CN1273621C - 炼钢炉渣梯级利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炼钢炉渣梯级利用方法，钢铁冶炼过程中，将后步工序产出的炉渣逐级返回应用到前面工序，返回过程根据炉渣不同，加入或不加入调整剂，调整剂加入量为总炉渣重量的0～20%。使用该方法可实现造渣材料在钢铁企业内部的有效利用，减少冶金炉渣的外排，实现冶金企业环保、节能降耗和增效的要求。

Description

炼钢炉渣梯级利用方法
技术领域
本发明涉及炼钢过程不同阶段、炉渣的返回利用方法，特别涉及炼钢炉渣梯级返回利用方法。
背景技术
固体废弃物的治理是环境治理和保护的重要方面，是可持续发展的要求。我国80年代中期即提出了对固体废弃物的资源化、减量化和无害化的技术政策，进入90年代以来，根据世界形式，面对我国经济建设的巨大需求和资源供应严重不足的局面，国家将回收利用再生资源作为重要的发展战略，并将其列入《中国21世纪议程》。黑色冶金工业遍及全国各主要城市，固体废弃物产量巨大，据1992年统计，全年固体废弃物产量达6.2×108吨，其中冶金渣6.163×107吨，尘泥7.71×106吨，而黑色冶金工业固体废弃物产生量占固体废弃物总量的18％。为了控制冶金炉渣的产出，采用的主要措施有两个方面：一是采用精料等措施减少固体废弃物排出，二是大力推进综合利用，主要集中在用钢渣生产钢渣水泥、作烧结熔剂和高炉炼铁熔剂等方面。到目前为止，不同冶金炉渣中的利用程度不同，其中高炉渣已基本全部利用，利用率达85％以上，炼钢炉渣的利用还很不充分，仅约10％，多数仍然处于简单堆存和任意排放状态。因而，研究炼钢炉渣的综合利用途径不仅可减少固体废弃物的排放，保护环境，减少对一次资源的开采，而且可改善生产的技术经济指标，降低能耗和生产成本，产生明显的经济和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢铁冶金炉渣梯级利用方法，该方法可实现造渣材料在钢铁企业内部的有效利用，减少冶金炉渣的外排，实现冶金企业环保、节能降耗和增效的要求。
本发明的理论依据是冶金炉渣的反应过程非平衡状态和炼钢过程不同阶段炉渣的功能互补特性。由于冶金过程要求在相对较短的时间完成，多数情况下，冶金反应无法达到平衡状态，作为冶金反应主要介质的炉渣，其冶金功能无法充分发挥，有进一步开发利用的潜能。另外，钢铁冶金工艺发展到今天已实现了冶金功能的分解，使之在不同的冶金反应器中进行，不同工序的冶金渣其基本组元相同，但功能侧重不同，由于冶炼过程遵循初炼到精炼的基本规律，后步工序的炉渣的中有害杂质含量要大大低于前面工序，因而对后步工序产出的炉渣，可返回应用到前面工序，既实现梯级利用。
本发明通过下述技术方案予以实现，钢铁冶炼过程中，将后步工序产出的炉渣逐级返回应用到前面工序，返回过程根据炉渣不同，加入或不加入调整剂，调整剂加入量为总炉渣重量的0～20％。
以下分别是对不同炉渣的返回过程：
热态弃渣快冷或加入调整剂，破碎后得到块状渣，粒度为0～80mm，配入前面工序。
冷态粉状弃渣收集，混匀，粉状渣造粒成3～20mm的块状，配入调整剂，干燥后配入前面工序。
对于热态炼钢精炼渣和脱碳炉渣，通过铁水包或钢包，直接配入前面工序。
以上返回过程中加入调整剂为石灰或石灰石或铁矿石。
本发明的要点包括三个方面：一是基于冶金炉渣的反应过程非平衡状态和炼钢过程不同阶段炉渣的功能互补特性的梯级利用新概念；二是梯级利用过程返回方式和渣的配比；三是返回渣的物理化学状态控制。
本发明的有益效果是：
由于返回渣为熔融炉渣，所以成渣速度快，反应效率高，从而实现节能降耗和增效和造渣材料在钢铁企业内部的有效利用，减少炉渣的外排和一次资源消耗。
附图说明：
图1为实施例电弧炉炼钢炉渣梯级利用方法流程图；
图2为实施例现代转炉炼钢炉渣梯级利用方法流程图。
具体实施方式
本发明可适用于电弧炉炼钢工艺和现代转炉炼钢工艺，基本利用方式如图1、2所示：
高炉转炉流程中，将电渣炉产出的炉渣返回到精炼炉，精炼炉产出的炉渣返回到转炉，将转炉特别是脱碳转炉产出的炉渣返回到铁水预处理。
电弧炉钢铁冶炼过程中，将电渣炉产出的炉渣返回到精炼炉，精炼炉产出的炉渣返回到电弧炉。
以上弃渣返回利用过程中，脱碳渣和精炼渣用量为30％～100％。
由于后步工序炉渣的产出量比较小，其返回应用只能部分替代原上部工序的造渣材料。渣量不足部分，依造渣要求，由石灰、粘土砖块、白云石、萤石等补充。
根据钢铁冶炼炉渣的不同状态，回用分为以下方式：
(1)热态弃渣快冷或加入调整剂，破碎后得到块状渣，粒度为0～80mm，配入前面工序。
(2)冷态粉状弃渣收集，混匀，粉状渣造粒成3～20mm的块状，配入调整剂，干燥后配入前面工序。
(3)对于热态炼钢精炼渣，通过铁水包或钢包，可直接配入前面工序。
实施例1
(1)炼钢厂基本情况：
第一炼钢厂：15tEAF两座，10tEAF一座，25t LF/VD两套。电弧炉生产渣料消耗(按45#钢记)，石灰70-90kg/t，萤石4-5kg/t，镁砂8kg/t，火砖块少量，碳粉6-8kg/t，渣量约130-150kg/t。
LF炉，造渣材料消耗石灰16-20kg/t，预熔渣5-8kg/t，渣量约25-30kg/t。
第二炼钢厂：11座5-10吨的电渣炉，渣料主要为CaO-Al2O3二元渣系，典型成分为45％CaO-45％Al2O3-10CaF2。根据生产统计，其中除30％渣料被循环利用外，其余作为废弃物丢弃。
炉渣采用的梯级利用方式
(2)电渣冶金过程弃渣回用
将电渣冶金过程弃渣(包括电渣头，渣皮)分类收集，破碎至0～25mm，混匀，按要求配入铁矿石为总渣量的0～20％，按10～25kg/袋装袋；配入量占总渣量的12～18％(电渣冶金过程弃渣全部回用)，和石灰等造渣材料一同加入LF精练炉，使LF精炼炉渣的成分达到下表成分：
  组元   CaO   Al2O3   SiO2   MgO   CaF2
  含量，％   40～65   15～27   9～15   4～11   5～10
应用结果如下：
在LF精炼渣总量(2％钢水量)不变的情况下，精炼时间缩短3～5分钟，电耗降低3～6kWh/t钢，石灰消耗降低4～6kg/t钢，减少外排渣量5～8kg/t钢。
(3)LF冶金过程弃渣回用
将LF工序弃渣收集(粉状)，混匀，配入石灰，配入总渣量的15％，干粉压制并整粒成5～50mm块状，按10～25kg/袋装袋，配入量占电弧炉炼钢工序炉渣总量的20～30％(LF工序弃渣全部回用)，参考电弧炉炼钢工序炉渣成分如下表所示：
  组元   CaO   Al2O3   SiO2   MgO   CaF2   FeO
  含量，％   38～42   5～8   19～23   12～15   3～5   8～15
应用结果如下：
在电弧炉炉渣总量(2％钢水量)不变的情况下，冶炼时间缩短3～5分钟，电耗降低5～8kWh/t钢，石灰消耗降低15～22kg/t钢，减少外排渣量25～30kg/t钢。
实施例2
(1)炼钢厂基本情况：
65吨电弧炉一台，相应的65吨LF、VD各一套。电弧炉生产工序渣料消耗为：石灰60-80kg/t，萤石4-5kg/t，镁砂10kg/t，火砖块少量，碳粉12kg/t，渣量约110-140kg/t。
LF炉，造渣材料消耗：石灰13-15kg/t，预熔渣5-8kg/t，渣量约20-25kg/t。
(2)弃渣应用方法有两种方法。
(i)LF工序弃渣回用方法一
将LF工序弃渣热态弃渣配入石灰石约为总渣量的12％，冷却得到0～50mm块状渣，运至电炉跨，配入量占电弧炉炼钢工序炉渣总量的20％(LF工序弃渣全部回用)，参考电弧炉炼钢工序炉渣成分如下表所示：
  组元   CaO   Al2O3   SiO2   MgO   CaF2   FeO
  含量，％   38～42   5～8   19～23   12～15   3～5   8～15
应用结果如下：
在电弧炉炉渣总量不变的情况下，冶炼时间缩短3～5分钟，电耗降低5～8kWh/t钢，石灰消耗降低15～20kg/t钢，减少外排渣量20～25kg/t钢。
(ii)LF工序弃渣回用方法二
将LF工序热态弃渣倒入浅渣盘，快冷凝固后经颚式破碎机破碎到0～50mm，经过跨车运送至加料跨，称量配料后，同废钢一同加入炉内，炉渣成分控制和前一方法相同。
实施例3
(1)炼钢厂基本情况
50吨顶底复合吹炼转炉3座，65吨LF、VD各一套。转炉生产工序渣料消耗为：石灰60-80kg/t，白云石15kg/t，渣量约110-130kg/t。LF炉，造渣材料消耗：石灰13-15kg/t，预熔渣5-8kg/t，渣量约20-25kg/t。其中一座转炉作铁水预处理之用，另外两座做脱碳转炉。
(2)LF弃渣回用
将LF炉渣兑入预处理后铁水空罐，和预处理后的铁水一起返回兑入脱碳转炉，进行脱碳炼钢。
(3)脱碳转炉渣回用
将脱碳炉热态渣倒入预处理铁水空罐，接受预处理铁水后，直接返回原料跨兑入转炉，进行铁水预处理。
石灰消耗降低25～35kg/t钢，减少外排渣量35～45kg/t钢，钢铁料消耗降低1.5～2.5kg/t钢，冶炼过程炉渣化渣良好，返干时间明显缩短，冶炼过程平稳。

Claims (5)

1、一种炼钢炉渣梯级利用方法，其特征是：钢铁冶炼过程中，将后步工序产出的炉渣逐级返回应用到前面工序，返回过程根据炉渣不同，加入或不加入调整剂，调整剂加入量为总炉渣重量的0～20％。
2、根据权利要求1所述的炼钢炉渣梯级利用方法，其特征是：热态弃渣快冷或加入调整剂，破碎后得到块状渣，粒度为0～80mm，配入前面工序。
3、根据权利要求1所述的炼钢炉渣梯级利用方法，其特征是：冷态粉状弃渣收集，混匀，粉状渣造粒成3～20mm的块状，配入调整剂，干燥后配入前面工序。
4、根据权利要求1所述的炼钢炉渣梯级利用方法，其特征是：对于热态炼钢精炼渣和脱碳炉渣，通过铁水包或钢包，直接配入前面工序。
5、根据权利要求1至5中任何一项所述的炼钢炉渣梯级利用方法，其特征是：所述调整剂为石灰或石灰石或铁矿石。
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