一種液態(tài)鋼渣在線改性方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術領域，更具體地說，涉及一種利用鋼渣改質劑進行液態(tài) 鋼渣在線改性的方法。
【背景技術】
[0002] 鋼渣作為煉鋼的廢渣，一般為粗鋼產量的15%左右。近年來，隨著我國鋼鐵工業(yè)的 快速發(fā)展，鋼渣的堆積量逐年增長，不僅占用了大量的土地，也造成了嚴重的環(huán)境污染。鋼 渣一般情況下不能直接利用，目前普遍采用"穩(wěn)定化預處理-后續(xù)利用"的兩步法渣利用模 式。首先，在認知上，現(xiàn)有渣利用模式仍停留在通過"消化"解決其自由氧化鈣及硅酸三鈣 時效分相并伴隨結構破壞等問題上；其次，在處理模式上，盡管存在如熱悶、盤潑、滾筒、風 碎等多種手段，但上述手段幾乎無例外的以水作為"消化"介質。雖然如此可使鋼渣的礦物 組成與結構相對穩(wěn)定，但其利用非常有限，主要用于道路建設，或是磨細成鋼渣微粉配水泥 使用，無法大量在鋼鐵企業(yè)內部循環(huán)使用。且上述處理模式是將1600°c左右高溫的液態(tài)鋼 渣冷卻至250°C左右，可想而知其水資源消耗量非常之大。此外，使用熱悶、盤潑、滾筒、風碎 等工藝的設備資金投入也較大，能源消耗高。
[0003] 鋼渣蘊含大量熱能，是一種寶貴的次生資源。實現(xiàn)鋼渣在鋼鐵企業(yè)內部循環(huán)歷來 受到重視和普遍采用，積極開發(fā)和應用鋼渣內部循環(huán)技術，不僅有利于節(jié)能降耗和溫室氣 體減排，對提高轉爐渣內循環(huán)利用比例、有效回收轉爐渣中的Fe等有價值組分，具有重要 的意義，是鋼鐵企業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要課題之一。
[0004] 經檢索，中國專利號ZL200710202507. 5,授權公告日為2010年6月2日，發(fā)明創(chuàng)造 名稱為：多功能造渣材料輔料及其制備方法；該申請案的造渣材料輔料包括下述重量配比 的組分：轉爐鋼渣8. 0-9. 5份、添加劑0. 5-2. 0份；其中，所述添加劑含有下述重量百分比 的組分：Na2C035. 00 ~10. 00 %、FeO70. 00 ~80. 00 %、BaC0310 . 00 ~20. 00 %。該造渣材 料輔料即可以用于造渣，還可以作為化渣劑和脫磷劑使用，實現(xiàn)了轉爐鋼渣的循環(huán)利用。該 申請案主要通過在固態(tài)鋼渣中加入FeO,降低鋼渣的熔點，提高鋼渣的脫磷效果，但該申請 案沒有很好的利用鋼渣的熱量資源，且加入FeO使成本升高；此外，鋼渣的堿度不高，隨著 轉爐脫硅的進行，鋼渣堿度不斷減小，對轉爐脫磷效果產生很大影響，若是補加石灰，又會 造成成本增加，因此不便于推廣應用。
[0005] 中國專利號ZL 200910039604. 6,授權公告日為2011年4月27日，發(fā)明創(chuàng)造名稱 為：利用轉爐鋼渣的余熱對鋼渣進行活化改性的方法，該申請案將性能調節(jié)材料電爐還原 渣、煤渣及輔助材料按重量份數(shù)混合造粒；在鋼渣出爐前將干燥好的性能調節(jié)材料置放于 鋼渣包中或利用螺旋輸送機輸送到鋼渣包中；利用熔融鋼渣傾倒的沖擊力將性能調節(jié)材料 和鋼渣進行混合；將混合的性能調節(jié)材料和鋼渣在渣包中熱悶8~24小時；對重構后的鋼 漁采用P_式破碎機進行破碎，并進行磁選分離；最后粉磨至比表面積400~500m 2/kg，得到 活性鋼渣微粉。該申請案將性能調節(jié)材料投放到鋼渣包中與熔融鋼渣進行混合，利用熔融 鋼渣的余熱使得兩者在高溫下發(fā)生化學反應，提高了轉爐鋼渣的水化與膠凝活性。但該申 請案利用余熱對鋼渣進行活化改性的整個過程操作繁瑣，改性成本高，實用價值不高。

【發(fā)明內容】

[0006] 1.發(fā)明要解決的技術問題
[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的：1)鋼渣作為一種寶貴的資源，被大量堆 積未能得到有效利用；2)現(xiàn)有鋼渣處理手段水資源消耗量大，投入成本高且污染環(huán)境的缺 陷，提供了一種液態(tài)鋼渣在線改性方法；本發(fā)明未跟隨目前熱門的固態(tài)改質研發(fā)方向，直接 對熔融態(tài)鋼渣進行熱態(tài)改質，不僅充分利用了熔融態(tài)鋼渣的余熱，且由于本發(fā)明使用碳酸 鹽物質對鋼渣進行改性，符合鋼鐵冶金原理，能有效將碳酸鹽分解成氧化物使鋼渣得到改 性，且改性后高堿度鋼渣能夠大部分替代轉爐造渣劑，使鋼渣得到重復利用。
[0008] 2?技術方案
[0009] 為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為：
[0010] 本發(fā)明的一種液態(tài)鋼渣在線改性方法，其步驟為：
[0011] 步驟一、在轉爐、電爐、LF爐等冶金裝置出渣的同時，按照不同的目的加入鋼渣改 質劑，并將液態(tài)鋼渣和鋼渣改質劑在渣包中混合均勻，所述鋼渣改質劑為一種或多種碳酸 鹽物質，所述碳酸鹽物質為碳酸鹽化合物或碳酸鹽礦物；
[0012] 步驟二、冷卻步驟一所得混料，改性結束。
[0013] 更進一步地，步驟一所述的碳酸鹽化合物為CaMg(C03)2、CaC0 3、MgC03、FeC03中的 一種或多種；所述的碳酸鹽礦物為白云石、石灰石、菱鎂礦、菱鐵礦中的一種或多種。
[0014] 更進一步地，所述碳酸鹽礦物的粒度均小于50mm。
[0015] 更進一步地，步驟一所述液態(tài)鋼渣優(yōu)選低磷轉爐渣或精煉渣，所述的低磷轉爐渣 中磷的質量百分數(shù)低于2 %，使用低磷轉爐渣或精煉渣是為了降低鋼渣磷負荷，該液態(tài)鋼渣 的溫度不低于1350°C，此處設定主要是為了保證鋼渣的流動性。
[0016] 更進一步地，步驟一中鋼渣改質劑占總混料的質量百分比為5. 0%~40. 0%，低 于5%則不能充分發(fā)揮改質劑功效，高于40. 0%則易導致鋼渣的熱量不能將碳酸鹽完全分 解，造成改質劑的浪費，液態(tài)鋼渣和鋼渣改質劑同時加入渣包中，所述鋼渣改質劑與液態(tài)鋼 渣的加料速率之比等于鋼渣改質劑與液態(tài)鋼渣的質量之比，加料速度太慢會使鋼渣熱量被 浪費，加料過快易產生濺渣，導致生產事故。
[0017] 3?有益效果
[0018] 采用本發(fā)明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：
[0019] (1)本發(fā)明的一種液態(tài)鋼渣在線改性方法，將一種或多種碳酸鹽物質混合，作為改 質劑改性鋼渣，碳酸鹽物質能夠利用鋼渣余熱高效分解成氧化物，提高鋼渣的堿度，使鋼渣 改性，符合鋼鐵冶金的原理，改性后高堿度鋼渣能夠大部分替代轉爐造渣劑，使鋼渣得到重 復利用，具有循環(huán)利用的價值；
[0020] (2)本發(fā)明的一種液態(tài)鋼渣在線改性方法，其改質劑原料來源充足，采購成本低， 降低了鋼渣改性成本，便于推廣應用；
[0021] (3)本發(fā)明的一種液態(tài)鋼渣在線改性方法，整個改性過程沒有任何水的參與，大大 節(jié)約了水資源。
【具體實施方式】
[0022] 為進一步了解本發(fā)明的內容，下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0023] 實施例1
[0024] 本實施例的一種鋼渣改質劑，包括如下質量百分比的組分：白云石25%、石灰石 40%、菱鎂礦15%和菱鐵礦20%。所述的碳酸鹽礦物白云石、石灰石、菱鎂礦和菱鐵礦的粒 度均小于50mm，本實施例設定粒度小于50mm將有利于塊狀碳酸鹽礦物內部受熱分解。本實 施例中白云石、石灰石、菱鎂礦用于調節(jié)液態(tài)鋼渣的堿度和氧化鎂含量，菱鐵礦則用于調節(jié) 液態(tài)鋼渣的熔點，其具體改質原理將在下文描述。本實施例的鋼渣改質劑，原料來源充足， 采購成本低，降低了鋼渣改性成本，便于推廣應用。
[0025] 本實施例利用鋼渣改質劑對液態(tài)鋼渣進行改性的具體過程為：
[0026] 選取粒度小于50mm的白云石、石灰石、菱鐵礦和菱鎂礦，白云石、石灰石、菱鐵礦 和菱鎂礦的質量百分比為25% :40 % : 15 % :20%，并進行干燥混勻。申請人指出，本實施例 選取粒度小于50mm的碳酸鹽礦物，是其在實際實踐中多次嘗試總結出來的。由于白云石、 石灰石、菱鐵礦和菱鎂礦是以固態(tài)形式與液態(tài)鋼渣混合。投入的礦物塊體積過大，勢必會影 響其內部受熱分解，這個原理冶金領域的人員都了解。也正是從這個角度出發(fā)，申請人不斷 嘗試，力求找到一個理想值，最終確定了 50mm這個點。碳酸鹽礦物的粒度小于50mm，