CN115011754B - 一种电极保护渣及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电极保护渣及其制备方法，所述的电极保护渣的硫百分含量低于3ppm，含水率在3％以下，90％以上粒径为10‑20mm，所述的制备方法包括以下步骤：步骤1，将液态转炉渣均匀地倒入转动的滚筒装置内，同时向滚筒装置内喷洒冷却水；步骤2，经滚筒装置处理后的钢渣排出到组合式输送机上；步骤3，钢渣经由组合式输送机和振动筛输送至储存料仓。本发明能够快速实现液态转炉渣的冷却、粉化和渣铁分离，并能对钢渣的含水量定量控制，具有短流程、低排放、渣不落地，成本低，噪音小，设备稳定性好，安全性能较高。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种电极保护渣及其制备方法。
背景技术
现有技术中基于两个现实条件：铁水运距较长“温降较大”及入转炉“大废钢比”，需要在铁水加入转炉炼钢前，对铁水进行升温，以实现冶炼中对钢水流动性的要求及低成本的目标。在铁水脱硫预处理后，增加了一个电弧加热铁水的生产流程，电弧炉就是利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。其放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。能很好的加热铁水并精确的控制温度升高速率。
由于铁水较钢水理化特性特殊，在电极加热铁水过程中，以电极为中心轴线，温度扩散向四周传递，在控制温升速率的过程中会产生较大震动、带来较大噪音(类似于电水壶烧开水)，20米处的分贝值超过100dB,同时电极棒极易被震断。
之前的通行的做法是在铁水包里加入生石灰，包覆电极、埋弧，能够一定程度上达到减小振动、减少噪音的目的。
但通过加入生石灰也带来了一些缺陷，主要有以下四点：
1.噪音污染仍然较大，20米处分贝值在79dB；
2.埋弧成本过高，吨钢能耗增高，加大了溶剂消耗(生石灰)；
3.加大了引入了新的污染源的几率、不利于洁净炼钢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种电极保护渣及其制备方法，改善现有的炼钢厂铁水加热过程中，电极振动带来的噪音较大、设备稳定性较差的不利方面，解决环境保护及安全性能较低的问题；实现循环经济及钢铁绿色低碳发展，能够快速实现液态转炉渣的冷却、粉化和渣铁分离，并能对钢渣的含水量定量控制，具有短流程、低排放、渣不落地，成本低，噪音小，设备稳定性好，安全性能较高。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种电极保护渣，所述的电极保护渣的硫百分含量低于3ppm，含水率在3％以下，90％以上粒径为10-20mm。
一种制备以上所述的电极保护渣的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将液态转炉渣均匀地倒入转动的滚筒装置内，同时向滚筒装置内喷洒冷却水；
步骤2，经滚筒装置处理后的钢渣排出到组合式输送机上；
步骤3，钢渣经由组合式输送机和振动筛输送至储存料仓。
按照上述技术方案，滚筒装置包括倾斜转动的筒体，筒体内填充有多个钢球。
按照上述技术方案，滚筒装置与储存料仓之间依次设有组合式输送机、振动筛和斗提机，在所述的步骤3中，钢渣依次经组合式输送机、振动筛和斗提机输送至储存料仓。
按照上述技术方案，在所述的步骤1之前，还包括以下步骤：转炉炼钢过程中产生的热液态转炉渣倒入渣罐内，通过渣罐车运送至渣处理车间，操作起重机将渣罐吊起，移动并放入倾翻装置台架上，炉渣由倾翻装置将炉渣均匀倒入转动的滚筒装置内。
按照上述技术方案，在所述的步骤1)中，滚筒装置的滚筒转速υ为30～40Hz，喷洒冷却水的流量Q为15～25m3/h，炉渣进入滚筒装置的进渣速度T取值为1.5～2.5t/min。
按照上述技术方案，在所述的步骤1)中，倒入滚筒装置内的液态转炉渣为1100℃状态下液态熔融转炉渣。
按照上述技术方案，滚筒装置连接有控制系统，控制系统与冷却喷淋装置、组合输送机和振动筛连接。
按照上述技术方案，滚筒装置连接有除尘系统。
按照上述技术方案，扒渣机和倾翻装置设置于滚筒装置的进料端，扒渣机设置于倾翻装置一侧；倾翻装置上方设有起重机或行吊。
按照上述技术方案，滚筒装置的进料口设置有喷淋嘴，喷淋嘴连接有冷却喷淋装置；滚筒装置的出料口与组合输送机的进料端对接，组合输送机的出料端与振动筛的进料口对接，振动筛的筛分出料口与斗提机的进料口对接，斗提机的出料口与储存料仓的进口对接。
按照上述技术方案，经振动筛后进入储存料仓的保护渣的硫百分含量低于3ppm；含水率在3％以下；粒径10--20mm占比90％以上。
本发明具有以下有益效果：
本发明具有短流程、低排放、渣不落地，成本低，噪音小，设备稳定性好，安全性能较高；能够快速实现液态转炉渣的冷却、粉化和渣铁分离，并能对钢渣的含水量定量控制，再通过尾端装配的振动筛系统对钢渣进行初步筛分，能够得到不同粒径的产品。
附图说明
图1是本发明实施例中用于加热铁水中电极保护渣的制备方法的工作示意图；
图2是本发明实施例中生产出来的保护渣的示意图；
图中，1-滚筒装置，2-冷却喷淋装置，3-组合输送机，4-振动筛，5-储存料仓，6-斗提机， 7-扒渣机，8-倾翻装置，9-起重机，10-除尘系统，11-控制系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图2所示，本发明提供的一个实施例中的一种电极保护渣，硫百分含量低于 3ppm，含水率在3％以下，90％以上粒径为10-20mm。
一种制备以上所述的电极保护渣的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将液态转炉渣均匀地倒入转动的滚筒装置1内，同时向滚筒装置1内喷洒冷却水；
步骤2，经滚筒装置1处理后的钢渣排出到组合式输送机上；
步骤3，钢渣经由组合式输送机和振动筛输送至储存料仓。
进一步地，滚筒装置1包括倾斜转动的筒体，筒体内填充有多个钢球，每个钢球的直径为100mm～140mm，所有钢球一共30吨至50吨；钢球随筒体转动一起转动，起到破碎转炉渣及冷却转炉渣的作用，工作过程中会消耗磨损，需要及时补充。
最佳实施例中，每个钢球的直径为120mm，钢球一共40吨。
进一步地，滚筒装置1与储存料仓之间依次设有组合式输送机、振动筛和斗提机，在所述的步骤3中，钢渣依次经组合式输送机、振动筛和斗提机输送至储存料仓。
进一步地，在所述的步骤1之前，还包括以下步骤：转炉炼钢过程中产生的热液态转炉渣倒入渣罐内，通过渣罐车运送至渣处理车间，操作起重机将渣罐吊起，移动并放入倾翻装置台架上，炉渣由倾翻装置将炉渣均匀倒入转动的滚筒装置1内。
进一步地，在所述的步骤1)中，滚筒装置1的滚筒转速υ为30～40Hz，喷洒冷却水的流量Q为15～25m3/h，炉渣进入滚筒装置1的进渣速度T取值为1.5～2.5t/min。
进一步地，在所述的步骤1)中，倒入滚筒装置1内的炉渣为1100℃状态下液态熔融转炉渣；也即转炉炼钢完结后产生的副产品，其理化性质与现有的转炉炼钢所需环境一致；目的在于洁净炼钢条件下不引入其他污染元素。
进一步地，滚筒装置1连接有控制系统，控制系统与冷却喷淋装置、组合输送机和振动筛连接。
进一步地，滚筒装置1连接有除尘系统。
进一步地，扒渣机和倾翻装置设置于滚筒装置的进料端，扒渣机设置于倾翻装置一侧；倾翻装置上方设有起重机或行吊。
进一步地，滚筒装置的进料口设置有喷淋嘴，喷淋嘴连接有冷却喷淋装置；滚筒装置的出料口与组合输送机的进料端对接，组合输送机的出料端与振动筛的进料口对接，振动筛的筛分出料口与斗提机的进料口对接，斗提机的出料口与储存料仓的进口对接；其利用倾斜的筒体，内填充40吨钢球，再辅以先进的冷却喷淋装置对冷却水喷淋进行精细调整，能够快速实现液态转炉渣的冷却、粉化和渣铁分离，并能对钢渣的含水量定量控制，再通过尾端装配的振动筛系统对钢渣进行初步筛分，能够得到不同粒径的产品，冷却喷淋装置包括计量泵、冷却水存储箱，计量泵分别与冷却水存储箱和喷淋嘴连接。
进一步地，经振动筛后进入储存料仓的保护渣的硫百分含量低于3ppm；含水率在3％以下；粒径10--20mm占比90％以上。
冷却喷淋装置2的喷淋嘴设置于滚筒装置1的进料口，滚筒装置1的出料口与组合输送机3的进料端对接，组合输送机3的出料端与储存料仓5的进口对接，振动筛4设置于组合输送机3的进料端或出料端。
组合输送机3与储存料仓5之间设有斗提机6，斗提机6的进料端与组合输送机3的出料端对接，斗提机6的出料端与储存料仓5的进口对接。
斗提机6的进料端与组合输送机3的出料端之间设有振动筛4。
滚筒装置1的进料端设有扒渣机7和倾翻装置8，扒渣机7设置于倾翻装置8一侧；通过扒渣机7将倾翻装置8内的难以流动的粘稠的炉渣扒入滚筒装置1内。
进一步地，最佳实施例中滚筒装置1的滚筒转速υ为35Hz，喷洒冷却水的流量Q为20m3/h，进渣速度T取值为2t/min。
一种生产保护渣的参数的设置，通过对滚筒工艺参数“滚筒转速υ、喷淋水流量Q、进渣速度T”不同调整组合进行分组实验，本专利得出了满足条件的最优工艺参数组合，生产出来的保护渣能达到前文所属效果，如表1所示，
表1
一种生产保护渣的原料，采用的是1100℃状态下液态熔融转炉渣；基于现阶段普遍提高钢种纯净度的需求，本发明专利避免了采用脱硫渣带入大量硫杂质，避免采用铁含量高的铸余渣对滚筒系统产生的不利影响。保护渣的物理特性，基于洁净炼钢、低成本炼钢的种种需求，本专利经过实验后得出了本保护渣的其中三项关键物理特性：
1.硫百分含量低于3ppm；
2.含水率3％以下；
3.粒径10--20mm占比90％以上。
本发明的工作原理：请参照图1～图2所示，本申请提供一种生产制备保护渣的制备装置及方法，用于电极加热铁水过程中保护电极。本申请专利提供了制备保护渣用到的专用设备，提供了原材料的选择方法，提供了实验组生产中用到的参数配对，并对保护渣的关键理化性质进行了说明。
需要说明的是，在本实施例中，生产保护渣所用到的原料应为熔融态转炉钢渣，主要目的是考虑到炼钢工艺特点，以及钢渣的理化特性，在加入保护渣后对整个炼钢工序不带来新的污染问题，利于洁净炼钢。
需要说明的是，在本实施例中，生产制备保护渣所用到设备为滚筒设备，主要是考虑到滚筒设备所具有的短流程、原料适应性好，有先进的水流量控制系统11，能对保护渣的含水量定量控制，制备满足要求的含水率3％以下的保护渣。
需要说明的是，在本实施例中，采用滚筒法进行制备保护渣，其组成部件振动筛4能够实现制备的保护渣的筛分，使保护渣的粒径满足“10mm以下的占比90％以上”要求。
需要说明的是，在本实施例中，采用试验记录第五组的参数配置，滚筒转速υ为35Hz，喷淋水流量Q取值为20m3/h，进渣速度T取值为2t/min，生产制备出来的保护渣满足个指标要求，为最佳参数配置。
综上所述，本发明旨在改善现有的炼钢厂铁水加热过程中，环境保护及安全性能较低的问题，同时降低生产成本；基于循环经济、钢铁绿色低碳发展的需求，进行了多次实验，本申请利用滚筒法渣处理系统，以熔融转炉渣为主要原料，研制出一种电极保护渣。
1.作业人员环境的噪音污染明显改善；电极的震动明显减小，电极损坏现象消失。本申请的专利为一种用于铁水加热工序中对电极有保护作用的电极保护渣，其由滚筒法渣处理设备生产，辅以专门选用的原料渣，配以专用工艺参数，得到具有特定理化性质的保护渣。该保护渣用于工业生产实际中，经评估后得出：加热工序大包20米处的噪音值为56dB、明显小于原始值。
2.降低生产成本；本发明制备出的电极保护渣可以完全代替现有生石灰造渣埋弧，本发明所述保护渣的吨钢消耗成本约为生石灰的80％。另外由于电极震动受控，也达到保护石墨电极、减少电极异常损耗的目的。另一个角度来说，本发明所述的保护渣本为转炉炼钢过程中的副产品，其理化特性与转炉炉内炼钢工艺特性相同，一定意义上讲，在转炉炼钢工序可以替代部分溶剂的加入，降低吨钢冶炼单耗。
3.利于洁净炼钢。本发明电极保护渣所用的原料为炼钢工序产生的转炉渣，其成分、碱度等理化指标更贴近与转炉炉况本身和工艺所需，不会通过加入溶剂而造成对钢水的二次污染。而加入生石灰则不可避免的会引入一些不需要或者危害元素，在冶炼某些特殊品种钢时，需要在炼钢阶段或者精炼阶段予以专门工艺去除。
4.冶金渣资源在冶金领域有效循环利用；当前，充分地利用钢铁固废等二次资源是实现循环经济的重要手段，充分利用好含铁含碳固废和钢铁循环材料是实现钢铁绿色低碳发展的关键路径。
本发明在于提供一种“利用含铁含碳固废、钢铁循环材料及熔融钢渣”等生产电极保护渣的方法，以改善现有的炼钢厂铁水加热过程中，电极振动带来的噪音较大、设备稳定性较差的不利方面，解决环境保护及安全性能较低的问题。实现循环经济及钢铁绿色低碳发展，同时完全代替现有以生石灰作为埋弧保护渣的使用，降低80％的原料使用成本。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种制备电极保护渣的制备方法，其特征在于，所述的电极保护渣的硫百分含量低于3ppm，含水率在3％以下，90％以上粒径为10-20mm；
所述的制备方法包括以下步骤：
步骤1，将液态转炉渣均匀地倒入转动的滚筒装置内，同时向滚筒装置内喷洒冷却水；
步骤2，经滚筒装置处理后的钢渣排出到组合式输送机上；
步骤3，钢渣经由组合式输送机和振动筛输送至储存料仓；
在所述的步骤1)中，滚筒装置的滚筒转速υ为30～40Hz，喷洒冷却水的流量Q为15～25m3/h，炉渣进入滚筒装置的进渣速度T取值为1.5～2.5t/min；
在所述的步骤1)中，倒入滚筒装置内的液态转炉渣为1100℃状态下液态熔融转炉渣；
滚筒装置包括倾斜转动的筒体，筒体内填充有多个钢球；
滚筒装置连接有控制系统，控制系统与冷却喷淋装置、组合输送机和振动筛连接；
滚筒装置连接有除尘系统；
扒渣机和倾翻装置设置于滚筒装置的进料端，扒渣机设置于倾翻装置一侧；倾翻装置上方设有起重机或行吊；
滚筒装置的进料口设置有喷淋嘴，喷淋嘴连接有冷却喷淋装置。
2.根据权利要求1所述的电极保护渣的制备方法，其特征在于，在所述的步骤1之前，还包括以下步骤：转炉炼钢过程中产生的液态转炉渣倒入渣罐内，通过渣罐车运送至渣处理车间，操作起重机将渣罐吊起，移动并放入倾翻装置台架上，炉渣由倾翻装置将炉渣均匀倒入转动的滚筒装置内。
3.根据权利要求1所述的电极保护渣的制备方法，其特征在于，滚筒装置与储存料仓之间依次设有组合式输送机、振动筛和斗提机，在所述的步骤3中，钢渣依次经组合式输送机、振动筛和斗提机输送至储存料仓。
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2022
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