專利名稱：一種用廢棄料和鋼渣制備鎂球用于煉鋼的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼連鑄機使用的中間包廢棄涂料、轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼渣磁選后尾渣的回收利用，將其添加部分的粘結(jié)劑，制成鎂球，替代與減少白云石的使用量，改善工業(yè)垃圾對煉鋼廠的環(huán)境污染。
背景技術(shù)：
連鑄機中間包使用的鎂鈣質(zhì)涂料，其主成分為氧化鎂，其在中間包涂料中間的質(zhì)量百分數(shù)在75%以上，按照材質(zhì)主要分為鎂鈣質(zhì)、鎂鋁質(zhì)、干式料三大類；不論哪一種中間包涂料，使用前采用濕法攪拌成為泥團狀，或者采用粘結(jié)劑，在中間包內(nèi)壁上涂抹成型，然后烘烤作為耐材使用。連鑄機在作業(yè)過程中，中間包涂料有一部分在鋼水的物理沖刷作用下進入鋼液，成為夾雜物上浮于中間包表面的渣層內(nèi)，或者沿著中間包涂料中間的孔隙進入中間包涂料內(nèi)，或者留在鋼液內(nèi)，這一部分占中間包涂料的三分之一，其余三分之二的涂料隨著中間包一個澆次的結(jié)束被傾翻到中間包翻包區(qū)，成為一種煉鋼的廢棄物。由于這種廢棄物，在翻包使用過程中，中間包覆蓋劑渣中含有Al、K、Na離子的氧化物混入其中，由于含有了 Al、K、Na離子，將會降低這種廢棄物的熔點，所以中間包廢棄的涂料難以作為耐火材料循環(huán)使用。目前國內(nèi)鋼廠的做法是將其作為工業(yè)垃圾排放，這種垃圾中有價值的電熔鎂砂沒有得到有效的利用，對于中國的鎂質(zhì)資源都是一種嚴重的損害。
此外，煉鋼過程中產(chǎn)生的氧化性鋼渣，在經(jīng)過熱潑、滾筒渣、風淬、熱悶、淺盤法等工藝處理以后，利用磁選工藝，選出其中含鐵的原料返回煉鋼、燒結(jié)、煉鐵等工序使用以后， 還有部分的含TFe在4-8%的尾渣，用于其它的用途，還有一部分廢棄，沒有全量的利用，附加值很低。另外一方面，轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，為了造渣的需要和保護爐襯，加入白云石、輕燒白云石、鎂鈣石灰以及其他含有氧化鎂的原料，其一是為了增加渣中氧化鎂的含量，有助于石灰的溶解，有利于早期成渣參與脫碳、脫磷的反應(yīng)；其二是為了增加爐渣的粘度，減少爐渣對于爐襯的物理沖刷侵蝕。理想的渣中氧化鎂的含量在8 14%。使用輕燒白云石或鎂鈣石灰，用量較大，造成化渣的時間長，加料操作時間長，渣中氧化鎂含量不穩(wěn)定，成渣速度慢，渣量較大等缺陷，
檢索文獻 披露(I)吳武華、薛文東、高長賀等連鑄中間包工作襯的歷史及其最新研究進展材料導報2006 (20卷)該文獻披露了連鑄機中間包使用的涂料向更高氧化鎂含量的干濕料方向發(fā)展，文章沒有提及中間包涂料使用以后如何有效利用的問題.(2)王愛東、趙建平鎂質(zhì)干式料在薄板坯連鑄中間包上的應(yīng)用耐火材料2004 (4)該文獻闡述了連鑄機中間包涂料向干式料發(fā)展的工藝方向，是煉鋼技術(shù)進步的一個趨勢，同樣也沒有提及中間包涂料使用以后，如何處理.(3)朱新華，馮聚和，李玲珍濺渣護爐技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用河北理工學院學報2006 (4)該文獻介紹了轉(zhuǎn)爐濺渣護爐工藝的特點，以及為了實現(xiàn)這一工藝目的，轉(zhuǎn)爐冶煉過程中普遍使用輕燒白云石、鎂鈣石灰、白云石壓塊等含氧化鎂的渣料、沒有提及使用連鑄機中間包廢棄涂料作為增加渣中氧化鎂含量的材料.由以上文獻可知，目前還沒有在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，系統(tǒng)而有效的利用廢棄中間包涂料的方法。
本發(fā)明將轉(zhuǎn)爐吹煉過程中渣中需求的氧化鎂，全部或者大部分由氧化鎂含量較高的廢棄中間包涂料和氧化鎂含量較低的轉(zhuǎn)爐煉鋼尾渣結(jié)合制備的鎂球提供，全量或者部分替代傳統(tǒng)煉鋼工藝使用的白云石，有利于減少轉(zhuǎn)爐冶煉過程中產(chǎn)生的渣量，這一點對于轉(zhuǎn)爐煉鋼來說是大有裨益的。由氧化鎂含量較高的廢棄中間包涂料和氧化鎂含量較低的轉(zhuǎn)爐煉鋼尾渣結(jié)合制備的鎂球，含有硅酸二鈣等成分，是轉(zhuǎn)爐基礎(chǔ)渣的主要成分，能夠幫助轉(zhuǎn)爐冶煉過程中迅速成渣，縮短成渣時間，優(yōu)化轉(zhuǎn)爐的吹煉過程。轉(zhuǎn)爐煉鋼廠產(chǎn)生的中間包廢棄涂料和煉鋼尾渣得到了最大限度的資源化循環(huán)使用，最大限度的提高了它們循環(huán)利用的附加值，減少了煉鋼廠對于白云石的需求量，節(jié)約了資源。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用中間包廢棄涂料含有較高的氧化鎂的特點，結(jié)合煉鋼尾渣含有硅酸二鈣的有利成分，添加硅酸鹽水泥為粘結(jié)劑，使之造球，應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼，實現(xiàn)煉鋼廢棄物的循環(huán)利用，達到節(jié)能減排的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種用廢棄料和鋼渣制備鎂球用于煉鋼的工藝，分步驟實施；
步驟I鎂球制備
將中間包廢棄涂料/煉鋼尾渣/硅酸鹽水泥按質(zhì)量比1. 26-1.8:1:0.1混勻，然后加水拌合，其加水量為110-200kg/噸；拌合均勻后采用鋼渣粉壓球機壓制成球，其粒徑為10-30_，再經(jīng)烘干機烘干備用；其中廢棄涂料需先破碎再使用，其粒徑為3-5_;
步驟2鎂球投加
方案I在120噸轉(zhuǎn)爐煉鋼開吹前30s，將石灰、鎂球依次加入，石灰加入量為 2. 8-4. O噸，鎂球加入量為2. 0-2. 5噸，其中鎂球的加入量占鎂球總量的55%，剩余的45% 在第二批渣料中投加；鎂球投加完畢，轉(zhuǎn)爐按常規(guī)的冶煉程序操作即可；
方案2在120噸轉(zhuǎn)爐煉鋼開吹前30s，將鎂球和白云石混合加入，其鎂球與白云石投加質(zhì)量比為1.5:1 ;鎂球投加完畢，轉(zhuǎn)爐按常規(guī)的冶煉程序操作即可。
本發(fā)明的技術(shù)原理利用中間包廢棄涂料與煉鋼尾渣和硅酸鹽水泥造鎂球，在轉(zhuǎn)爐開吹的同時加入，隨著熔池的溫度升高，鎂球中間的低熔點巖相物質(zhì)很快熔化，鎂球中間的氧化鎂參與成渣反應(yīng)，能夠生成對于冶煉有利的鈣鎂橄欖石等物質(zhì)，并且鎂球中間的硅酸二鈣和硅酸三鈣可以直接與脫磷的產(chǎn)物快速結(jié)合為磷酸三鈣和磷酸四鈣，所以加入鎂球以后，轉(zhuǎn)爐初渣的成渣速度比加入白云石相比快I 3min，脫磷效果優(yōu)于傳統(tǒng)的使用白云石造渣的脫磷效果；隨著冶煉的進行，以及石灰渣料的陸續(xù)加入，渣中MgO含量達到飽和狀態(tài)，吹煉進行到終點時，爐渣堿度超過3. O以后，MgO在渣中的溶解度下降到8%，當渣中 MgO含量超過其溶解度時，有部分溶解的MgO以結(jié)晶態(tài)析出，這樣能夠最大限度的滿足轉(zhuǎn)爐脫碳脫磷與保護爐襯，實現(xiàn)冶煉結(jié)束以后濺渣護爐工藝 的展開，使用量低于使用白云石的量，還能夠提高廢鋼加入的比例。
本發(fā)明基于以上的特點，從連鑄機中間包廢棄涂料和煉鋼尾渣的成分和組織結(jié)構(gòu)的特點入手，將二者添加部分對于轉(zhuǎn)爐煉鋼沒有明顯負面影響的硅酸鹽水泥，其主成分中間硅酸二鈣，硅酸三鈣，鋁酸三鈣的總含量大于92%，壓制成為球狀的煉鋼原料，用于轉(zhuǎn)爐煉鋼使用，效果極佳；本工藝不僅能夠消化煉鋼廠產(chǎn)生的工業(yè)廢物，還能夠優(yōu)化冶煉的工藝，體現(xiàn)出極好的循環(huán)經(jīng)濟實例，彰顯技術(shù)進步。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對發(fā)明作進一步說明。
實施例
以一座3 X 120噸轉(zhuǎn)爐為例
轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼500萬噸，使用鎂鈣質(zhì)中間包涂料，噸鋼2kg，有1. 2kg隨著中間包的翻包作業(yè)脫落到翻包區(qū)域，具體操作如下.
I)中間包翻包以后，將鑄余鋼塊使用行車或者吊車拉走，剩余的中間包涂料，挑揀出其中的雜物以后，使用徐工集團的ZL50G輪式裝載機將其裝入卡車，拉運到造球生產(chǎn)區(qū)域待用；
2)轉(zhuǎn)爐的氧化鋼渣經(jīng)過熱悶渣工藝，磁選完含鐵金屬料以后剩余的尾渣，將尾渣拉運到造球生產(chǎn)區(qū)域待用；
3)采購部分的硅酸鹽水泥，拉運到造球生產(chǎn)區(qū)域待用；
4)將以上原料按照中間包廢棄涂料/煉鋼的尾渣/硅酸鹽水泥按照質(zhì)量比 1.6:1:0.1的比例混勻，然后加水拌合，使用鋼渣粉壓球機或者耐火材料壓球機壓制成 20mm的球體，烘干后待用；
5)將制好的鎂球拉運到轉(zhuǎn)爐煉鋼廠副原料區(qū)域，使用皮帶機將鎂球運輸?shù)睫D(zhuǎn)爐冶煉使用的高位料倉待用；
6)轉(zhuǎn)爐使用含MgO為31%的白云石每爐加入3. 5噸，換算的鎂球加入量為每爐2.1 噸，在不使用白云石，每爐加入鎂球2.1噸即可，或者加入混合的鎂球和白云石，其加入比為1. 5:1，其中石灰中CaO含量>90% ;然后加水拌合，其加水量為200kg/噸，使用鋼渣粉壓球機壓制成20_的球體，經(jīng)烘干機烘干，其中先將廢棄涂料破碎，粒徑在4_使用；
7)在120噸轉(zhuǎn)爐開吹前30s,加入第一批石灰和鎂球,第一批鎂球的加入量占總鎂球量的55%，剩余的45%在第二批渣料中投加，轉(zhuǎn)爐石灰加入量為4. O噸，鎂球加入量為2. 5 噸，投加鎂球完畢，轉(zhuǎn)爐按照正常的冶煉程序進行冶煉即可。
采用本工藝制備的鎂球，經(jīng)驗證其成分質(zhì)量百分比為CaO彡40% ；Si02 ( 5. 7% ； MgO ≥50% ；S≤ O. 085% ；P ( O. 14% ;水分≤ 2. 0%。
本工藝選用的鋼渣粉壓球機由鄭州市科華電器設(shè)備有限公司生產(chǎn)，型號為 KY-20A ;鋼渣粉壓球機由河南紅星機器有限公司生產(chǎn)，型號為Y160M-R3。
權(quán)利要求
1.一種用廢棄料和鋼渣制備鎂球用于煉鋼的工藝，其特征在于分步驟實施； 步驟I鎂球制備 將中間包廢棄涂料/煉鋼尾渣/硅酸鹽水泥按質(zhì)量比1.26-1.8:1:0.1混勻，然后加水拌合，其加水量為110-200kg/噸；拌合均勻后采用鋼渣粉壓球機壓制成球，其粒徑為10-30mm,再經(jīng)烘干機烘干備用；其中廢棄涂料需先破碎再使用，其粒徑為3_5mm ; 步驟2鎂球投加 方案I在120噸轉(zhuǎn)爐煉鋼開吹前30s，將石灰、鎂球依次加入，石灰加入量為2. 8-4. O噸，鎂球加入量為2. 0-2. 5噸，其中鎂球的加入量占鎂球總量的55%，剩余的45%在第二批渣料中投加；鎂球投加完畢，轉(zhuǎn)爐按常規(guī)的冶煉程序操作即可； 方案2在120噸轉(zhuǎn)爐煉鋼開吹前30s，將鎂球和白云石混合加入，其鎂球與白云石投加質(zhì)量比為1.5:1 ;鎂球投加完畢，轉(zhuǎn)爐按常規(guī)的冶煉程序操作即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于轉(zhuǎn)爐使用含MgO31%的白云石和含Ca0>90%的石灰。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種用廢棄料和鋼渣制備鎂球用于煉鋼的工藝，步驟1將原料中間包廢棄涂料/煉鋼的尾渣/硅酸鹽水泥質(zhì)量比1.26-1.8:1:0.1混勻，加水110-200kg/噸拌合，采用鋼渣粉壓球機壓制成10-30mm的球，經(jīng)烘干機烘干備用；其中廢棄涂料破碎粒徑為3-5mm；步驟2在120噸轉(zhuǎn)爐煉鋼開吹前30s，將石灰、鎂球依次加入，石灰加入量為2.8-4.0噸，鎂球加入量為2.0-2.5噸，其中鎂球的加入量占鎂球總量的55%，剩余的45%在第二批渣料中投加；或者在120噸轉(zhuǎn)爐煉鋼開吹前30s，將鎂球和白云石混合加入，其鎂球與白云石投加質(zhì)量比為1.5:1；投加鎂球完畢，轉(zhuǎn)爐按照常規(guī)的冶煉程序操作即可。
文檔編號C21C5/28GK103031400SQ20121035882
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者俞海明, 王瑞利, 段建勇, 徐濤, 黃星武, 王晟安, 周蘭新, 陳躍軍, 王偉, 胡永勝, 姜新平, 戴達奎, 王洪林, 徐江, 馬輝, 杜嘉倫, 陳婷, 劉光宇 申請人:新疆八一鋼鐵股份有限公司