本发明涉及一种防止转炉渣罐盛装脱硅渣和脱磷渣发生喷溅的安全工艺。
背景技术：
高硅铁水在转炉炼钢过程中使用，渣量较大，冶炼过程中温度较难控制，吹炼过程中喷溅现象频繁。所以，目前大多数的钢厂，冶炼高硅铁水采用双渣冶炼的工艺。双渣冶炼通常是指将高硅铁水倒入转炉以后，通过加入铁矿石吹氧等工艺方法，脱除铁水中的硅，然后将这一过程产生的钢渣倒出在渣罐，再加入渣料完成脱碳、脱磷、脱气等冶金反应过程。炼钢任务结束以后，再将冶炼渣倒出在渣罐内。转炉使用的渣罐在盛装了脱硅渣和脱磷渣以后，需要将渣罐转运到渣处理工序进行处理。在这一过程中，容易发生渣罐内液体钢渣喷溅伤人、引发火灾和机械设备被损坏的安全事故。
检索文献披露：（1）由俞海明、王强主编的《钢渣处理与综合运用》有如下的内容表述：“钢渣内含有含铁的物质是转炉钢渣能够产生一氧化碳的主要原因”的内容表述。（2）黄志勇、颜根发、左都伟在2008年第三期的《金属材料与冶金工程》杂志上公布的题为“转炉炉渣喷溅的机理及预防措施”的论文中间，有关于转炉冶炼过程中炉渣喷溅的内容表述，没有提及炉渣倒出转炉后，在渣罐内的喷溅的原因分析。
另外，铝生产企业和钢铁生产企业，都属于国民经济的支柱性产业和战略行业，铝灰是铝工业不可避免的副产物，其组成复杂，含有大量的金属铝、熔盐混合物、氧化铝、合金及其他组分。在氧化铝经熔盐电解生产铝的过程中，由于操作和测定器具的携带、阳极更换、出铝、铸锭以及电解槽大修，会产生一定量的铝灰。一般每生产1吨铝会产生30～50kg的铝灰。产生于电解铝等不添加盐熔剂的生产过程。对于白铝灰的成分，x射线衍射分析结果表明铝灰的物相组成为al2o3、mgal2o4、aln、naal11o17和k1.6al11o17。铝灰被国家列为危险废物，不能运送出铝电解厂，但每个铝电解厂在金属铝生产过程中产生的铝灰量较少，如果将其进行处理，将极大地增加生产成本。
根据以上的文献表述可知，对于渣罐内炉渣喷溅的工艺研究较少，针对渣罐同时盛装脱硅渣和脱碳渣出现的钢渣喷溅问题，已有的文献基本上没有介绍。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种防止转炉渣罐盛装脱硅渣和脱磷渣发生喷溅的安全工艺，不仅能够解决脱硅钢渣和脱磷钢渣混合存储在一个渣罐内发生喷溅的安全问题，而且同时能够实现铝灰这种危险废弃物的资源化利用。
本发明的目的是这样实现的，一种防止转炉渣罐盛装脱硅渣和脱磷渣发生喷溅的安全工艺，1、将电解铝厂的干燥铝灰拉运到炼钢厂钢渣渣罐堆存区；2、转炉脱硅渣倒渣后，将渣罐车开出，按照每吨转炉钢渣加入100～300kg铝灰的比例进行操作加入铝灰，按照转炉出钢量，吨钢100kg的渣量计算转炉脱磷钢渣量，然后将渣罐用于继续盛装转炉的脱磷渣，待转炉出渣结束，按照正常的渣处理工艺处理钢渣即可；3、在以上操作条件不允许的情况下，可以首先将渣罐盛装脱硅渣，然后盛装脱磷渣以后，将渣罐车开出到渣罐堆存区，从渣罐上部加入铝灰，也可以解决渣罐喷溅的安全问题；4、铝灰加入渣罐的方式：采用装载机装上铝灰，直接加入渣罐内的方式或者采用吨袋包装铝灰，行车吊运吨袋，加入到渣罐的方式或者使用喷吹的方式加入铝灰。
发明人通过对120吨转炉冶炼corex铁水时，采用双渣冶炼，两种炉渣盛装在同一个渣罐中间，渣罐利用特种车辆拉运时，渣罐内的液态炉渣，不定期发生液态钢渣从渣罐内喷溅的事故现象进行了研究。通过研究，发现了以下的内容：
1.转炉的脱硅渣中间氧化铁含量较低，在10%以下；
2.转炉脱硅渣的碱度在1.5以下，碱度偏低，粘度较低在0.4泊，流动性较好；
3.脱硅渣在从转炉倒渣的时候，转炉吹炼过程中，熔池中间的金属铁珠大量的弥散在脱硅渣中，这些小铁珠中金的含碳量在1.5-4.2之间。
4.转炉的脱磷渣的碱度较高，在2.5以上，炉渣的流动性较弱，熔点在1480℃以上；
5.转炉脱磷渣中间的氧化铁含量偏高，在20%左右；
6.高氧化铁的脱磷渣，进入脱硅渣中间后，氧化铁与脱硅渣中间的铁珠发生界面反应，产生一定量的co气泡，当反应进行到一定的程度，产生的co逸出钢渣内部时，液态钢渣随co气流逸出渣罐，即柏努利效应，是造成喷溅的主要原因。反应的方程式如下：
feo+c→fe+co↑
并且以上的喷溅，发生在渣罐的中下部，造成较多的液态钢渣从渣罐内喷溅。
针对以上的工艺发现，发明人采用冶金传输理论原理，将电解铝厂的铝灰加入到渣罐内，利用铝灰中间的aln、金属al与脱磷渣中间的氧化铁反应，降低渣中的氧化铁含量，增加脱磷渣的粘度，将炉渣和铁珠的反应量降低，避免大量碳氧反应出现，解决了脱硅渣和脱磷渣混装后的喷溅问题。同时铝灰加入钢渣中间以后，对于环境有害的物质参与了钢渣的改质反应，实现了铝灰的无害化处理，彰显技术创新的力量。
本发明的创新点如下：
1.利用铝灰中间的aln和al降解脱磷渣中间的氧化铁，其反应的方程式如下：
2aln+3(feo)→al2o3+fe+n2
2al+3(feo)→al2o3+3fe
2.以上的化学反应为还原反应，吸热，能够降低炉渣的渣温，改变炉渣渣系的熔点，促进脱磷渣从液态向固态转化。
3.feo是炉渣流动性的主要影响成分，以上的反应能够减少炉渣中间的feo，增加炉渣的粘度，即转炉炉渣呈现团簇状，在与脱硅渣混合后，脱磷渣中间没有还原的feo与脱硅渣反应的动力学条件被改变，不会发生大量的碳氧反应，避免了渣罐喷溅的事故发生；
4.铝灰中间的氧化铝与钢渣中间的游离氧化钙反应，降低了钢渣中间游离氧化钙的含量，能够实现钢渣的深度利用，消除钢渣使用过程中游离氧化钙超标造成的钢渣产品稳定性差的问题。反应的方程式如下：
mf-cao+nal2o3→mcao·nal2o3
3cao·sio2+al2o3=2cao·al2o3+cao·sio2
本发明的有益之处：
1.解决了脱硅钢渣和脱磷钢渣混合存储在一个渣罐内发生喷溅的安全问题；
2.实现了铝灰这种危险废弃物的资源化利用；
3.降低了转炉脱磷渣中间的游离氧化钙含量，实现了转炉钢渣稳定性的保证。
4.钢渣碱度有所降低，钢渣处理后可以直接被加以利用。
5.钢渣中的含铁物质更加容易被磁选回收。
具体实施方式
本发明是这样实施的：
一种防止转炉渣罐盛装脱硅渣和脱磷渣发生喷溅的安全工艺，
1、将电解铝厂的干燥铝灰拉运到炼钢厂钢渣渣罐堆存区；
2、转炉脱硅渣倒渣后，将渣罐开出，按照每吨转炉钢渣（按照转炉出钢量，吨钢100kg的渣量计算转炉脱磷钢渣量）加入100～300kg铝灰，然后将渣罐用于继续盛装转炉的脱磷渣，待转炉出渣结束，按照正常的渣处理工艺处理钢渣即可。
3、在以上操作条件不允许的情况下，可以首先将渣罐盛装脱硅渣，然后盛装脱磷渣以后，将渣罐车开出到渣罐堆存区，从渣罐上部加入铝灰，也能够解决渣罐喷溅的安全问题。
4、铝灰加入渣罐的方式，可以采用装载机装上铝灰，直接加入渣罐内的方式，也可以采用吨包装铝灰，行车吊运吨袋，加入到渣罐的方式，使用喷吹的方式，效果更好。