CN115418435B - 一种精炼渣在线改性方法 - Google Patents

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Abstract

一种精炼渣在线改性方法，属于冶金技术领域。该方法包括以下步骤：（1）转炉渣改性工序：在溅渣护炉前对转炉渣进行改性，保证转炉渣中MgO重量含量＞7.4%，FeO重量含量≤19.4%；（2）精炼渣与转炉渣混合工序：溅渣护炉后，将熔融的精炼渣兑入转炉渣中，精炼渣与转炉渣的重量比例为0.05～0.1:1；（3）辊压破碎工序：将混合后的渣系采用辊压机破碎，边破碎边喷水冷却，冷却至≤700℃；（4）热闷处理工序：将辊压机破碎后的混合渣块于热闷罐内打水热闷。本发明采用熔融的精炼渣与转炉渣按比例混合的在线改性方式提高了精炼渣的粘稠度，降低了流动性，使其能够采用辊压破碎并能采用热闷方式处理，工艺简单。

Description

一种精炼渣在线改性方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种精炼渣在线改性方法。
背景技术
精炼渣为精炼过程通过加入石灰、硅灰石、铝矾土等造渣剂形成的流动性良好，有利于吸附夹杂物的以硅酸盐为主的混合物，常见渣系为CaO-SiO2渣系和CaO-SiO2-Ai2O3渣系。一般产生量为钢量的0.6-1.5%，渣中含钢量约20%。
精炼渣由于含钢量高，流动性好，导致冷却过程中存在硬度升高，难以破碎的特点。目前国内外的精炼渣因以上特点普遍采用热泼法处理，非金属混合物消解反应粉化后，通过火焰切割刚坨，分解成小块回收。但是此工艺处理周期长，颗粒物排放量大，占地面积大，用水量消耗大，劳动效率高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种精炼渣在线改性方法，该方法简单，经过改性后，精炼渣易于破碎。为实现该发明目的，本发明采取的技术方案是：
一种精炼渣在线改性方法，包括以下步骤：
（1）转炉渣改性工序：在溅渣护炉前对转炉渣进行改性，保证转炉渣中MgO重量含量＞7.4%，FeO重量含量≤19.4%；
（2）精炼渣与转炉渣混合工序：溅渣护炉后，将熔融的精炼渣兑入转炉渣中，精炼渣的重量为转炉渣重量的5%～10%；
（3）辊压破碎工序：将精炼渣、转炉渣混合后的渣系采用辊压机破碎，边破碎边喷水冷却，冷却至≤700℃；
（4）热闷处理工序：将辊压机破碎后的混合渣块于热闷罐内打水热闷。
所述步骤（1）中，采用轻烧白云石或生白云石与碳质改性剂对转炉渣进行改性。
所述步骤（2）中，熔融的精炼渣的温度为1176～1551℃，转炉渣的温度为1128～1539℃。
所述步骤（2）中，精炼渣为CaO-SiO2渣系，其成分组成及质量含量为CaO：49.45～52.67%，SiO2：30.42～32.80%，Al2O3：3.20～6.08%，MgO：5.89～8.05%，MnO：0.80～2.12%，TiO2：0.46～0.86%，FeO≤2.96%，S：0.10～0.87%，P2O5≤0.17%；碱度R：1.51～1.73。
所述步骤（2）中，精炼渣为CaO-SiO2-Ai2O3渣系，其成分组成及质量含量为CaO：46.11～54.88%，SiO2：4.39～21.4%，Al2O3：17.36～31.12%，MgO：4.32～10.45%，MnO：0.5～1.6%，TiO2：0.33～0.56%，FeO≤5.36%，S：0.06～0.39%，P2O5≤0.32%；碱度R：1.19～1.48。
所述步骤（3）中，破碎的粒度为30～300mm。
所述步骤（4）中，打水热闷的时间为2～2.5h，压力为0.2～0.3Mpa。
精炼渣流动性好，黏度大，凝固过程钢水凝固成大块，从而使强度提高，容易破坏辊压破碎机合金齿。本发明采用熔融的精炼渣与高温转炉渣按照比例混合，在线改性的方式提高了精炼渣的粘稠度，降低了流动性，同时缩小了精炼渣中残余钢水的块度，使其能够采用辊压破碎并能采用热闷方式处理。本发明精炼渣改性后的处理周期降低至2.5h以内，改性精炼渣处理后尾渣中游离氧化钙含量不高于3.9%，且改性后钢渣处理过程中粉尘排放量少，排放浓度≤5mg/Nm3。
附图说明
图1为本发明精炼渣在线改性后的样品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例精炼渣为CaO-SiO2渣系，碱度R：1.69，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例精炼渣在线改性方法，包括以下步骤：
（1）转炉渣改性工序：100t转炉冶炼过程加入石灰33kg/吨钢，轻烧白云石21kg/吨钢。溅渣护炉前，加入碳质改性剂100kg、轻烧白云石300kg对转炉渣进行改性，然后溅渣护炉。改性后转炉渣的化学成分组成及质量百分含量见表2。
（2）精炼渣与转炉渣混合工序：转炉溅渣护炉后，将13.2t转炉渣折至渣罐内，吊运至精炼渣回渣处，转炉渣的温度1128℃。0.7t精炼渣通过大包倾翻至转炉渣渣罐内，精炼渣测温1176℃。精炼渣兑入稠化的转炉渣过程中，残余钢水在冲击时自动稀释、分散至转炉渣中，避免残钢聚集形成大块。折渣结束后20min内将渣罐运送至渣跨倾翻机倾翻，避免残钢因长时间静置而聚集形成大块。
（3）辊压破碎工序：采用辊压机将倾翻后的渣坨破碎成30～300mm的粒度，边破碎边喷水冷却，冷却至≤700℃后，将破碎后的混合渣块推送至内渣罐。
（4）热闷处理工序：将内渣罐吊运至热闷罐内打水热闷2h，控制压力范围0.2-0.3Mpa，经过2h的消解反应，混合渣自然破碎成小块。
改性精炼渣处理后尾渣中游离氧化钙含量2.8%，改性后钢渣处理过程中粉尘排放浓度2-5mg/Nm3。
实施例2
本实施例精炼渣为CaO-SiO2渣系，碱度R：1.73，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例精炼渣在线改性方法，包括以下步骤：
（1）转炉渣改性工序：100t转炉冶炼过程加入石灰33kg/吨钢，轻烧白云石21kg/吨钢。溅渣护炉前，加入碳质改性剂100kg、生白云石300kg对转炉渣进行改性，然后溅渣护炉。改性后转炉渣的化学成分组成及质量百分含量见表2。
（2）精炼渣与转炉渣混合工序：转炉溅渣护炉后，将25.7t转炉渣折至渣罐内，吊运至精炼渣回渣处，转炉渣的温度1484℃。1.3t精炼渣通过大包倾翻至转炉渣渣罐内，精炼渣测温1219℃。精炼渣兑入稠化的转炉渣过程中，残余钢水在冲击时自动稀释、分散至转炉渣中，避免残钢聚集形成大块。折渣结束后20min内将渣罐运送至渣跨倾翻机倾翻，避免残钢因长时间静置而聚集形成大块。
（3）辊压破碎工序：采用辊压机将倾翻后的渣坨破碎成30～300mm的粒度，边破碎边喷水冷却，冷却至≤700℃后，将破碎后的混合渣块推送至内渣罐。
（4）热闷处理工序：将内渣罐吊运至热闷罐内打水热闷2.3h，控制压力范围0.2-0.3Mpa，经过2.3h的消解反应，混合渣自然破碎成小块。
改性精炼渣处理后尾渣中游离氧化钙含量3.3%，改性后钢渣处理过程中粉尘排放浓度2-5mg/Nm3。
实施例3
本实施例精炼渣为CaO-SiO2渣系，碱度R：1.51，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例精炼渣在线改性方法，包括以下步骤：
（1）转炉渣改性工序：100t转炉冶炼过程加入石灰31kg/吨钢，轻烧白云石22kg/吨钢。溅渣护炉前，加入碳质改性剂100kg、生白云石300kg对转炉渣进行改性，然后溅渣护炉。改性后转炉渣的化学成分组成及质量百分含量见表2。
（2）精炼渣与转炉渣混合工序：转炉溅渣护炉后，将29.2t转炉渣折至渣罐内，吊运至精炼渣回渣处，转炉渣的温度1539℃。1.7t精炼渣通过大包倾翻至转炉渣渣罐内，精炼渣测温1236℃。精炼渣兑入稠化的转炉渣过程中，残余钢水在冲击时自动稀释、分散至转炉渣中，避免残钢聚集形成大块。折渣结束后20min内将渣罐运送至渣跨倾翻机倾翻，避免残钢因长时间静置而聚集形成大块。
（3）辊压破碎工序：采用辊压机将倾翻后的渣坨破碎成30～300mm的粒度，边破碎边喷水冷却，冷却至≤700℃后，将破碎后的混合渣块推送至内渣罐。
（4）热闷处理工序：将内渣罐吊运至热闷罐内打水热闷2.5h，控制压力范围0.2-0.3Mpa，经过2.5h的消解反应，混合渣自然破碎成小块。
改性精炼渣处理后尾渣中游离氧化钙含量3.3%，改性后钢渣处理过程中粉尘排放浓度2-5mg/Nm3。
实施例4
本实施例精炼渣为CaO-Al2O3-SiO2渣系，碱度R：1.39，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例精炼渣在线改性方法，包括以下步骤：
（1）转炉渣改性工序：100t转炉冶炼过程加入石灰33kg/吨钢，轻烧白云石21kg/吨钢。溅渣护炉前，加入碳质改性剂100kg、轻烧白云石300kg对转炉渣进行改性，然后溅渣护炉。改性后转炉渣的化学成分组成及质量百分含量见表2。
（2）精炼渣与转炉渣混合工序：转炉溅渣护炉后，将24.9t转炉渣折至渣罐内，吊运至精炼渣回渣处，转炉渣的温度1302℃。2.5t精炼渣通过大包倾翻至转炉渣渣罐内，精炼渣测温1368℃。精炼渣兑入稠化的转炉渣过程中，残余钢水在冲击时自动稀释、分散至转炉渣中，避免残钢聚集形成大块。折渣结束后20min内将渣罐运送至渣跨倾翻机倾翻，避免残钢因长时间静置而聚集形成大块。
（3）辊压破碎工序：采用辊压机将倾翻后的渣坨破碎成30～300mm的粒度，边破碎边喷水冷却，冷却至≤700℃后，将破碎后的混合渣块推送至内渣罐。
（4）热闷处理工序：将内渣罐吊运至热闷罐内打水热闷2.1h，控制压力范围0.2-0.3Mpa，经过2.1h的消解反应，混合渣自然破碎成小块。
改性精炼渣处理后尾渣中游离氧化钙含量3.9%，改性后钢渣处理过程中粉尘排放浓度2-5mg/Nm3。
实施例5
本实施例精炼渣为CaO-Al2O3-SiO2渣系，碱度R：1.19，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例精炼渣在线改性方法，包括以下步骤：
（1）转炉渣改性工序：100t转炉冶炼过程加入石灰33kg/吨钢，轻烧白云石24kg/吨钢。溅渣护炉前，加入碳质改性剂100kg、生白云石300kg对转炉渣进行改性，然后溅渣护炉。改性后转炉渣的化学成分组成及质量百分含量见表2。
（2）精炼渣与转炉渣混合工序：转炉溅渣护炉后，将22.3t转炉渣折至渣罐内，吊运至精炼渣回渣处，转炉渣的温度1338℃。1.8t精炼渣通过大包倾翻至转炉渣渣罐内，精炼渣测温1551℃。精炼渣兑入稠化的转炉渣过程中，残余钢水在冲击时自动稀释、分散至转炉渣中，避免残钢聚集形成大块。折渣结束后20min内将渣罐运送至渣跨倾翻机倾翻，避免残钢因长时间静置而聚集形成大块。
（3）辊压破碎工序：采用辊压机将倾翻后的渣坨破碎成30～300mm的粒度，边破碎边喷水冷却，冷却至≤700℃后，将破碎后的混合渣块推送至内渣罐。
（4）热闷处理工序：将内渣罐吊运至热闷罐内打水热闷2.3h，控制压力范围0.2-0.3Mpa，经过2.3h的消解反应，混合渣自然破碎成小块。
改性精炼渣处理后尾渣中游离氧化钙含量2.8%，改性后钢渣处理过程中粉尘排放浓度2-5mg/Nm3。
实施例6
本实施例精炼渣为CaO-Al2O3-SiO2渣系，碱度R：1.48，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例精炼渣在线改性方法，包括以下步骤：
（1）转炉渣改性工序：100t转炉冶炼过程加入石灰33kg/吨钢，轻烧白云石24kg/吨钢。溅渣护炉前，加入碳质改性剂100kg、生白云石300kg对转炉渣进行改性，然后溅渣护炉。改性后转炉渣的化学成分组成及质量百分含量见表2。
（2）精炼渣与转炉渣混合工序：转炉溅渣护炉后，将24.1t转炉渣折至渣罐内，吊运至精炼渣回渣处，转炉渣的温度1247℃。1.6t精炼渣通过大包倾翻至转炉渣渣罐内，精炼渣测温1305℃。精炼渣兑入稠化的转炉渣过程中，残余钢水在冲击时自动稀释、分散至转炉渣中，避免残钢聚集形成大块。折渣结束后20min内将渣罐运送至渣跨倾翻机倾翻，避免残钢因长时间静置而聚集形成大块。
（3）辊压破碎工序：采用辊压机将倾翻后的渣坨破碎成30～300mm的粒度，边破碎边喷水冷却，冷却至≤700℃后，将破碎后的混合渣块推送至内渣罐。
（4）热闷处理工序：将内渣罐吊运至热闷罐内打水热闷2.5h，控制压力范围0.2-0.3Mpa，经过2.5h的消解反应，混合渣自然破碎成小块。
改性精炼渣处理后尾渣中游离氧化钙含量2.5%，改性后钢渣处理过程中粉尘排放浓度2-5mg/Nm3。
表1、各实施例精炼渣化学成分及质量百分含量（%）
表1中，余量为其他不可避免的杂质。
表2、各实施例改性后转炉渣的化学成分及质量百分含量（%）
表2中，余量为其他不可避免的杂质。
由图1可见，精炼渣改性、经过2.5h内热闷处理后，其粒度均匀。

Claims (7)

1.一种精炼渣在线改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）转炉渣改性工序：在溅渣护炉前对转炉渣进行改性，保证转炉渣中MgO重量含量＞7.4%，FeO重量含量≤19.4%；
（2）精炼渣与转炉渣混合工序：溅渣护炉后，将熔融的精炼渣兑入转炉渣中，转炉渣的温度为1128～1539℃，精炼渣的重量为转炉渣重量的5%～10%；
（3）辊压破碎工序：将精炼渣、转炉渣混合后的渣系采用辊压机破碎，边破碎边喷水冷却，冷却至≤700℃；
（4）热闷处理工序：将辊压机破碎后的混合渣块于热闷罐内打水热闷。
2.根据权利要求1所述的精炼渣在线改性方法，其特征在于：所述步骤（1）中，采用轻烧白云石或生白云石与碳质改性剂对转炉渣进行改性。
3.根据权利要求2所述的精炼渣在线改性方法，其特征在于：所述步骤（2）中，熔融的精炼渣的温度为1176～1551℃。
4.根据权利要求3所述的精炼渣在线改性方法，其特征在于，所述步骤（2）中，精炼渣为CaO-SiO2渣系，其成分组成及质量含量为CaO：49.45～52.67%，SiO2：30.42～32.80%，Al2O3：3.20～6.08%，MgO：5.89～8.05%，MnO：0.80～2.12%，TiO2：0.46～0.86%，FeO≤2.96%，S：0.10～0.87%，P2O5≤0.17%；碱度R：1.51～1.73。
5.根据权利要求3所述的精炼渣在线改性方法，其特征在于，所述步骤（2）中，精炼渣为CaO-SiO2-Ai2O3渣系，其成分组成及质量含量为CaO：46.11～54.88%，SiO2：4.39～21.4%，Al2O3：17.36～31.12%，MgO：4.32～10.45%，MnO：0.5～1.6%，TiO2：0.33～0.56%，FeO≤5.36%，S：0.06～0.39%，P2O5≤0.32%；碱度R：1.19～1.48。
6.根据权利要求4或5所述的精炼渣在线改性方法，其特征在于，所述步骤（3）中，破碎的粒度为30～300mm。
7.根据权利要求6所述的精炼渣在线改性方法，其特征在于，所述步骤（4）中，打水热闷的时间为2～2.5h，压力为0.2～0.3MPa。
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