专利名称：转炉炼钢渣的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种转炉炼钢渣的处理方法，本方法在高温转炉渣中加入含SiA原料，利用高温下生成的2Ca0 · SiO2在炉渣冷却过程中发生晶型转变，体积膨胀，实现转炉渣自然粉化，得到粒度均勻的转炉渣，实现钢渣深加工和转炉渣的综合利用。
背景技术：
转炉渣是炼钢工业的主要固体废料，每冶炼1吨钢约产生100 130kg转炉渣，以我国现有炼钢产能计算，每年将产生转炉渣近7000万吨，转炉渣中含有36 55%的CaO和 15 33%的狗0，同时渣中还含有Si、Mg、Al等有价元素，如果不加以利用，这些资源将白白浪费。堆积如山的转炉渣不仅占用大量的土地，而且污染空气，破坏水源，影响植被生长；新排出的转炉渣温度在1500 1650°C之间，具有丰富的热能，而现有的转炉渣处理技术基本未能利用该显热，热量全部散失，因此，做好转炉渣的处理和再利用，并有效回收炉渣余热， 不仅有利于节能降耗，减少温室气体排放，同时也是钢铁行业发展循环经济，实现可持续发展的必由之路。目前常见的转炉渣处理的方法有浅盘法、滚筒粒化法、热泼法、热焖法、风淬法和水淬法；浅盘法是上世纪80年代宝钢从日本新日铁引进的渣处理工艺，该工艺将液态炉渣倒入渣盘内喷水冷却至700°C，液态渣由于喷水激冷而快速凝固并开裂，将渣盘中已开裂的炉渣倒入排渣车，在排渣车内二次冷却至200°C后倒入泡渣池内三次冷却，最后送往渣场。 滚筒法是宝钢自行开发的渣处理方法，炉渣在滚筒内水淬急冷，并被滚筒内的钢球碎化排出；热焖法通过控制喷水量和热焖温度，使渣灌内的钢渣开裂、碎化，用挖掘机出渣；水淬法是将流动的炉渣用高压水击碎，炉渣急冷收缩并碎化；风淬法将流动的炉渣用高速气流击碎，渣滴收缩凝固成球形颗粒，落入水池中。上述钢渣处理方法的目的均是冷却、分解钢渣，同时使钢渣中的游离氧化钙消解，以获得稳定性合格的钢渣产品。上述方法中除热焖法外，其余钢渣处理方法均需要钢渣具有较好的流动性能，而在钢厂实际生产过程中，由于诸多原因，钢渣流动性很难保证，此时需增设炉渣吹炼升温设备，增加了投资成本和能耗，而热焖法处理周期长，尾渣粒度不均勻。在设备复杂程度、投资和运营成本上，浅盘法工艺环节多，滚筒法设备复杂，维修难度高，均需较高的运行费用。水淬法操作不当容易引起爆炸， 耗水量大，尾渣难处理，另外上述钢渣处理工艺均未对钢渣热能进行回收，钢渣显热全部散失，对于浅盘法和风淬法还存在水蒸气产生量大，腐蚀厂房及重工设备等问题，在处理后钢渣的活性和稳定性上，只有热焖法和风淬法处理得到的钢渣稳定性较好。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于，针对现有技术，提出一种转炉渣处理方法，获得低游离氧化钙含量的高品质钢渣，使转炉渣冷却后自然粉化，得到粒度合适且均勻的转炉渣，该钢渣粒度均勻细小，便于磁选粒铁，并使尾渣粒度和稳定性达到综合利用的要求， 同时该方法便于实现对转炉渣热能的回收。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种转炉炼钢渣的处理方法，向热态转炉炼钢渣中加入含Si02的原料，使转炉炼钢渣中的CaO在高温下通过固相反应生成2Ca0 · SiO2，利用2Ca0 · SiO2在转炉炼钢渣冷却过程中发生晶型转变，体积膨胀，实现转炉炼钢渣自然粉化，得到粒度均勻的转炉渣，并磁选粒铁，回收尾渣。本发明的转炉炼钢渣的处理方法，按以下步骤进行1)将液态的转炉炼钢渣倒入带有热交换系统的转炉渣焖罐的罐体内；2)进行步骤1)的同时向转炉渣焖罐体内按所需比例加入粒径不大于5毫米的含 SiO2原料，以便于转炉炼钢渣与含SiA原料混合均勻。3)对步骤2、混合好的转炉渣焖罐中的转炉炼钢渣进行余热回收，在余热回收的同时，转炉炼钢渣自行实现转炉炼钢渣的自然粉化。4)将步骤3)中所得到的转炉炼钢渣的粉渣送至磁选设备，磁选铁粒，回收尾渣。所述加入含S^2原料为石英砂、碎玻璃或铸造型砂中的任意一种。所述加入含SiO2原料时，控制转炉炼钢渣混合物料后，渣相组成落在 CaO-SiO2-Al2O3-MgO相图的正硅酸钙相区内。本发明转炉炼钢渣的处理方法的工作原理是，刚出炉后的热态转炉炼钢渣温度一般在1500°C 1650°C，在高温转炉炼钢渣中加入一定量的含SiO2原料，高温转炉炼钢渣冷却后自然粉化成粒度均勻的炉渣，转炉炼钢渣的主要成分为CaO、SiO2, FeO, A1203、MgO和 P2O5，碱度为2. 8 3. 4，在高温转炉炼钢渣中加入SW2原料，同时调整S中MgO含量在10 % 以内，形成碱度1. 8 2. 8的碱性渣，将渣中游离CaO结合成硅酸钙，同时使渣中的CaO与 SiO2在高温下通过固相反应生成2Ca0 -SiO2, 2Ca0-SiO2熔点2130°C，转炉炼钢渣从高温向低温冷却过程中，2Ca0 · SiO2的晶体结构发生转变，从α -2Ca0 · SiO2向α ‘ -2Ca0 · SiO2 和i3-2CaO· SiO2转变，当温度低于670°C时转变成Y _2Ca0 · SiO2,同时体积膨胀10%， 2Ca0· SiO2W β型转变成Y型的过程中呈“开花状”膨胀，发生自然粉化，这一过程实现了转炉渣的自然粉化。故此，冷却后的转炉渣呈颗粒状。采用上述技术方案后的有益效果是一种转炉炼钢渣的处理方法，通过本技术方案，在处于高温下的转炉炼钢渣中加入含SiO2原料，利用转炉炼钢渣冷却过程中2Ca0-SiO2 晶体类型的转变和体积膨胀，实现转炉渣的自然粉化，得到粒度均勻的转炉渣，并磁选出粒铁，并且在冷却过程中将高温转炉炼钢渣中所具有的大量热能进行回收。1.首先该转炉炼钢渣处理工艺流程简单，操作灵活，无需投入大型炉渣粒化设备， 能耗低，投资省；2.采用本技术方案后处理得到的转炉炼钢渣粒度均勻细小，转炉炼钢渣在转炉渣焖罐体内的处理过程中，各自聚集，无需多次细磨转炉炼钢渣，利于粒铁磁选，得到的粒铁可回收再利用3.尾渣游离氧化钙含量低，稳定性能优越，可替代筑路和水利工程中的石料，减少天然采石，保持自然生态环境；4.通过本方法可以实现转炉炼钢渣物理热量的回收，实现转炉炼钢渣价值的最大化。5.通过本发明涉及的转炉炼钢渣的处理方法，可以有效的提高钢铁企业的节能减排能力，有利于提高钢铁企业资源综合利用水平，具有良好的经济和社会效益。
图1为本发明转炉炼钢渣的处理方法的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。本发明涉及的一种转炉炼钢渣的处理方法，向热态转炉炼钢渣中加入含S^2原料，使转炉炼钢渣中的CaO在高温下通过固相反应生成2Ca0 · SiO2，利用2Ca0 · SiO2在转炉炼钢渣冷却过程中发生晶型转变，体积膨胀，实现转炉炼钢渣自然粉化，得到粒度均勻的转炉渣，并磁选粒铁，回收尾渣。本发明的转炉炼钢渣的处理方法，按以下步骤进行1)将热态的转炉炼钢渣倒入带有热交换系统的转炉渣焖罐的罐体内；2)进行步骤1)的同时向转炉渣焖罐体内按所需比例加入粒径不大于5毫米的含 SiO2原料，以便于转炉炼钢渣与含SiA原料混合均勻。3)对步骤2)混合好的转炉渣焖罐中的转炉炼钢渣进行余热回收，在余热回收的同时，转炉炼钢渣自行实现转炉炼钢渣的自然粉化。4)将步骤3)中所得到的转炉炼钢渣的粉渣送至磁选设备，磁选铁粒，回收尾S。所述加入含S^2原料为石英砂、碎玻璃或铸造型砂中的任意一种。所述加入含SiO2原料时，控制转炉炼钢渣混合物料后，渣相组成落在 CaO-SiO2-Al2O3-MgO相图的正硅酸钙相区内。实施例1本实施例选用A钢厂转炉炼钢渣作原料，炉渣成分如表1，所添加的含S^2原料为石英砂，SiO2含量为98%，具体实施步骤如下表1转炉渣化学成分(％ )
权利要求
1.一种转炉炼钢渣的处理方法，其特征在于，向热态转炉炼钢渣中加入含SiA原料， 使转炉炼钢渣中的CaO在高温下通过固相反应生成2Ca0 · SiO2,利用2Ca0*Si&在转炉炼钢渣冷却过程中发生晶型转变，体积膨胀，实现转炉炼钢渣自然粉化，得到粒度均勻的转炉渣，并磁选粒铁，回收尾渣。
2.根据权利要求1所术的转炉炼钢渣的处理方法，其特征在于，本处理方法按以下步骤进行1)将热态的转炉炼钢渣倒入带有热交换系统的转炉渣焖罐的罐体内；2)进行步骤1)的同时向转炉渣焖罐体内按所需比例加入粒径不大于5毫米的含SW2 原料，以便于转炉炼钢渣与含SW2原料混合均勻；3)对步骤2)混合好的转炉渣焖罐中的转炉炼钢渣进行余热回收，在余热回收的同时， 转炉炼钢渣自行实现转炉炼钢渣的自然粉化；4)将步骤3)中所得到的转炉炼钢渣的粉渣送至磁选设备，磁选铁粒，回收尾渣。
3.根据权利要求1或2所述的转炉炼钢渣的处理方法，其特征在于，所述加入含SiO2 原料为石英砂、碎玻璃或铸造型砂中的任意一种。
4.根据权利要求1或2所述的转炉炼钢渣的处理方法，其特征在于，所述加入含SiO2 原料时，控制转炉炼钢渣混合物料后，渣相组成落在CaO-SiO2-Al2O3-MgO相图的正硅酸钙相区内。
全文摘要
本发明涉及的转炉炼钢渣的处理方法，向热态转炉炼钢渣中加入含SiO2原料，使转炉炼钢渣中的CaO在高温下通过固相反应生成2CaO·SiO2,利用2CaO SiO2在转炉炼钢渣冷却过程中发生晶型转变，体积膨胀，实现转炉炼钢渣自然粉化，得到粒度均匀的转炉渣，并磁选粒铁；通过本技术方案，在处于高温下的转炉炼钢渣中加入含SiO2的原料，利用转炉炼钢渣冷却过程中2CaO·SiO2晶体类型的转变和体积膨胀，实现转炉渣的自然粉化，得到粒度均匀的转炉渣，并磁选出粒铁，回收尾渣，并且在冷却过程中将高温转炉炼钢渣中所具有的大量热能进行回收。
文档编号C21B3/06GK102534070SQ201210026410
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者唐恩, 李菊艳, 王小伟, 范小钢, 陈鹏 申请人:中冶南方工程技术有限公司