[发明专利]一种平炉末期钢渣的综合利用方法

说明书

本发明涉及一种平炉炼钢所产生的末期渣（出钢渣）的综合利用方法，进一步是指将所述末期渣制成一种铁水炉外预处理时使用的脱硫剂。

目前，国内外对平炉钢渣的利用仅仅局限于初期渣，主要用于建筑材料，道路工程、农业肥料以及返回高炉或烧结，而末期渣尚无有效的产用平衡新工艺，因而大部分末期渣未被利用而丢弃。以我国为例，末期渣年排出量约100万吨，不仅占用土地，污染环境，而且渣中约有10%的金属铁也随之丢弃，造成资源的浪费。

本发明的目的是提供一种平炉末期钢渣的综合利用方法，通过该方法将平炉末期渣制成一种供高炉铁水炉外脱硫使用的脱硫剂，同时能使渣中的金属铁大部分得以回收。

平炉末期渣的熔点高（大于1500℃）、粘度大（大于20泊），其主要成分为CaO，含量一般在35～45%，渣中还夹带有10%左右金属铁（以Fe的形式）。在现有的高炉铁水炉外脱硫工艺中，常采用石灰（CaO）作脱硫剂，CaO脱硫过程是阴极（还原）反应过程，铁水中的氧势比钢水中的氧势要低得多，这就从理论上说明了平炉末期渣具有铁水脱硫的条件和能力，但将平炉末期渣制备成脱硫剂主要还须解决下述问题：最大限度地利用渣中的CaO，并使之具有除硫的较大活性;以及渣的破碎、制粉容易;渣中的全部或大部分金属铁得到回收，否则含铁过高会对脱硫过程产生不良影响。

本发明的实施方案是：在排放平炉末期渣（渣温1690-1710℃）的同时，将备好的粒径小于20毫米的添加剂莹石（其中CaF₂含量大于90%）人工或机械均匀地随同溶渣一起投入渣罐中，借助熔渣的显热，将渣和莹石预熔成一种以平炉末期渣为主的低熔点、低粘度渣，莹石加入量为5-15%（预熔后渣中的重量%）。当加入莹石量为9.1%时，熔渣的熔点和粘度将分别由大于1500℃、大于20泊降低到1270℃和0.71泊。由于渣的熔点和粘度有了很大的降低，渣过热度又很大，因而渣中所含金属铁的90%以上都能富集于渣罐底部，形成明显两相。上述预熔渣经冷却、凝固后翻罐，便得到金属铁和脱硫剂半成品。或者，上述预熔渣经冷却后，先倾出上层液，再翻罐倒出底部富集的金属铁，二者凝固后便得到金属铁及脱硫剂半成品。金属铁经破碎，可送去炼钢，脱硫剂半成品经破碎后入球磨机磨制成粉（平均粒径85μ左右）即可作为高炉铁水炉外脱硫剂使用。

由于渣中主要脱硫成分CaO含量波动范围较大，影响脱硫效果的稳定，因此在向渣中添加莹石的同时，可视原渣中CaO含量酌情添加0-10%（预熔渣中的重量%）粒径小于20毫米的石灰石，以使预熔后渣中的CaO含量保持在37～45%范围内。加入的石灰石在高温下分解生成CaO及大量CO₂气体，新生的CaO脱硫活性大，且由于CO₂气体的逸出有一个搅拌作用，使渣中成分均匀。还可同时补加适量的废粘土砖，以使熔渣中Al₂O₃含量保持在3～8%，从而有利于脱硫过程。

此外，为削弱原渣中FeO对脱硫过程的不良影响，脱硫过程宜在还原气氛中进行，故在脱硫剂半成品经破碎后可加入0-5%（重量）的碳粉一起进行球磨。

上述过程所制得的粉状脱硫剂供喷吹脱硫使用时，粉剂需经磁选或筛选，以进一步去除其中残留的少量金属铁。

本发明的优点在于不仅可以全部利用平炉末期钢渣，回收渣中所含铁的90%以上，使原来的工业废渣资源化，变废为宝;同时本方法工艺简单，不需专门的设备，生产成本低廉，所生产的脱硫剂产品为粉状，便于运输和保管;而且脱硫剂的脱硫效果稳定，脱硫率能达石灰脱硫剂的较好水平，在脱硫过程为液-液反应，优于石灰及石灰基复合脱硫剂脱硫过程的固-液反应，脱硫渣呈液态，能自流，脱硫过程铁损少。因而，本发明具有很大的经济效益和社会效益。

实施例1

300吨可倾式平炉向10M³渣罐排放末期渣（渣温1690-1710℃）过程中，边排渣边用人工均匀加入粒度10-20毫米的莹石（CaF₂含量为90%）15%（预熔渣中含量），渣量为28吨，得到一种以平炉末期渣（罐上部）为主的预熔渣，金属铁富集于罐底部。将上述预熔渣冷却，凝固后翻罐，落锤破碎罐底部渣坨后，回收大块金属铁3吨。回收金属铁后的预熔渣经鄂式破碎机破碎，加入5%（重量）碳粉一起入球磨机进行球磨、筛分后得到小块金属2.50公斤及脱硫剂粉末（平均粒径85μ）待用。其主要成份为（重量）：CaO38.11%，CaF₂13.5%，C5%，Al₂O₃3.5%。

实施例2