一种对转炉终渣改性并还原的方法
【专利摘要】本发明提供了一种对转炉终渣改性并还原的方法，在转炉出钢后，通过向炉渣中添加增碳剂、硅铁，将炉渣中的Fe、Mn、P元素还原到钢水中，并将含有Fe、Mn、P元素的钢水与脱磷改性后的炉渣分离开，各自重新利用。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：一种对转炉终渣改性并还原的方法，可以有效的回收和利用转炉终渣，最终实现转炉终渣的全部回收利用，解决转炉尾渣处理难、污染环境的问题。
【专利说明】
一种对转炉终渣改性并还原的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及冶金行业中的节能减排技术领域，特别涉及一种对转炉终渣改性并还 原的方法。
【背景技术】
[0002] 钢渣是炼钢工业的废渣，其排放量约为钢产量的12 %~15 %左右，近几年，随着 我国钢铁行业的迅速发展，钢渣量也不断增长，仅2013年我国钢渣的排出量就超过2. 5亿 吨。由于长期以来钢渣没有得到广泛有效利用，大量钢渣弃置渣场，既占用土地资源，又污 染了环境。
[0003] 钢渣含有一定数量的C2S、C3S等胶凝性矿物，是一种具有潜在胶凝活性材料，但 是由于转炉渣中含有一定的游离氧化钙f-CaO等不安定物质，其水解时体积将增大约1倍， 并导致转炉渣的粉化膨胀，其作为混凝土骨料、掺合料等在建材行业中的应用受到较大限 制。传统的钢渣处理方法如热泼法、热焖法、滚筒法、风淬法等方法虽对钢渣的安定性有一 定改善，但都难以彻底解决f-CaO等的不安定问题。
[0004] 一般来说，钢渣可利用的资源包括液渣显热、单质铁和尾渣矿物。现有的熔融渣处 理工艺中钢渣冷却过程主要以水冷为主，产生的蒸汽量大、压力低、品质低，难以将产生的 蒸汽加以利用，因此现有的各种钢渣处理工艺都没能实现液渣显热的回收利用，主要是考 虑单质铁和尾渣矿物的综合利用。
[0005] 国内外大部分钢铁企业都是将热态钢渣进行各种不同的冷却处理后进行破碎一 筛分一磁选加工，提取其中的金属后再加以利用。
[0006] 上世纪初期，国外开始研究钢渣的利用价值，至今一些主要钢铁生产国冶金渣基 本上已经实现了全部利用，如美国冶金渣利用率已经超过了 98%，德国和日本95%以上， 而我国同国外钢铁工业发达国家相比，在钢渣综合利用方面还存在较大差距。据相关文献 资料报道，目前我国钢渣利用率仅36%，随着近年来国内钢铁产量的大幅度增加，钢渣综合 利用率呈相对下降趋势。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种对转炉终渣改性并还原的方法，可以有效的回收和利用 转炉终渣，最终实现转炉终渣的全部回收利用，解决转炉尾渣处理难、污染环境的问题。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
[0009] -种对转炉终渣改性并还原的方法，在转炉出钢后，通过向炉渣中添加增碳剂、硅 铁，将炉渣中的Fe、Mn、P元素还原到钢水中，并将含有Fe、Mn、P元素的钢水与脱磷改性后 的炉渣分离开，各自重新利用；具体的方法步骤如下：
[0010] 1)转炉正常出钢，在到达零位后，立刻向炉渣中加入增碳剂；
[0011] 2)加入增碳剂1分钟后，再向炉渣中加入硅铁；
[0012] 3)加入硅铁3-5分钟后，摇炉出钢，出钢前用挡渣塞将出钢口堵严实，出钢时转炉 直接以最快速度摇到95°，钢流靠近钢水罐的外边缘处，将含有Fe、Mn、P元素的钢水翻倒 入炉后的铸申吴内；
[0013] 4)出完钢进行倒渣，并对炉渣进行喷水冷却，经还原改性后的炉渣用作水泥原料 使用，或者作为转炉钢水冶炼原料重新用于钢水冶炼使用；
[0014] 5)将倒入炉后铸模内的含有Fe、Mn、P元素的钢水冷却凝固为小钢锭，以合金形式 用于含磷钢种的冶炼上。
[0015] 所述增碳剂为含碳为90%的增碳剂，增碳剂的添加量为每吨炉渣添加5-10Kg的 增碳剂。
[0016] 所述硅铁为含硅量为75 %的硅铁，硅铁的添加量为每吨炉渣添加80_90Kg的硅 铁。
[0017] 与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
[0018] -种对转炉终渣改性并还原的方法，利用强还原性的合金硅铁，对炉渣进行还原 改性处理，还原后的钢水脱渣后可以作为冶炼含磷钢种的合金使用，而被改性并从钢水中 脱离出来的炉渣可以作为生产水泥的直接原料使用，或者作为转炉冶炼原料重新用于钢水 冶炼。最终实现炉渣的全部回收利用，解决转炉尾渣处理难、污染环境的问题。本发明简单 易行，实用性强，先期使用增碳剂对炉渣进行初步还原，可以降低成本。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限 于以下的实施方式。
[0020] -种对转炉终渣改性并还原的方法，在转炉出钢后，通过向炉渣中添加增碳剂、硅 铁，将炉渣中的Fe、Mn、P元素还原到钢水中，并将含有Fe、Mn、P元素的钢水与脱磷改性后 的炉渣分离开，各自重新利用；具体的方法步骤如下：
[0021] 1)转炉正常出钢，在到达零位后，立刻向炉渣中加入增碳剂；
[0022] 2)加入增碳剂1分钟后，再向炉渣中加入硅铁；
[0023] 3)加入硅铁3-5分钟后，摇炉出钢，出钢前用挡渣塞将出钢□堵严实，出钢时转炉 直接以最快速度摇到95°，钢流靠近钢水罐的外边缘处，将含有Fe、Mn、P元素的钢水迅速 翻倒入炉后的铸模内；
[0024] 4)出完钢进行倒渣，并对炉渣进行喷水冷却，经还原改性后的炉渣用作水泥原料 使用，或者作为转炉钢水冶炼原料重新用于钢水冶炼使用；
[0025] 5)将倒入炉后铸模内的含有Fe、Mn、P元素的钢水冷却凝固为小钢锭，以合金形式 用于含磷钢种的冶炼上。
[0026] 增碳剂为含碳为90%的增碳剂，增碳剂的添加量为每吨炉渣添加5-10Kg的增碳 剂。
[0027] 硅铁为含硅量为75%的硅铁，硅铁的添加量为每吨炉渣添加80_90Kg的硅铁。
[0028] 实施例1 :以260吨项底复吹转炉生产Q235B钢种，生成的转炉终渣为例，转炉终 渣量为25吨。转炉终渣的成分及含量如表1所列：
[0029] 表 1 :
[0030]
[0031] 对转炉终渣改性并还原的方法及具体步骤如下：
[0032] 1)转炉出钢后，在到达零位时，加入200Kg增碳剂，本实施例中所使用增碳剂为中 煤宁夏增碳剂厂生产的增碳剂90。
[0033] 2)加入增碳剂1分钟后，加入2吨硅铁，本实施例中所使用的硅铁为鄂尔多斯西金 矿冶有限责任公司生产的FeSi75-B硅铁。
[0034] 3)加入硅铁3-5分钟后，摇炉出钢，出钢前用挡渣塞将出钢口堵严实，出钢时，转 炉直接以最快速度摇到95°，钢流靠近钢水罐外边缘处，将含有Fe、Mn、P元素的钢水迅速 翻倒入炉后的铸模内，见渣抬炉。
[0035] 4)出完钢进行倒渣，并对炉渣进行喷水冷却，经还原改性后的炉渣可以用作水泥 原料使用，也可以作为转炉钢水冶炼原料重新用于钢水冶炼使用。
[0036] 5)将倒入炉后铸模内的含有Fe、Mn、P元素的钢水冷却凝固为小钢锭，以合金形式 用于含磷钢种的冶炼上。
[0037] 为了节约成本，先期在转炉终渣中加入增碳剂，将炉渣中的多余的氧进行还原，然 后加入硅铁，利用硅铁中的硅进一步的将炉渣中的Fe、Mn、P元素分离到钢水中。在还原过 程中所发生的化学反应为：
[0038] 2(Mn0)+Si = (Si02)+2[Mn]
[0039] Si+2(Fe0) = (Si02)+2[Fe]
[0040] 5Si+2(P205) = 5 (Si02)+4 [P]
[0041] 经还原后的转炉终渣成分及含量如表2所列：
[0042] 表 2 :
[0043]
[0044] 经表1、表2对比可见，还原后的炉渣中的TFe、MnO、P205明显降低，其在炉渣中的 含量基本为零，因此可近似的认为原炉渣中的Fe、Mn、P元素全部进入钢水中，分离后的钢 水用作含磷钢种的合金，既能满足钢种对磷的需求，也相应的减少了含磷钢种锰类合金的 使用量，节省了相应的成本。并且可以将P含量基本为的零的炉渣分离后，重新用作转炉炼 钢脱磷的原料使用。
[0045] 同时，见表2,随着Si02的增加还原后的炉渣的碱度也随之降低，随着炉渣碱度的 降低，炉渣中的游离氧化钙f-CaO的含量也随之降低，可近似认为其含量为零，因此还原后 的炉渣可以直接作为生产水泥的原料使用。
【主权项】
1. 一种对转炉终渣改性并还原的方法，其特征在于，在转炉出钢后，通过向炉渣中添加 增碳剂、硅铁，将炉渣中的Fe、Mn、P元素还原到钢水中，并将含有Fe、Mn、P元素的钢水与脱 磷改性后的炉渣分离开，各自重新利用；具体的方法步骤如下： 1) 转炉正常出钢，在到达零位后，立刻向炉渣中加入增碳剂； 2) 加入增碳剂1分钟后，再向炉渣中加入硅铁； 3) 加入硅铁3-5分钟后，摇炉出钢，出钢前用挡渣塞将出钢口堵严实，出钢时转炉直接 以最快速度摇到95°，钢流靠近钢水罐的外边缘处，将含有Fe、Mn、P元素的钢水迅速翻倒 入炉后的铸申吴内； 4) 出完钢进行倒渣，并对炉渣进行喷水冷却，经还原改性后的炉渣用作水泥原料使用， 或者作为转炉钢水冶炼原料重新用于钢水冶炼使用； 5) 将倒入炉后铸模内的含有Fe、Mn、P元素的钢水冷却凝固为小钢锭，以合金形式用于 含憐钢种的冶炼上。2. 根据权利要求1所述的一种对转炉终渣改性并还原的方法，其特征在于，所述增碳 剂为含碳为90%的增碳剂，增碳剂的添加量为每吨炉渣添加5-10Kg的增碳剂。3. 根据权利要求1所述的一种对转炉终渣改性并还原的方法，其特征在于，所述硅铁 为含硅量为75%的硅铁，硅铁的添加量为每吨炉渣添加80-90Kg的硅铁。
【文档编号】C21C5/36GK105986054SQ201510081021
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】王鲁毅, 刘文飞, 金百刚
【申请人】鞍钢股份有限公司