專利名稱：轉爐煉鋼渣的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種轉爐煉鋼渣的處理方法，本方法在高溫轉爐渣中加入含SiA原料，利用高溫下生成的2Ca0 · SiO2在爐渣冷卻過程中發生晶型轉變，體積膨脹，實現轉爐渣自然粉化，得到粒度均勻的轉爐渣，實現鋼渣深加工和轉爐渣的綜合利用。
背景技術：
轉爐渣是煉鋼工業的主要固體廢料，每冶煉1噸鋼約產生100 130kg轉爐渣，以我國現有煉鋼產能計算，每年將產生轉爐渣近7000萬噸，轉爐渣中含有36 55%的CaO和 15 33%的狗0，同時渣中還含有Si、Mg、Al等有價元素，如果不加以利用，這些資源將白白浪費。堆積如山的轉爐渣不僅占用大量的土地，而且污染空氣，破壞水源，影響植被生長；新排出的轉爐渣溫度在1500 1650°C之間，具有豐富的熱能，而現有的轉爐渣處理技術基本未能利用該顯熱，熱量全部散失，因此，做好轉爐渣的處理和再利用，并有效回收爐渣余熱， 不僅有利于節能降耗，減少溫室氣體排放，同時也是鋼鐵行業發展循環經濟，實現可持續發展的必由之路。目前常見的轉爐渣處理的方法有淺盤法、滾筒粒化法、熱潑法、熱燜法、風淬法和水淬法；淺盤法是上世紀80年代寶鋼從日本新日鐵引進的渣處理工藝，該工藝將液態爐渣倒入渣盤內噴水冷卻至700°C，液態渣由于噴水激冷而快速凝固并開裂，將渣盤中已開裂的爐渣倒入排渣車，在排渣車內二次冷卻至200°C后倒入泡渣池內三次冷卻，最后送往渣場。 滾筒法是寶鋼自行開發的渣處理方法，爐渣在滾筒內水淬急冷，并被滾筒內的鋼球碎化排出；熱燜法通過控制噴水量和熱燜溫度，使渣灌內的鋼渣開裂、碎化，用挖掘機出渣；水淬法是將流動的爐渣用高壓水擊碎，爐渣急冷收縮并碎化；風淬法將流動的爐渣用高速氣流擊碎，渣滴收縮凝固成球形顆粒，落入水池中。上述鋼渣處理方法的目的均是冷卻、分解鋼渣，同時使鋼渣中的游離氧化鈣消解，以獲得穩定性合格的鋼渣產品。上述方法中除熱燜法外，其余鋼渣處理方法均需要鋼渣具有較好的流動性能，而在鋼廠實際生產過程中，由于諸多原因，鋼渣流動性很難保證，此時需增設爐渣吹煉升溫設備，增加了投資成本和能耗，而熱燜法處理周期長，尾渣粒度不均勻。在設備復雜程度、投資和運營成本上，淺盤法工藝環節多，滾筒法設備復雜，維修難度高，均需較高的運行費用。水淬法操作不當容易引起爆炸， 耗水量大，尾渣難處理，另外上述鋼渣處理工藝均未對鋼渣熱能進行回收，鋼渣顯熱全部散失，對于淺盤法和風淬法還存在水蒸氣產生量大，腐蝕廠房及重工設備等問題，在處理后鋼渣的活性和穩定性上，只有熱燜法和風淬法處理得到的鋼渣穩定性較好。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于，針對現有技術，提出一種轉爐渣處理方法，獲得低游離氧化鈣含量的高品質鋼渣，使轉爐渣冷卻后自然粉化，得到粒度合適且均勻的轉爐渣，該鋼渣粒度均勻細小，便于磁選粒鐵，并使尾渣粒度和穩定性達到綜合利用的要求， 同時該方法便于實現對轉爐渣熱能的回收。
為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的一種轉爐煉鋼渣的處理方法，向熱態轉爐煉鋼渣中加入含Si02的原料，使轉爐煉鋼渣中的CaO在高溫下通過固相反應生成2Ca0 · SiO2，利用2Ca0 · SiO2在轉爐煉鋼渣冷卻過程中發生晶型轉變，體積膨脹，實現轉爐煉鋼渣自然粉化，得到粒度均勻的轉爐渣，并磁選粒鐵，回收尾渣。本發明的轉爐煉鋼渣的處理方法，按以下步驟進行1)將液態的轉爐煉鋼渣倒入帶有熱交換系統的轉爐渣燜罐的罐體內；2)進行步驟1)的同時向轉爐渣燜罐體內按所需比例加入粒徑不大于5毫米的含 SiO2原料，以便于轉爐煉鋼渣與含SiA原料混合均勻。3)對步驟2、混合好的轉爐渣燜罐中的轉爐煉鋼渣進行余熱回收，在余熱回收的同時，轉爐煉鋼渣自行實現轉爐煉鋼渣的自然粉化。4)將步驟3)中所得到的轉爐煉鋼渣的粉渣送至磁選設備，磁選鐵粒，回收尾渣。所述加入含S^2原料為石英砂、碎玻璃或鑄造型砂中的任意一種。所述加入含SiO2原料時，控制轉爐煉鋼渣混合物料后，渣相組成落在 CaO-SiO2-Al2O3-MgO相圖的正硅酸鈣相區內。本發明轉爐煉鋼渣的處理方法的工作原理是，剛出爐后的熱態轉爐煉鋼渣溫度一般在1500°C 1650°C，在高溫轉爐煉鋼渣中加入一定量的含SiO2原料，高溫轉爐煉鋼渣冷卻后自然粉化成粒度均勻的爐渣，轉爐煉鋼渣的主要成分為CaO、SiO2, FeO, A1203、MgO和 P2O5，堿度為2. 8 3. 4，在高溫轉爐煉鋼渣中加入SW2原料，同時調整S中MgO含量在10 % 以內，形成堿度1. 8 2. 8的堿性渣，將渣中游離CaO結合成硅酸鈣，同時使渣中的CaO與 SiO2在高溫下通過固相反應生成2Ca0 -SiO2, 2Ca0-SiO2熔點2130°C，轉爐煉鋼渣從高溫向低溫冷卻過程中，2Ca0 · SiO2的晶體結構發生轉變，從α -2Ca0 · SiO2向α ‘ -2Ca0 · SiO2 和i3-2CaO· SiO2轉變，當溫度低于670°C時轉變成Y _2Ca0 · SiO2,同時體積膨脹10%， 2Ca0· SiO2W β型轉變成Y型的過程中呈“開花狀”膨脹，發生自然粉化，這一過程實現了轉爐渣的自然粉化。故此，冷卻后的轉爐渣呈顆粒狀。采用上述技術方案后的有益效果是一種轉爐煉鋼渣的處理方法，通過本技術方案，在處于高溫下的轉爐煉鋼渣中加入含SiO2原料，利用轉爐煉鋼渣冷卻過程中2Ca0-SiO2 晶體類型的轉變和體積膨脹，實現轉爐渣的自然粉化，得到粒度均勻的轉爐渣，并磁選出粒鐵，并且在冷卻過程中將高溫轉爐煉鋼渣中所具有的大量熱能進行回收。1.首先該轉爐煉鋼渣處理工藝流程簡單，操作靈活，無需投入大型爐渣粒化設備， 能耗低，投資省；2.采用本技術方案后處理得到的轉爐煉鋼渣粒度均勻細小，轉爐煉鋼渣在轉爐渣燜罐體內的處理過程中，各自聚集，無需多次細磨轉爐煉鋼渣，利于粒鐵磁選，得到的粒鐵可回收再利用3.尾渣游離氧化鈣含量低，穩定性能優越，可替代筑路和水利工程中的石料，減少天然采石，保持自然生態環境；4.通過本方法可以實現轉爐煉鋼渣物理熱量的回收，實現轉爐煉鋼渣價值的最大化。5.通過本發明涉及的轉爐煉鋼渣的處理方法，可以有效的提高鋼鐵企業的節能減排能力，有利于提高鋼鐵企業資源綜合利用水平，具有良好的經濟和社會效益。
圖1為本發明轉爐煉鋼渣的處理方法的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案作進一步說明。本發明涉及的一種轉爐煉鋼渣的處理方法，向熱態轉爐煉鋼渣中加入含S^2原料，使轉爐煉鋼渣中的CaO在高溫下通過固相反應生成2Ca0 · SiO2，利用2Ca0 · SiO2在轉爐煉鋼渣冷卻過程中發生晶型轉變，體積膨脹，實現轉爐煉鋼渣自然粉化，得到粒度均勻的轉爐渣，并磁選粒鐵，回收尾渣。本發明的轉爐煉鋼渣的處理方法，按以下步驟進行1)將熱態的轉爐煉鋼渣倒入帶有熱交換系統的轉爐渣燜罐的罐體內；2)進行步驟1)的同時向轉爐渣燜罐體內按所需比例加入粒徑不大于5毫米的含 SiO2原料，以便于轉爐煉鋼渣與含SiA原料混合均勻。3)對步驟2)混合好的轉爐渣燜罐中的轉爐煉鋼渣進行余熱回收，在余熱回收的同時，轉爐煉鋼渣自行實現轉爐煉鋼渣的自然粉化。4)將步驟3)中所得到的轉爐煉鋼渣的粉渣送至磁選設備，磁選鐵粒，回收尾S。所述加入含S^2原料為石英砂、碎玻璃或鑄造型砂中的任意一種。所述加入含SiO2原料時，控制轉爐煉鋼渣混合物料后，渣相組成落在 CaO-SiO2-Al2O3-MgO相圖的正硅酸鈣相區內。實施例1本實施例選用A鋼廠轉爐煉鋼渣作原料，爐渣成分如表1，所添加的含S^2原料為石英砂，SiO2含量為98%，具體實施步驟如下表1轉爐渣化學成分(％ )
權利要求
1.一種轉爐煉鋼渣的處理方法，其特征在于，向熱態轉爐煉鋼渣中加入含SiA原料， 使轉爐煉鋼渣中的CaO在高溫下通過固相反應生成2Ca0 · SiO2,利用2Ca0*Si&在轉爐煉鋼渣冷卻過程中發生晶型轉變，體積膨脹，實現轉爐煉鋼渣自然粉化，得到粒度均勻的轉爐渣，并磁選粒鐵，回收尾渣。
2.根據權利要求1所術的轉爐煉鋼渣的處理方法，其特征在于，本處理方法按以下步驟進行1)將熱態的轉爐煉鋼渣倒入帶有熱交換系統的轉爐渣燜罐的罐體內；2)進行步驟1)的同時向轉爐渣燜罐體內按所需比例加入粒徑不大于5毫米的含SW2 原料，以便于轉爐煉鋼渣與含SW2原料混合均勻；3)對步驟2)混合好的轉爐渣燜罐中的轉爐煉鋼渣進行余熱回收，在余熱回收的同時， 轉爐煉鋼渣自行實現轉爐煉鋼渣的自然粉化；4)將步驟3)中所得到的轉爐煉鋼渣的粉渣送至磁選設備，磁選鐵粒，回收尾渣。
3.根據權利要求1或2所述的轉爐煉鋼渣的處理方法，其特征在于，所述加入含SiO2 原料為石英砂、碎玻璃或鑄造型砂中的任意一種。
4.根據權利要求1或2所述的轉爐煉鋼渣的處理方法，其特征在于，所述加入含SiO2 原料時，控制轉爐煉鋼渣混合物料后，渣相組成落在CaO-SiO2-Al2O3-MgO相圖的正硅酸鈣相區內。
全文摘要
本發明涉及的轉爐煉鋼渣的處理方法，向熱態轉爐煉鋼渣中加入含SiO2原料，使轉爐煉鋼渣中的CaO在高溫下通過固相反應生成2CaO·SiO2,利用2CaO SiO2在轉爐煉鋼渣冷卻過程中發生晶型轉變，體積膨脹，實現轉爐煉鋼渣自然粉化，得到粒度均勻的轉爐渣，并磁選粒鐵；通過本技術方案，在處于高溫下的轉爐煉鋼渣中加入含SiO2的原料，利用轉爐煉鋼渣冷卻過程中2CaO·SiO2晶體類型的轉變和體積膨脹，實現轉爐渣的自然粉化，得到粒度均勻的轉爐渣，并磁選出粒鐵，回收尾渣，并且在冷卻過程中將高溫轉爐煉鋼渣中所具有的大量熱能進行回收。
文檔編號C21B3/06GK102534070SQ201210026410
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月7日 優先權日2012年2月7日
發明者唐恩, 李菊艷, 王小偉, 范小鋼, 陳鵬 申請人:中冶南方工程技術有限公司