[发明专利]一种高炉用后炮泥的无害化利用工艺

说明书

技术领域

本发明涉及炼铁以后炮泥的无害化处理工艺，采用高炉用后的废弃炮泥对于高温高碱度的转炉液态钢渣改质处理，回收钢渣中间的金属铁，实现废弃炮泥和钢渣资源的最优化利用，效果显著。

背景技术

炮泥是炼铁高炉用于堵塞铁口的原料，由泥炮通过压力挤入铁口内，故称炮泥。高炉炮泥是用来封堵炼铁高炉出铁口的耐火材料，目前可分为有水炮泥和无水炮泥两大类，前者用在顶压较低，强化冶炼程度不高的中，小型高炉，后者在顶压较高，强化冶炼程度高的大中型高炉上,但是炮泥的组成大部分可分为两部分：耐火骨料和结合剂。耐火骨料指刚玉、莫来石、焦宝石等耐火原料和焦炭、云母等改性材料。结合剂为水或焦油沥青和酚醛树脂等有机材料，还掺加SiC，Si₃N₄，膨胀剂和外加剂等。骨料按一定的粒度及重量组成基质，在结合剂的调和下使之具有一定的可塑性，从而可以通过泥炮打入铁口堵住铁水，高炉炮泥的化学成分的质量百分数见下表。

炮泥在使用一定的周期以后，少部分能够回用，但是绝大部分由于在使用过程中，渗入铁渣等异物，限制了其做为耐火材料再生料利用的可能性，一般作为废弃物外排处理，由于这种废弃物含有石墨碳，属于对环境危害严重的废弃物。查阅文献(1)梁义兵、冯云康、梁向荣等人在2008年耐火材料学术交流论文会议上交流的论文“大型高炉炮泥的研制与使用”一文中间，没有提及用后废弃炮泥的处理方法；(2)张金艳、范咏莲、赵军等人在第十四届晋、鲁、豫、冀、京、辽六省(市)金属(冶金)学会耐火材料学术交流会论文集上发表的论文“废弃镁铝质耐火材料在炮泥中的应用研究”一文中间也没有提及废弃炮泥的回收利用的内容表述；(3)徐国涛、李淑忠、熊亚非等人在“全国能源与热工2010学术年会”上发表的论文“高强度环保炮泥的研制及在新开高炉的应用”(4)姚金甫、崔维平等人在2010年第三期的“耐火材料”杂志上发表的论文“钢铁企业用后耐火材料的再生利用”同样也没有提及高炉废弃炮泥的处理回收工艺。查阅以上的文献可知，目前还没有一种全量处理高炉炮泥的工艺方法。

本发明以转炉液态钢渣改质重构原理为基础，结合机械力化学原理，将高炉用后的炮泥粉碎后，作为转炉液态钢渣改质剂在倒渣过程中加入使用，利用废弃炮泥中间的石墨碳还原转炉液态钢渣中间的氧化铁，使之成为铁珠沉降在渣罐底部，炮泥中间的SiO₂和Al₂O₃与转炉钢渣中间的游离氧化钙反应，降低转炉钢渣中间的游离氧化钙，使转炉钢渣可以直接应用于路桥建设行业和建材行业。

发明内容

本发明的目的在于：通过雷蒙磨，将废弃的高炉炮泥磨碎到1mm以下，在转炉出渣过程中随渣流加入，使之与转炉钢渣中间的氧化铁和游离氧化钙反应，成为硅酸盐和铝酸盐，成为建材原料加以回收利用。

本发明的目的是这样实现的：一种高炉用后炮泥的无害化利用工艺，配备有3×2500m³高炉和3×120吨转炉实施；

1)采用GYP-300小型惯性圆锥破碎机,将废弃的炮泥破碎成1mm以下的粉末颗粒,备用；

2)在转炉的出渣位增加一料仓，料仓底部使用φ100mm的钢制溜管，溜管下口对准渣罐内部，将废弃炮泥的粉末装入料仓；

3)转炉使用11m³的渣罐,出渣温度1650-1720℃,在转炉出渣时，打开料仓底部的阀门，将炮泥粉末随着渣流均匀加入渣罐，加入量为转炉液态钢渣渣量的5％，出渣完毕,关闭阀门，将钢渣进行热闷渣、滚筒渣或者风淬渣处理即可。

本发明的技术原理：由于废弃炮泥的耐火度在1650℃，转炉液态钢渣的温度在1650-1720℃，钢渣的改质成渣反应需要必要的热力学条件和动力学条件，直接将块状的废弃高炉炮泥加入转炉的液态钢渣中间，难以与转炉的液态钢渣全量反应。依据机械力化学反应原理，将废弃的高炉炮泥破碎成为1mm以下的颗粒，炮泥的晶粒就会产生畸变，晶格能的变化，使之1mm左右的颗粒能够在转炉液态钢渣的温度条件下发生反应，能够满足反应的热力学条件，反应过程中产生的CO气泡起到在上浮排出渣液的过程中，起到搅拌渣液的作用，为反应提供了必要的动力学条件，实现改质反应的全量进行。

其中的反应方程式如下：

FeO+C→Fe+CO↑