研磨体的熔化潜热+C液•（ t出-t熔）}

式中： Q研磨体—研磨体冷却效应；

m研磨体—研磨体加入量；

C固，C液—固态钢和液态钢的平均比热容，分别取0.699 kJ/（kg•℃），0.837 kJ/（kg•℃）；

t熔—研磨体熔化温度，取1500℃；

t初始—研磨体初始温度，取25℃；

t出—出钢温度，取1670℃；

计算1kg研磨体加入1670℃钢水中的冷却效应，过程如下：

Q研磨体=1×{0.699 ×（1500-25）+271.96+0.837×（1670-1500）}

Q研磨体=1031.025+268.655+142.29

Q研磨体=1441.97kJ

1kg研磨体在出钢温度为1670℃时的冷却效应是：Q研磨体=1441.97kJ/kg。

根据1kg研磨体时冷却效应为1441.97kJ，计算加入100kg研磨体降低160吨钢水温度约在0.9℃，现场实际生产过程中根据吹氩站脱氧合金化后吹氩站温度与生产需求温度的差值即可选择合适的研磨体的加入量。

比如上述差值是9℃，那就加入1吨研磨体，上述差值是18℃，那就加入2吨研磨体，即上述差值每差1℃左右，就加入100kg研磨体，依此类推。

同时通过测算可以看出研磨体的磷硫有害元素基本对钢水的磷硫不产生影响。通过计算含铬元素的品种钢产量在50万吨，通过研磨体直接应用于炼钢的操作方法，可直接节约合金成本600万元，同时由于研磨体中铁元素未经过冶炼环节间接的降低了铁元素的损失。

Claims (1)

1.一种铬元素高效回收利用的操作方法，其特征在于该方法为在转炉脱氧合金化环节以后，钢包自由氧含量控制到30ppm以下，通过合金料仓将研磨体铸锻加入钢包内，每炉钢研磨体铸锻的加入量按照下列公式进行确定，其中1kg的研磨机研磨体熔化所需要的热量如下，然后根据炉内热量富裕量即可确定研磨体的加入量：

Q研磨体=m研磨体×{C固•（t熔-t初始）+研磨体的熔化潜热+C液•（ t出-t熔）}

式中： Q研磨体—研磨体冷却效应；

m研磨体—研磨体加入量；

C固，C液—固态钢和液态钢的平均比热容，分别取0.699 kJ/（kg•℃），0.837 kJ/（kg•℃）；

t熔—研磨体熔化温度，取1500℃；

t初始—研磨体初始温度，取25℃；

t出—出钢温度，取1670℃；

计算1kg研磨体加入1670℃钢水中的冷却效应，过程如下：

Q研磨体=1×{0.699 ×（1500-25）+271.96+0.837×（1670-1500）}

Q研磨体=1031.025+268.655+142.29

Q研磨体=1441.97kJ

1kg研磨体在出钢温度为1670℃时的冷却效应是：Q研磨体=1441.97kJ/kg；

根据1kg研磨体时冷却效应为1441.97kJ，计算加入100kg研磨体降低160吨钢水温度约在0.9℃，现场实际生产过程中根据吹氩站脱氧合金化后吹氩站温度与生产需求温度的差值即可选择合适的研磨体的加入量。