一种利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法与流程

1.本发明属于冶金固体废弃物再利用技术领域，具体涉及一种利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法。


背景技术：

2.目前钢厂转炉用炉衬砖、连铸中间包工作层浇注料、钢包渣线部位用砖主要为镁质耐火材料，这些耐火材料在使用后大多随钢渣一起进行处理外排。同时，高炉干法除尘灰虽含有较高的c和fe含量，但因pb、zn含量也较高返回高炉循环使用容易富集影响高炉生产顺行，因此在钢厂循环利用率较低。大多数钢厂的处理方法是部分用于烧结球团，部分低价外卖，部分闲置，除尘灰利用效益较低、环境污染大。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法。
4.本发明的目的是这样实现的，一种利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法，按以下步骤实现：1）将转炉换炉衬拆炉时拆除的炉衬砖、连铸中间包更换工作层拆除的废旧耐材、钢包渣线更换下来耐火砖利用电磁盘将其内的残钢清理干净，利用球磨机将其碾压为粒径≤3mm的原料后按炉衬砖：中间包耐材：钢包渣线砖=1:2:1的比例进行混合得到混合料；2）将混合料与高炉干法除尘灰按一定的比例进行混匀后添加膨润土粘接剂粘接成10-30mm的球状，得到混匀球；其中，所述混匀球中各物料的质量比为：混合料70-73%，高炉干法除尘灰26-29%，膨润土粘接剂1-2%；3）将所述混匀球在转炉冶炼过程中按1.5~2.0:1的比例替代原轻烧白云石的加入量进行冶炼：转炉冶炼前期：供氧0-300s期间，开氧后将氧枪下至标尺牌2.0~2.5m后打开氧气阀门进行点火操作，氧气压力调至0.80~0.85mpa，点火成功后氧枪调整至1.0~1.3m后，加入石灰10~13kg/t
钢水
、轻烧白云石5~10kg/t
钢水
,混匀球2~3kg/t
钢水
；转炉冶炼中期：供氧300-660s期间，氧气压力0.80~0.85mpa，氧枪控制1.1~1.4m，加入石灰10~12kg/t
钢水
、轻烧白云石3~4kg/t
钢水
、造渣料1~2kg/t
钢水
；转炉冶炼后期：供氧660-840s期间，氧气压力0.85~0.92mpa，氧枪控制0.8~1.1m，仅加入1~2kg/t
钢水
混匀球；转炉吹炼终点控制终点温度为1640~1655℃、终点c含量为0.04wt%~0.08wt%。
5.转炉炼钢在冶炼过程中为提高炉衬寿命，配加大量轻烧白云石参与造渣来补充转炉所需的mgo。本发明结合转炉冶炼的特点，将废旧镁质耐火材料收集并与高炉干法除尘灰
混合制球返回炼钢替代部分含mgo的造渣材料，一可以达到降低转炉冶炼造渣成本的目的，二是将废旧耐火材料变废为保，三是回收高炉干法除尘灰的c和金属fe，为转炉冶炼提供热量，改善转炉冶炼技术经济指标，四是提高高炉除尘灰使用效益并减少因此带来的环境污染问题。
6.本发明的有益效果为：1、本发明方法能使含mgo废旧耐材和高炉干法除尘灰得到回收利用，减少环境污染、提高资源综合利用率；2、本发明转炉冶炼过程轻烧白云石加入量比现有技术减少9~13kg/t
钢水
，降低炼钢造渣成本2.84~4.10元/t
钢水
；3、本发明方法在高炉除尘灰内c的补热和转炉渣料加入总量减少的情况下，为转炉内铁氧化物的还原创造了条件，使转炉终渣tfe含量降低1.0wt%~1.5wt%，降低金属损耗成本3.0~4.5元/t
钢水
;4、本发明方法简单可靠，易于推广应用。
具体实施方式
7.下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
8.本发明一种利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法，按以下步骤实现：1）将转炉换炉衬拆炉时拆除的炉衬砖、连铸中间包更换工作层拆除的废旧耐材、钢包渣线更换下来耐火砖利用电磁盘将其内的残钢清理干净，利用球磨机将其碾压为粒径≤3mm的原料后按炉衬砖：中间包耐材：钢包渣线砖=1:2:1的比例进行混合得到混合料；2）将混合料与高炉干法除尘灰按一定的比例进行混匀后添加膨润土粘接剂粘接成10-30mm的球状，得到混匀球；其中，所述混匀球中各物料的质量比为：混合料70-73%，高炉干法除尘灰26-29%，膨润土粘接剂1-2%；3）将所述混匀球在转炉冶炼过程中按1.5~2.0:1的比例替代原轻烧白云石的加入量进行冶炼：转炉冶炼前期：供氧0-300s期间，开氧后将氧枪下至标尺牌2.0~2.5m后打开氧气阀门进行点火操作，氧气压力调至0.80~0.85mpa，点火成功后氧枪调整至1.0~1.3m后，加入石灰10~13kg/t
钢水
、轻烧白云石5~10kg/t
钢水
,混匀球2~3kg/t
钢水
；转炉冶炼中期：供氧300-660s期间，氧气压力0.80~0.85mpa，氧枪控制1.1~1.4m，加入石灰10~12kg/t
钢水
、轻烧白云石3~4kg/t
钢水
,造渣料1~2kg/t
钢水
；转炉冶炼后期：供氧660-840s期间，氧气压力0.85~0.92mpa，氧枪控制0.8~1.1m，仅加入1~2kg/t
钢水
混匀球；转炉吹炼终点控制终点温度为1640~1655℃、终点c含量为0.04wt%~0.08wt%。
9.步骤3中，若终点c＜0.04wt%，转炉出钢前向炉内补加所述造渣料0.5~1.0kg/t
钢水
。
10.所述炉衬砖化学成分重量百分比为c：16.5wt%-18.0wt%，mgo：73.0wt%-76.0wt%，sio2：2.5wt%-3.5wt%，al2o3：2.7wt%-3.8wt%，其余为不可避免夹杂物。
11.所述废旧耐材化学成分重量百分比为mgo：75.0wt%-77.5wt%，sio2：7.3wt%-8.5wt%，al2o3：7.0wt%-8.5wt%，其余为不可避免夹杂物；所述钢包渣线砖化学成分重量百分比为c：19.0wt%-23.0wt%，mgo：69.6wt%-72.6wt%，sio2：2.2wt%-3.0wt%，al2o3：5.0wt%-6.0wt%，其余为不可避免夹杂物。
12.所述高炉干法除尘灰化学成分重量百分比为c：14.3wt%-17.2wt%，mgo：2.0wt%-2.5wt%，sio2：5.5wt%-6.5wt%，tfe：31.0wt%-34.5wt%，pb：0.7wt%-0.9wt%，zn：6.8wt%-8.0wt%，其余为不可避免夹杂物。
13.所述混匀球化学成分重量百分比为mgo：50wt%~60wt%、c：10wt%~20wt%。
14.实施例11）将转炉换炉衬拆炉时拆除的炉衬砖、连铸中间包更换工作层拆除的废旧耐材、钢包渣线更换下来耐火砖三种材料利用电磁盘将其内的残钢清理干净，再利用球磨机将其碾压为≤3mm的原料。所述炉衬砖化学成分重量百分比为c：17.2wt%，mgo：73.8wt%，sio2：2.7wt%，al2o3：3.1wt%，其余为不可避免夹杂物；所述废旧耐材化学成分重量百分比为mgo：76.2wt%，sio2：7.7wt%，al2o3：7.3wt%，其余为不可避免夹杂物；所述钢包渣线砖化学成分重量百分比为c：19.8wt%，mgo：70.7wt%，sio2：2.6wt%，al2o3：5.22wt%，其余为不可避免夹杂物。
15.2）将步骤1）所得炉衬砖、废旧耐材、钢包渣线砖按1:2:1的比例混合后碾压为粒径≤3mm的混合料。将混合料、高炉干法除尘灰、膨润土按72%、26%、2%的比例进行混合后制成10-30mm混匀球。所述高炉干法除尘灰化学成分重量百分比为c：15.4wt%，mgo：2.3wt%，sio2：5.8wt%，tfe：31.7wt%，pb：0.8wt%，zn：7.2wt%，其余为不可避免夹杂物；所述混匀球的化学成分重量百分比为：c：10.8wt%，mgo：54.8wt%，sio2：5.3wt%，tfe：8.2wt%，pb：0.2wt%，zn：1.9wt%。
16.3）将制出的混匀球在转炉冶炼过程中按1.5:1的比例替代原轻烧白云石的加入量进行冶炼。
17.转炉冶炼过程按供氧时间分为前期（0，300]s、中期（300，660]s、后期（660，840]s三个阶段，混匀球加入量5~8kg/t
钢水
、转炉供氧压力0.80-0.92mpa、氧枪枪位控制0.8~1.4m；转炉冶炼前期控制模式：开氧后将氧枪下至标尺牌2.5m后打开氧气阀门进行点火操作，氧气压力0.82mpa，点火成功后氧枪调整至1.3m后，加入石灰11kg/t
钢水
、轻烧白云石7kg/t
钢水
，混匀球3kg/t
钢水
。
18.转炉冶炼中期控制模式：氧气压力0.83mpa，氧枪控制1.1m，加入石灰10kg/t
钢水
、轻烧白云石3kg/t
钢水
,混匀球1kg/t
钢水
。
19.转炉冶炼后期控制模式：氧气压力0.90mpa，氧枪控制0.8m，石灰加入量0kg/t、轻烧白云石0kg/t,
钢水
混匀球2kg/t。
20.转炉吹炼终点控制情况：终点温度1647℃、终点c：0.06wt%，转炉终渣tfe含量为17.5%。
21.实施例21）将转炉换炉衬拆炉时拆除的炉衬砖、连铸中间包更换工作层拆除的废旧耐材、钢包渣线更换下来耐火砖三种材料利用电磁盘将其内的残钢清理干净，再利用球磨机将其碾压为粒径≤3mm的原料。所述炉衬砖化学成分重量百分比为c：17.9wt%，mgo：75.1wt%，
sio2：2.7wt%，al2o3：2.8wt%，其余为不可避免夹杂物；所述废旧耐材化学成分重量百分比为mgo：75.4wt%，sio2：7.4wt%，al2o3：7.6wt%，其余为不可避免夹杂物；所述钢包渣线砖化学成分重量百分比为c：21.4wt%，mgo：71.3wt%，sio2：2.6wt%，al2o3：5.4wt%，其余为不可避免夹杂物。
22.2）将步骤1）所得炉衬砖、废旧耐材、钢包渣线砖按1:2:1的比例混合后碾压为≤3mm的混合料。将混合料、高炉干法除尘灰、膨润土按73%、26%、1%的比例进行混合后制成10-30mm混匀球。所述高炉干法除尘灰化学成分重量百分比为c：16.2wt%，mgo：2.2wt%，sio2：6.1wt%，tfe：32.8wt%，pb：0.8wt%，zn：7.6wt%，其余为不可避免夹杂物；所述混匀球的化学成分重量百分比为：c：11.4wt%，mgo：54.8wt%，sio2：5.3wt%，tfe：8.5wt%，pb：0.2wt%，zn：2.0wt%。
23.3）将混匀球在转炉冶炼过程中按1.5:1的比例替代原轻烧白云石的加入量进行冶炼。
24.转炉冶炼前期控制模式：开氧后将氧枪下至标尺牌2.3m后打开氧气阀门进行点火操作，氧气压力0.83mpa，点火成功后氧枪调整至1.1m后，加入石灰13kg/t
钢水
、轻烧白云石9kg/t
钢水
，混匀球3kg/t
钢水
。
25.转炉冶炼中期控制模式：氧气压力0.83mpa，氧枪控制1.3m，加入石灰10kg/t
钢水
、轻烧白云石3kg/t
钢水
,混匀球2kg/t
钢水
。
26.转炉冶炼后期控制模式：氧气压力0.88mpa，氧枪控制0.9m，石灰加入量0kg/t
钢水
、轻烧白云石0kg/t
钢水
,混匀球1kg/t
钢水
。
27.转炉吹炼终点控制情况：终点温度1647℃、终点c：0.03wt%，转炉出钢前向炉内加入混匀球1kg/t，转炉终渣tfe含量为17.8%。
28.实施例31）将转炉换炉衬拆炉时拆除的炉衬砖、连铸中间包更换工作层拆除的废旧耐材、钢包渣线更换下来耐火砖三种材料利用电磁盘将其内的残钢清理干净，再利用球磨机将其碾压为≤3mm的原料。所述炉衬砖化学成分重量百分比为c：17.3wt%，mgo：74.7wt%，sio2：2.5wt%，al2o3：3.2wt%，其余为不可避免夹杂物；所述废旧耐材化学成分重量百分比为mgo：76.8wt%，sio2：7.7wt%，al2o3：7.3wt%，其余为不可避免夹杂物；所述钢包渣线砖化学成分重量百分比为c：22.1wt%，mgo：72.2wt%，sio2：2.5wt%，al2o3：5.3wt%，其余为不可避免夹杂物。
29.2）将步骤1）所得炉衬砖、废旧耐材、钢包渣线砖按1:2:1的比例混合后碾压为粒径≤3mm的混合料，再将混合料、高炉干法除尘灰、膨润土按70%、29%、1%的比例进行混合后制成10-30mm混匀球。所述高炉干法除尘灰化学成分重量百分比为c：15.6wt%，mgo：2.4wt%，sio2：5.8wt%，tfe：33.9wt%，pb：0.7wt%，zn：7.7wt%，其余为不可避免夹杂物；所述混匀球的化学成分重量百分比为：c：11.4wt%，mgo：53.3wt%，sio2：5.3wt%，tfe：9.8wt%，pb：0.2wt%，zn：2.2wt%。
30.3）将混匀球在转炉冶炼过程中按2:1的比例替代原轻烧白云石的加入量进行冶炼。
31.转炉冶炼前期控制模式：开氧后将氧枪下至标尺牌2.1m后打开氧气阀门进行点火操作，氧气压力0.85mpa，点火成功后氧枪调整至1.4m后，加入石灰13kg/t、轻烧白云石7kg/t
钢水
，混匀球3kg/t。
32.转炉冶炼中期控制模式：氧气压力0.85mpa，氧枪控制1.2m，加入石灰11kg/t
钢水
、轻烧白云石2kg/t,
钢水
混匀球2kg/t
钢水
。
33.转炉冶炼后期控制模式：氧气压力0.90mpa，氧枪控制0.8m，石灰加入量0kg/t
钢水
、轻烧白云石0kg/t
钢水
,混匀球2kg/t
钢水
。
34.转炉吹炼终点控制情况：终点温度1653℃、终点c：0.06wt%，转炉终渣tfe含量为17.1%。

技术特征：
1.一种利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法，其特征在于，按以下步骤实现：1）将转炉换炉衬拆炉时拆除的炉衬砖、连铸中间包更换工作层拆除的废旧耐材、钢包渣线更换下来耐火砖利用电磁盘将其内的残钢清理干净，利用球磨机碾压为粒径≤3mm的原料后按炉衬砖：中间包耐材：钢包渣线砖=1:2:1的比例进行混合得到混合料；2）将混合料与高炉干法除尘灰按一定的比例进行混匀后添加膨润土粘接剂粘接成10-30mm的球状，得到混匀球；其中，所述混匀球中各物料的质量比为：混合料70-73%，高炉干法除尘灰26-29%，膨润土粘接剂1-2%；3）将所述混匀球在转炉冶炼过程中按1.5~2.0:1的比例替代原轻烧白云石的加入量进行冶炼：转炉冶炼前期：供氧0-300s期间，开氧后将氧枪下至标尺牌2.0~2.5m后打开氧气阀门进行点火操作，氧气压力调至0.80~0.85mpa，点火成功后氧枪调整至1.0~1.3m后，加入石灰10~13kg/t
钢水
、轻烧白云石5~10kg/t
钢水
,混匀球2~3kg/t
钢水
；转炉冶炼中期：供氧300-660s期间，氧气压力0.80~0.85mpa，氧枪控制1.1~1.4m，加入石灰10~12kg/t
钢水
、轻烧白云石3~4kg/t
钢水
,造渣料1~2kg/t
钢水
；转炉冶炼后期：供氧660-840s期间，氧气压力0.85~0.92mpa，氧枪控制0.8~1.1m，仅加入1~2kg/t
钢水
混匀球；转炉吹炼终点控制终点温度为1640~1655℃、终点c含量为0.04wt%~0.08wt%。2.根据权利要求1所述利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法，其特征在于，步骤3中，若终点c＜0.04wt%，转炉出钢前向炉内补加所述造渣料0.5~1.0kg/t
钢水
。3.根据权利要求1所述利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法，其特征在于，所述炉衬砖化学成分重量百分比为c：16.5wt%-18.0wt%，mgo：73.0wt%-76.0wt%，sio2：2.5wt%-3.5wt%，al2o3：2.7wt%-3.8wt%，其余为不可避免夹杂物。4.根据权利要求1所述利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法，其特征在于，所述废旧耐材化学成分重量百分比为mgo：75.0wt%-77.5wt%，sio2：7.3wt%-8.5wt%，al2o3：7.0wt%-8.5wt%，其余为不可避免夹杂物。5.根据权利要求1所述利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法，其特征在于，所述钢包渣线砖化学成分重量百分比为c：19.0wt%-23.0wt%，mgo：69.6wt%-72.6wt%，sio2：2.2wt%-3.0wt%，al2o3：5.0wt%-6.0wt%，其余为不可避免夹杂物。6.根据权利要求1所述利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法，其特征在于，所述高炉干法除尘灰化学成分重量百分比为c：14.3wt%-17.2wt%，mgo：2.0wt%-2.5wt%，sio2：5.5wt%-6.5wt%，tfe：31.0wt%-34.5wt%，pb：0.7wt%-0.9wt%，zn：6.8wt%-8.0wt%，其余为不可避免夹杂物。7.根据权利要求1所述利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法，其特征在于，所述混匀球化学成分重量百分比为mgo：50wt%~60wt%、c：10wt%~20wt%。

技术总结
本发明公开了一种利用钢铁废旧耐材与高炉除尘灰作为造渣料的转炉冶炼方法。该方法是将转炉换炉衬拆炉时拆除的炉衬砖、连铸中间包更换工作层拆除的废旧耐材、钢包渣线更换下来耐火砖利用电磁盘将其内的残钢清理干净，利用球磨机将其碾压为粒径≤3mm的原料后按炉衬砖：中间包耐材：钢包渣线砖=1:2:1的比例进行混合得到混合料；再将混合料与高炉干法除尘灰按一定的比例进行混匀后添加膨润土粘接剂粘接成10-30mm的球状，得到混匀球；其中，所述混匀球中各物料的质量比为：混合料70-73%，高炉干法除尘灰26-29%，膨润土粘接剂1-2%。本发明方法能使含MgO废旧耐材和高炉干法除尘灰得到回收利用，减少环境污染、提高资源综合利用率。提高资源综合利用率。


技术研发人员：陈达双 陈伟 刘林刚 皮忠权 文玉兵 邹应春
受保护的技术使用者：武钢集团昆明钢铁股份有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/23