[发明专利]转炉钢渣压蒸处理改性工艺及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，具体公开了一种改进的转炉钢渣处理工艺。

背景技术

转炉炼钢过程中为了造渣往往需要添加一定量的生石灰来调节钢渣碱度，这样转炉滚筒钢渣中就会存在一定量的生石灰。在钢渣作为建筑材料时这些生石灰会导致其游离氧化钙(f-CaO)含量超标，给钢渣的资源化利用带来了极大的困难。

钢渣处理工艺一般从钢渣综合利用途径、节能和环境保护、投资几方面综合考虑，在满足炼钢工艺顺利进行下，结合考虑液态钢渣的粒度和流动性，选择相对合理的处理工艺，达到渣铁有效分离，保持钢渣活性，降低钢渣的不稳定性，处理后的钢渣再进行综合利用。目前国内外钢渣处理普遍采用热闷、热泼、盘法、水淬、风淬、粉化、滚筒法等湿法工艺，这些工艺均未从根本上解决钢渣稳定性问题。

在国内，武汉钢铁(集团)公司徐国涛提出将干燥的钢渣加入到液态高炉渣中,冷却后得到水渣，在高温下与高炉渣反应,消解掉炼钢用石灰或白云石的残余氧化钙,与酸性高炉渣形成硅酸钙或硅酸二钙,消解游离CaO,让钢渣反应后成为水渣,水渣经水淬处理工艺后,可成为水泥工业所需要的材料。

首钢针对现有钢渣处理技术存在的问题，从液态钢渣源头出发，对钢渣余热回收、快速稳定化处理、金属与尾渣分离以及尾渣深加工利用进行了深入研究，形成了一套具有自主知识产权的全流程钢渣处理及综合利用技术。

宝钢目前采用的钢渣处理工艺主要有热泼、格栅、滚筒法等，以上方法处理的钢渣都可降低游离氧化钙的含量，保持钢渣一定的稳定性。其中滚筒法处理的钢渣颗粒均匀、粒径小、游离氧化钙含量低、钢渣稳定性较好，但大部分钢渣游离氧化钙含量超过了综合利用的技术指标。

京冶推广的此工艺的原理是利用200-1500℃的钢渣倾翻在热闷装置中,盖上装置盖,喷水产生饱和蒸汽,利用水汽与钢渣中的游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-MgO)反应产生的体积膨胀应力,使钢渣冷却、龟裂,钢渣进而粉化，该技术理论上可以解决钢渣中f-CaO、f-MgO造成的钢渣稳定性差的问题，但实际上存在占地面积大、工艺不稳定、维保费用高等问题，单靠热焖工艺无法保证钢渣完全稳定化，需要后续配套压力设备进行二次压蒸才能作为综合利用原料使用。

目前技术存在的问题：

1）现有钢渣处理技术对钢渣不安定因素消解虽有一定效果，但均不彻底，用于建材制品存在较大的安全隐患；

2）钢渣的不稳定，造成很多绿色建材领域不能使用，附加值很低，且现有游离氧化钙检测方法无法分开Ca(OH)2和CaO，故无法依据该方法判定钢渣的稳定性情况。

3）渣处理后钢渣仍有80-200摄氏度的余温，没有合适回收利用途径，浪费能源。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种改进的转炉钢渣处理工艺，采用压蒸处理的方法，进一步消解粒化处理后钢渣中的f-CaO和f-MgO，降低不稳定的f-CaO和f-MgO的含量，提高转炉钢渣稳定性，从而使转炉钢渣可以安全可靠的用于建筑建材行业，提高钢渣的附加值和利用途径。

本发明公开了一种提高钢渣稳定性的方法，为利用液态钢渣粒化处理后的余热对粒化处理后的钢渣进行保温，并在保温过程中加压，对粒化后的钢渣进行压蒸处理。

较优的，所述粒化处理选自水淬法、风淬法、滚筒法、热泼法、粒化轮法或盘泼水冷法。

所述压蒸为在温度大于100℃的饱和水蒸气下的处理工艺。较优的，所述压蒸处理的条件为：压力1.2～2.0MPa，温度150～250℃，持续压蒸1～3小时。

更优的，所述压蒸处理的条件为：压力1.2～1.8MPa，温度150～250℃，持续压蒸1～3小时。

最优的，所述压蒸处理的条件为：压力1.2MPa，温度250℃，持续压蒸3小时。

较优的，所述压蒸处理时钢渣的粒径小于等于50mm。

更优的，所述压蒸处理时钢渣的粒径小于等于25mm。

本发明还公开了一种转炉钢渣改性处理工艺，包括如下步骤：

1）钢渣预处理：对液态钢渣进行粒化处理、初选铁，获得预处理钢渣；

2）钢渣加工：利用粒化处理的余热对步骤1）制得的预处理钢渣进行保温，并在保温过程中加压，对预处理钢渣进行压蒸处理，获得改性钢渣；

3）改性钢渣的后续处理。

较优的，步骤1）所述粒化处理选自水淬法、风淬法、滚筒法、热泼法、粒化轮法或盘泼水冷法。

较优的，步骤1）预处理钢渣的粒径小于等于50mm。