一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂及其制备方法。


背景技术：

2.钢厂采用喷雾提钒、转炉提钒等工艺，提取钒钛等金属，经过这样处理后的铁水，硅、锰含量少，同时碳也有一定的炼损，即所谓半钢。半钢进入炼钢转炉冶炼过程中须加入造渣剂来参与炼钢过程造渣，以保证形成具有相应冶金功效的炉渣。现用的转炉造渣剂是以炼钢除尘灰、污泥为主要原料、按照一定比例配加石英砂等原料生产的一种环保型产品，如表1所示，其技术指标要求，如表2所示。
3.表1转炉造渣剂配方
4.名称除尘灰石英砂炼钢污泥粘结剂质量分数配比/％42430～105
5.表2转炉造渣剂技术指标要求
[0006][0007][0008]
现用的造渣剂采用炼钢除尘灰和石英砂为主要原料压球方式，硫含量也接近0.2％，在使用过程中导致钢水平均增[s]为0.002～0.005％，对冶炼超低硫钢(钢种判钢s≤0.005％)带来难度。
[0009]
另外，我国钛资源有近90％赋存在攀西地区的钒钛磁铁矿中，对于钛资源的开发包含钛白粉、海绵钛、钛金属与钛合金等，其中，通过熔盐氯化法获取海绵钛时会产生大量废盐，而这些废盐因含有较高的氯离子无法直接排放。国内普遍采用“破碎-石灰拌和-堆埋“的方法进行处理，氯化物对环境的污染并未从根本上解决，阻碍了熔盐氯化法的推广应用，导致我国钛资源无法大规模高端化利用。为满足高端钛产业的生产需求，需对废盐进行处理，在对废盐的处理过程中产生的副产物干基主要物质为铁锰渣(即，干基氢氧化铁混合
物)，属于铁、锰等金属氧化物，含fe(25％-38％)、mn(约4％-5％)，具有实际利用价值。
[0010]
另外，炼钢过程中每年会产生约2万吨废弃连铸中包，而废弃连铸中包含成分较高的mgo，具有回收利用价值，将废弃连铸中包破碎后称之为废中包干式料，化学成分见表3。
[0011]
表3废中包干式料主要化学成分
[0012][0013]
因此，为解决钛资源在开发过程中产生的废物铁锰渣的回收利用及连铸的废弃物，本专利从生产炼钢造渣剂方面进行探索试验，并验证了其可行性。


技术实现要素：

[0014]
本发明目的在于提供一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂及其制备方法，用以解决如何利用钛资源在开发过程中产生的废物铁锰渣及连铸废弃物制备造渣剂的问题。
[0015]
为实现上述目的，本发明提供一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，所述新型造渣剂包括：炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂。
[0016]
可选的，所述炼钢除尘灰、所述铁锰渣、所述废中包干式料、所述石英砂和所述粘结剂的质量百分比分别为25％、10％、10％、50％和5％。
[0017]
可选的，所述炼钢除尘灰、所述铁锰渣、所述废中包干式料、所述石英砂和所述粘结剂的质量百分比分别为25％、15％、10％、45％和5％。
[0018]
可选的，对炼钢过程产生的废弃连铸中包进行破碎，获得所述废中包干式料。
[0019]
可选的，对钛资源开发产生的废盐进行处理，获得所述铁锰渣。
[0020]
可选的，所述铁锰渣中的fe含量约为25％-38％、mn含量约为4％-5％。
[0021]
可选的，所述废中包干式料中的主要成分为mgo。
[0022]
可选的，所述炼钢除尘灰包括：cao、mgo、sio2和feo。
[0023]
可选的，所述粘结剂包括：有机物和无机物，其中，所述有机物包括：羧甲基纤维素，所述无机物包括：纯碱、膨润土和微硅粉等。
[0024]
本发明还提供一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂的制备方法，所述方法包括：
[0025]
将炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂按比例进行均匀混合，获得混合物；
[0026]
对所述混合物进行压球操作，获得球状物；
[0027]
对所述球状物进行干燥处理，获得新型造渣剂。
[0028]
本发明的技术效果和优点：
[0029]
本发明提供一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，所述新型造渣剂包括：炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂。本发明新型造渣剂中加入铁锰渣及中包废干式料对原工艺无影响，未有大量有害物质产出，可以替代炼钢除尘灰及炼钢污泥生产造渣剂，解决了钛资源开发过程中产生的废物铁锰渣及炼钢连铸生产过程中产生的废弃连铸中包等问题，实现了“变废为宝”，而减少的炼钢除尘灰及污泥量，可作为烧结矿原料进行配
加。
[0030]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0031]
图1为用于半钢炼钢生产的新型造渣剂的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0034]
为解决现有技术的不足，本发明公开了一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，所述新型造渣剂包括：炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂。本发明利用钛资源在开发过程中产生的废物铁锰渣及连铸废弃物制备造渣剂，实现了资源的有效利用，缓解了环境污染等问题。
[0035]
为了更好地理解本方案，以下对用于半钢炼钢生产的新型造渣剂进行详细介绍。
[0036]
所述新型造渣剂包括：炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂。
[0037]
需要说明的是，为回收利用钛资源开发过程中产生的废物铁锰渣及炼钢连铸生产过程中产生的废中包干式料，将这两种废物按照表4配制新型造渣剂。配方一：所述炼钢除尘灰、所述铁锰渣、所述废中包干式料、所述石英砂和所述粘结剂的质量百分比分别为25％、10％、10％、50％和5％。配方二：所述炼钢除尘灰、所述铁锰渣、所述废中包干式料、所述石英砂和所述粘结剂的质量百分比分别为25％、15％、10％、45％和5％。
[0038]
表4新型造渣剂原料配比
[0039]
[0040]
还需要说明的是，对炼钢过程产生的废弃连铸中包进行破碎，获得所述废中包干式料。其中，所述废中包干式料中的主要成分为mgo。
[0041]
还需要说明的是，对钛资源开发产生的废盐进行处理，获得所述铁锰渣。其中，所述铁锰渣中的fe含量约为25％-38％、mn含量约为4％-5％。
[0042]
还需要说明的是，炼钢转炉除尘灰是在炼钢生产过程中产生的烟尘颗粒物，其成分包括cao、mgo、sio2、feo等。
[0043]
还需要说明的是，所述粘结剂包括：有机物和无机物，其中，所述有机物包括：羧甲基纤维素，所述无机物包括：纯碱、膨润土和微硅粉等。
[0044]
还需要说明的是，新型造渣剂的技术指标要求如表5所示。
[0045]
表5新型造渣剂技术指标要求
[0046]
成分sio2mgotfeps水分要求(％)50～60≥5≥10≤0.1≤0.2≤1.0
[0047]
为了说明该新型造渣剂的可行性，以下从几个方面进行阐释。
[0048]
(一)新型造渣剂化检结果
[0049]
新型造渣剂在使用期间，对新型造渣剂进行抽样，结果如下：
[0050]
表6新型造渣剂成分
[0051][0052]
从表6可以看出：两种配方的新型造渣剂化学成分均满足转炉造渣剂技术指标要求，其中s元素均＜0.070％，较原转炉造渣剂中s元素(见表2)大幅度降低，有效降低了炼钢过程的“回硫”现象，提了品种钢炼成率。
[0053]
(二)新型造渣剂的加入和使用情况
[0054]
1、方案1试验炉次：石灰、造渣剂等辅料的加入量按现有规程执行，终点炉渣碱度控制为3～4。其中，现有规程为：白灰加入量22kg/t钢-30kg/t钢，造渣剂加入量12kg/t钢-14kg/t钢。
[0055]
方案2试验炉次：造渣剂的加入量按现有规程的1.1倍加入，其余辅料按照炉渣情况及钢水成分要求，终点炉渣碱度控制为3～4。其中，现有规程为：白灰加入量22kg/t钢-30kg/t钢，造渣剂加入量13kg/t钢-15kg/t钢。
[0056]
2、使用期间的铁水条件，如表7所示。在铁水的加入量上，两方案与对比炉次基本保持一致。对比炉次的入炉平均温度为1313.7℃，略低于方案1与方案2，新型造渣剂试验炉
次的入炉温度与对比炉次相比高12～24℃；工业大生产的出钢平均温度为1651.1℃，低于方案2，高于方案1，说明两种铁锰渣配比对出钢温度几乎没有影响。从小平台磷含量能得到，随着铁锰渣及废中包干式料的加入，磷含量逐渐降低，将降低钢的“冷脆”性，提高常温下钢的塑性和韧性。
[0057]
其中，对比例为背景中的造渣剂(根据石英砂和炼钢污泥制备)炼钢过程数据。
[0058]
表7铁水条件及冶炼参数
[0059]
类型铁水/t入炉温度/℃出钢温度/℃小平台磷含量/％对比134.401313.71651.10.013方案1133.851325.51647.50.012方案2134.661337.51655.70.011
[0060]
两方案与对比炉次活性石灰与高镁石灰基本保持不变，说明了铁锰渣及中包废干式料的加入对炼钢过程造渣无影响，如表8所示。
[0061]
表8炼钢物料单耗(kg/吨钢)
[0062]
类型现用的造渣剂新型造渣剂活性石灰高镁石灰对比17.76\20.7616.93方案1\17.2120.8917.12方案2\20.6220.9415.97
[0063]
两种方案与对比炉次相比，终点碳的含量基本相当，这与冶炼的钢种有密切关系。磷含量有所下降，且随着造渣剂铁锰渣含量的增加磷含量逐渐降低，有利于钢的产品质量，如表9所示。
[0064]
表9转炉终点钢样各元素成分分析
[0065][0066][0067]
两方案与对比炉次的钢渣样中成分差别较小，无明显波动，对整个炼钢系统无影响，如表10所示。
[0068]
表10钢渣样分析检测结果
[0069]
类型p/％cao/％feo/％mgo/％mno/％tfe/％sio2/％对比0.77837.4820.5712.981.0125.6611.27方案10.76037.3122.6712.640.8925.7811.69方案20.64637.1122.2813.410.8825.8310.59
[0070]
从进出炉钢水的温度、炼钢物料的单耗、钢样与钢渣样的成分数据可以看出新型造渣剂中加入铁锰渣及中包废干式料对原工艺无影响，未有大量有害物质产出，可以替代
炼钢除尘灰及炼钢污泥生产造渣剂，解决了钛资源开发过程中产生的废物铁锰渣及炼钢连铸生产过程中产生的废弃连铸中包等问题，实现了“变废为宝”，而减少的炼钢除尘灰及污泥量，可作为烧结矿原料进行配加。
[0071]
本发明还提供一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂的制备方法，如图1所示。所述方法包括：将炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂进行均匀混合，获得混合物；对所述混合物进行压球操作，获得球状物；对所述球状物进行干燥处理，获得新型造渣剂。
[0072]
本发明提供一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，所述新型造渣剂包括：炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂。本发明新型造渣剂中加入铁锰渣及中包废干式料对原工艺无影响，未有大量有害物质产出，可以替代炼钢除尘灰及炼钢污泥生产造渣剂，解决了钛资源开发过程中产生的废物铁锰渣及炼钢连铸生产过程中产生的废弃连铸中包等问题，实现了“变废为宝”，而减少的炼钢除尘灰及污泥量，可作为烧结矿原料进行配加。
[0073]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，其特征在于，所述新型造渣剂包括：炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂。2.根据权利要求1所述的用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，其特征在于，所述炼钢除尘灰、所述铁锰渣、所述废中包干式料、所述石英砂和所述粘结剂的质量百分比分别为25％、10％、10％、50％和5％。3.根据权利要求1所述的用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，其特征在于，所述炼钢除尘灰、所述铁锰渣、所述废中包干式料、所述石英砂和所述粘结剂的质量百分比分别为25％、15％、10％、45％和5％。4.根据权利要求1所述的用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，其特征在于，对炼钢过程产生的废弃连铸中包进行破碎，获得所述废中包干式料。5.根据权利要求1所述的用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，其特征在于，对钛资源开发产生的废盐进行处理，获得所述铁锰渣。6.根据权利要求1所述的用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，其特征在于，所述铁锰渣中的fe含量约为25％-38％、mn含量约为4％-5％。7.根据权利要求1或2所述的用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，其特征在于，所述废中包干式料中的主要成分为mgo。8.根据权利要求1所述的用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，其特征在于，所述炼钢除尘灰包括：cao、mgo、sio2和feo。9.根据权利要求1所述的用于半钢炼钢生产的新型造渣剂，其特征在于，所述粘结剂包括：有机物和无机物，其中，所述有机物包括：羧甲基纤维素，所述无机物包括：纯碱、膨润土和微硅粉等。10.一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂按比例进行均匀混合，获得混合物；对所述混合物进行压球操作，获得球状物；对所述球状物进行干燥处理，获得新型造渣剂。

技术总结
本发明公开了一种用于半钢炼钢生产的新型造渣剂及其制备方法，所述新型造渣剂包括：炼钢除尘灰、铁锰渣、废中包干式料、石英砂和粘结剂。本发明新型造渣剂中加入铁锰渣及中包废干式料对原工艺无影响，未有大量有害物质产出，可以替代炼钢除尘灰及炼钢污泥生产造渣剂，解决了钛资源开发过程中产生的废物铁锰渣及炼钢连铸生产过程中产生的废弃连铸中包等问题，实现了“变废为宝”，而减少的炼钢除尘灰及污泥量，可作为烧结矿原料进行配加。可作为烧结矿原料进行配加。可作为烧结矿原料进行配加。


技术研发人员：吴胜
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢钒有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/7/25