LF精煉爐鋼渣處理資源循環(huán)運用LF精煉爐

本文格式為Word版，下載可任意編輯——LF精煉爐鋼渣處理資源循環(huán)運用LF精煉爐

LF精煉爐鋼渣處理資源循環(huán)運用

LF精煉爐鋼渣處理資源循環(huán)運用LF精煉爐鋼渣處理資源循環(huán)運用范文自1971年LF精煉爐展現(xiàn)以來，由于具有設備布局簡樸、投資費用低、操作生動和精煉效果好等特點，在爐外精煉領域得到廣泛應用。LF精煉爐主要功能是利用精煉渣對鋼液精煉，在生產(chǎn)過程中也會產(chǎn)生大量LF精煉爐鋼渣。LF精煉爐鋼渣主要由CaO、Al2O3、SiO2等氧化物、脫磷、脫硫產(chǎn)物以及鹵化物組成，具有硬度大、易磨性差、易膨脹等特點，其利用率相對較低。大量LF精煉爐鋼渣的處理和堆放占地帶來了一系列的環(huán)境問題，因此LF精煉爐鋼渣的冶金資源化利用成為冶金工業(yè)清潔環(huán)保生產(chǎn)的前提。

1LF精煉爐鋼渣傳統(tǒng)回收利用技術1.1LF精煉爐鋼渣中粒鋼回收在鋼鐵企業(yè)中，LF精煉爐鋼渣的傳統(tǒng)處理方法主要以回收鋼渣中金屬鐵粒再次用于燒結(jié)和冶煉生產(chǎn)為目的，一般將LF精煉爐鋼渣和普遍轉(zhuǎn)爐鋼渣混在一起舉行磁選處理。處理流程為:空冷/噴淋→礦渣處理場→破碎→篩分→破碎→重選→磁選。LF精煉爐鋼渣經(jīng)過處理后收集的粒鋼直接用于轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，鐵精粉主要用于燒結(jié)配料，尾渣那么主要應用于建筑領域，包括道路填筑、水泥生產(chǎn)、建筑物骨料生產(chǎn)以及鋼渣磚生產(chǎn)等。

1.2LF精煉爐鋼渣中氧化物組分回收利用LF精煉爐鋼渣含有CaO、Al2O3、SiO2等氧化物，目前也有極少片面LF精煉爐鋼渣作為生產(chǎn)原料，被應用在玻璃和燃料等行業(yè)。LF精煉爐鋼渣因富含Al2O3還被用作提取氧化鋁的原料，一般LF精煉爐鋼渣中w(Al2O3)為20%～40%，與低品位鋁土礦相當。LF精煉鋼渣中的鋁以活性很高的12CaO?7Al2O3礦物相形式存在，對比輕易與酸堿發(fā)生回響，與傳統(tǒng)含鋁礦物相比更輕易提取其中的氧化鋁［1］。安徽工業(yè)大學研究使用工業(yè)廢酸酸解LF精煉爐鋼渣，獲得含Al3+溶液制備含鋁精細化工產(chǎn)品，進而提取氧化鋁，原料本金和運行成本低于同類水平，具有較好的經(jīng)濟效益。以上各種傳統(tǒng)應用方式附加值低，利用量小，并不能真正發(fā)揮LF精煉爐鋼渣作為生產(chǎn)資源的價值。LF精煉爐鋼渣的主要成分與冶金生產(chǎn)中使用的片面原料成分相近，將LF精煉爐鋼渣在冶金生產(chǎn)中進行資源化再利用，可以大大提高LF精煉爐鋼渣的利用率，節(jié)約冶金原料。因此，LF精煉爐鋼渣在冶金生產(chǎn)領域內(nèi)循環(huán)利用是最經(jīng)濟有效的方式。

2LF精煉爐鋼渣冶金資源化利用技術LF精煉爐鋼渣的主要成分為CaO、Al2O3、SiO2等，這與冶金生產(chǎn)過程中使用的片面原料(如熔劑和造渣料)成分相近，冶金性能也特別相近。按照LF精煉爐鋼渣的物質(zhì)形態(tài)，LF精煉爐鋼渣在冶金生產(chǎn)中的二次利用可以分為冷態(tài)(固態(tài))循環(huán)利用和熱態(tài)(熔融態(tài))循環(huán)利用。

2.1LF精煉爐冷態(tài)鋼渣用作轉(zhuǎn)爐助熔劑LF精煉爐鋼渣中CaO含量約為50%，Al2O3含量約為20%，還含有確定量的CaF2，這與轉(zhuǎn)爐煉鋼助熔劑的成分特別相近，經(jīng)過機械加工處理即可利用。LF精煉爐鋼渣除了含有大量CaO之外，還含有確定量的CaF2。將LF精煉爐鋼渣代替片面轉(zhuǎn)爐煉鋼助熔劑用于轉(zhuǎn)爐冶煉過程，可以使LF精煉爐鋼渣中CaF2稀釋轉(zhuǎn)爐助熔劑，LF精煉爐鋼渣中的CaO可以節(jié)省轉(zhuǎn)爐助熔劑所需石灰的用量。石灰(主要成分CaO)是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要造渣料，但是由于石灰(CaO)熔點高，在化渣過程中，往往參與氧化鐵皮、MnO、MgO，以及片面耐火磚塊(SiO2)、鐵礬土(Al2O3)、螢石(CaF2)等助熔劑，降低爐渣熔點，加速化渣。LF精煉爐鋼渣成分以CaO為主，堿度與轉(zhuǎn)爐渣相近，并含有20%的Al2O3和確定量的CaF2，Al2O3和CaF2可以與CaO形成低熔點化合物［2］。因此，LF精煉爐鋼渣可以作為助熔劑應用于轉(zhuǎn)爐冶煉過程。目前，國內(nèi)的鞍鋼等企業(yè)在煉鋼生產(chǎn)中已采用此項工藝，2022年鞍鋼LF精煉爐鋼渣制作轉(zhuǎn)爐助熔劑生產(chǎn)線根本建成，年可處理20萬tLF精煉爐鋼渣。鞍鋼在轉(zhuǎn)爐造渣過程中，根據(jù)鐵水硅含量，每爐參與處理后的LF精煉爐鋼渣0.5～1.0t，可以節(jié)省0.24t助熔劑和0.065t石灰，脫硫和脫磷效果與正常爐次相當。

2.2LF精煉爐熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用LF精煉爐鋼渣的冷態(tài)循環(huán)利用過程中，需要在熱態(tài)LF精煉爐鋼渣冷卻后，經(jīng)過機械加工才可以應用到煉鋼生產(chǎn)中。

在冷態(tài)循環(huán)利用過程中，熱態(tài)LF精煉爐鋼渣中的大量熱量未被有效利用，在冷卻過程中還濫用了大量的冷卻水。而熱態(tài)LF精煉爐鋼渣循環(huán)利用于LF精煉可以在熱態(tài)舉行，在精煉車間完成，工藝簡樸可行，是LF精煉爐鋼渣在冶金領域內(nèi)循環(huán)利用的夢想選擇。LF精煉爐熱態(tài)鋼渣有兩種循環(huán)途徑，分別為倒入空包返回和倒入下一爐鋼水返回。LF精煉爐熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用工藝流程見圖1。

2.2.1LF精煉爐熱態(tài)鋼渣倒入空鋼包返回轉(zhuǎn)爐出鋼由于鋼包水口滑板磚一般只能使用一次，換滑板務必清空鋼包，所以不能將澆注完的鋼包直接運至煉鋼車間出鋼，需要倒包。該工藝流程如下:1)鋼水澆注完畢后，將鋼包內(nèi)的熱態(tài)鋼渣和澆余鋼水倒入空鋼包內(nèi);

2)將盛有熱態(tài)鋼渣和澆余鋼水的鋼包運至轉(zhuǎn)爐出鋼;

3)將鋼包運至LF精煉車間舉行鋼水精煉;

4)澆注鋼水可再次將熱態(tài)鋼渣和澆余鋼水倒入空鋼包內(nèi)，以備下一個循環(huán)使用。

LF精煉爐熱態(tài)鋼渣倒入空鋼包內(nèi)返回利用，鋼水的沖擊攪拌可使LF精煉爐鋼渣急速熔化，省去了精煉初期的化渣環(huán)節(jié)，裁減精煉處理的時間，為精煉創(chuàng)造了良好的條件。LF精煉爐鋼渣具有很強的恢復性，可有效防止鋼水的二次氧化，將其倒入空鋼包內(nèi)返回循環(huán)利用，可以裁減鋼包籠罩劑，降低了生產(chǎn)本金。

2.2.2LF精煉爐熱態(tài)鋼渣返回倒入精煉前鋼水由于LF精煉爐熱態(tài)鋼渣倒入空鋼包返回轉(zhuǎn)爐出鋼的周轉(zhuǎn)時間較長，余熱利用值大大降低，操作難度較大，因此國內(nèi)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中采用的較少。目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)多采用將LF精煉爐熱態(tài)鋼渣倒入下一爐精煉前鋼水，循環(huán)利用于LF精煉生產(chǎn)。該工藝流程如下:1)鋼水澆注完畢后，將鋼包內(nèi)的熱態(tài)鋼渣和澆余鋼水倒入下一爐精煉前的鋼水中;

2)運至LF精煉工位，舉行鋼水精煉;

3)澆注鋼水，可再將熱態(tài)鋼渣和澆余鋼水倒入下一爐鋼水中，舉行下一個循環(huán)流程。

該工藝可裁減LF精煉爐熱態(tài)鋼渣和澆余鋼水的周轉(zhuǎn)時間，預熱利用值更高，操作簡樸易行。通過以上工藝，LF精煉爐鋼渣循環(huán)利用，精煉最終排出的爐渣硫含量可達成1.2%以上，從精煉脫硫角度來看已作了充分利用，可考慮作為轉(zhuǎn)爐造渣料替代片面石灰回用或舉行加工處理調(diào)整成分后用于鐵水預處理脫硫，實現(xiàn)LF精煉爐鋼渣的梯級利用。國內(nèi)鋼鐵企業(yè)如唐鋼、馬鋼、杭鋼、安鋼等在煉鋼生產(chǎn)中采用了此工藝，將LF精煉爐熱態(tài)鋼渣在LF精煉生產(chǎn)環(huán)節(jié)循環(huán)利用2～3次，大大裁減了石灰、螢石等LF精煉造渣劑的消耗，減輕了電弧對鋼包的輻射，提高了鋼包壽命，降低了耐材消耗，回收了鋼包澆余鋼水，還可裁減鋼水溫降10～15℃［3］，噸鋼可節(jié)電5～7kW?h，噸鋼本金可降低15～20元，裁減LF精煉爐鋼渣排放量60%以上，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。2.2.3LF精煉爐熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用存在問題和解決措施根據(jù)相關資料和片面企業(yè)生產(chǎn)實踐，LF精煉爐熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用過程中，存在以下問題:1)精煉脫硫速度變慢隨著鋼渣循環(huán)次數(shù)增加，CaO含量逐步下降和Al2O3含量逐步升高，熱態(tài)鋼渣硫容量降低。當鋼渣循環(huán)利用超過2次時，渣量增大，進而影響吹氬攪拌效果，使得脫硫速度變慢。因此，在第1次循環(huán)利用時，應不補加或者少加渣料，第2次循環(huán)時，應裁減循環(huán)利用的熱態(tài)鋼渣量，并適量補加渣料，保持熱態(tài)鋼渣的硫容量。當循環(huán)利用達成3次后，鋼渣的硫容量降低，渣量增大，應將鋼渣倒入渣盆。

2)增碳困難由于熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用過程中，渣層較厚，影響吹氬攪拌效果，進而影響了鋼水增碳效果。為此，需要提高轉(zhuǎn)爐冶煉鋼種碳含量下限，減輕精煉增碳任務。此外，還應操縱回收鋼渣和澆余的量，制止展現(xiàn)渣層太厚，影響吹氬攪拌和增碳效果。

3)鋼渣循環(huán)利用對鋼水成分的影響為制止展現(xiàn)鋼水精煉后成分展現(xiàn)較大波動，熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用應在一致鋼種的爐次間舉行。不同鋼種爐次也可以循環(huán)利用，但熱態(tài)鋼渣的回收量應相應裁減