馬利科 趙鴻波 賈麗春 杜秀川 高鴻君
(本鋼技術(shù)研究院 遼寧 本溪 117021)
摘要：闡述了對(duì)固態(tài)LF爐精煉渣進(jìn)行處理，通過整粒，作為精煉返回渣回用到LF爐生產(chǎn)中，加速化渣，節(jié)省活性灰使用量的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)表明：配加LF精煉返回渣作為預(yù)熔劑的再利用試驗(yàn)取得了有利于化渣，節(jié)省材料消耗、促進(jìn)生產(chǎn)，平均每爐配加262kg/爐精煉返回渣制品，可以節(jié)省活性灰216kg/爐；鋁粒41kg/爐的效果。
關(guān)鍵詞：LF爐精煉渣；再利用；活性灰
本鋼每年約有6萬多噸的LF爐的精煉渣，約有近萬噸的高堿度的白渣，沒有得到很好的利用，全部當(dāng)作普通的鋼渣處理，回收再利用了其中的鐵，其中含有的大量的氧化鈣和氧化鋁的沒有發(fā)揮作用，唐鋼等利用液態(tài)的LF爐的精煉渣回爐冶煉三次后再作為普通渣處理［１~4］充分再利用了渣中各種有益成分，本鋼由于現(xiàn)場的配套設(shè)備能力不足無法實(shí)現(xiàn)液態(tài)精煉渣再利用，因此有必要對(duì)固態(tài)LF爐的精煉渣進(jìn)行處理，進(jìn)行整粒，再作為精煉返回渣回用到LF爐中，節(jié)省活性灰使用量、縮短LF爐冶煉周期的研究。通過配加LF爐的精煉返回渣作為預(yù)熔劑試驗(yàn)得出了有利于化渣，節(jié)省材料消耗、促進(jìn)生產(chǎn)，平均每爐配加262kg/爐精煉返回渣，可以節(jié)省活性灰216kg/爐，鋁粒41kg/爐的效果。
1 本鋼LF爐精煉渣中可再利用成份含量的分析檢驗(yàn)
本鋼LF爐的高堿度薄板及管線鋼LF爐精煉渣中含有50%的氧化鈣和30%多的三氧化二鋁，約有80%以上可利用的有益成分，可以對(duì)固態(tài)的LF爐精煉渣進(jìn)行破碎篩分，對(duì)于符合使用條件的5～50mm粒級(jí)的部分進(jìn)行直接再利用，就可以在LF爐中使用，加快造渣速度，節(jié)省活性灰和鋁粒使用量［5、6］具有完全的可行性。
1.1 對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場精煉渣進(jìn)行了的分析檢驗(yàn)
對(duì)精煉渣進(jìn)行了跟蹤，并分不同時(shí)段進(jìn)行了分析，其中兩次的成份分析見表1與表2。
表1 精煉渣成份分析
Table 1 Analysis of the composition of refined slag
|
編號(hào) |
質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/% |
||||||
|
CaO |
Al2O3 |
SiO2 |
MgO |
FeO |
P2O5 |
S |
|
|
1 |
53.00 |
19.84 |
9.63 |
11.87 |
1.030 |
<0.01 |
1.100 |
|
2 |
55.0 |
30.95 |
5.69 |
3.25 |
1.287 |
<0.01 |
1.170 |
|
3 |
56.00 |
30.10 |
7.37 |
3.49 |
1.373 |
<0.01 |
0.936 |
|
4 |
52.00 |
21.03 |
9.41 |
10.81 |
1.802 |
<0.01 |
1.160 |
|
5 |
55.00 |
28.76 |
7.90 |
5.32 |
1.030 |
<0.01 |
0.998 |
|
6 |
50.00 |
31.70 |
6.44 |
5.74 |
1.716 |
<0.01 |
1.130 |
|
7 |
51.00 |
32.22 |
6.43 |
6.22 |
0.944 |
<0.01 |
1.190 |
|
平均 |
53.144 |
27.8 |
7.55 |
6.67 |
1.31 |
<0.01 |
1.097 |
表2 吹氬前后精煉渣成份分析
Table2 Analysis on the composition of refining slag before and after blowing argon
|
編號(hào) |
狀態(tài) |
質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/% |
||||||
|
CaO |
Al2O3 |
SiO2 |
MgO |
TFe |
P2O5 |
S |
||
|
1 |
Ar前 |
43.35 |
33.07 |
12.02 |
4.84 |
3.829 |
0.092 |
0.0760 |
|
2 |
Ar后 |
51.50 |
34.47 |
6.67 |
6.42 |
0.803 |
<0.01 |
0.450 |
|
3 |
Ar前 |
39.14 |
22.71 |
14.33 |
6.72 |
6.242 |
0.372 |
0.393 |
|
4 |
Ar后 |
46.38 |
37.00 |
6.09 |
7.04 |
1.704 |
0.011 |
0.858 |
|
5 |
Ar前 |
58.96 |
23.07 |
8.49 |
5.82 |
1.937 |
<0.01 |
0.335 |
|
6 |
Ar后 |
55.00 |
30.96 |
6.38 |
5.37 |
0.919 |
<0.01 |
0.536 |
|
平均 |
Ar前 |
47.15 |
26.28 |
11.61 |
5.79 |
4.00 |
0.232 |
0.268 |
|
Ar后 |
50.96 |
34.143 |
6.38 |
6.277 |
1.142 |
0.011 |
0.6147 |
|
由表1、2可見，渣中含有50%氧化鈣20~30%的三氧化二鋁可以得到再利用。可再利用的LF爐精煉渣初步分析為冶煉薄板、方坯、管線鋼產(chǎn)生的LF爐高堿度精煉渣。
1.2 對(duì)精煉渣處理工藝的試驗(yàn)
對(duì)熱態(tài)精煉渣進(jìn)行冷卻有打水冷卻和自然冷卻兩種方式，對(duì)比的結(jié)果是：采用冷卻過程中打水會(huì)造成精煉渣大量變成粉末，含有大量的水，不能再利用，所以不能采用打水冷卻的方式，必須采用自然冷卻的方式進(jìn)行冷卻，冷卻時(shí)間需要三天到四天，然后才能進(jìn)行破碎處理，通過鄂式破碎和震動(dòng)篩的篩分，選出粒度（5~25mm）適合作為LF爐精煉返回渣使用，對(duì)處理合格的LF爐精煉返回渣隨機(jī)取樣的分析結(jié)果見表3所示。
表3 LF爐精煉返回渣成份
Table 3 Composition of Returned Slag in LF Furnace Refining
|
試樣名稱 |
編號(hào) |
質(zhì)量百分?jǐn)?shù)/% |
||||||
|
CaO |
Al2O3 |
SiO2 |
MgO |
TFe |
P |
S |
||
|
精煉返回渣 |
1 |
43.36 |
39.00 |
6.625 |
6.937 |
1.935 |
≦0.01 |
0.142 |
|
精煉返回渣 |
2 |
42.88 |
40.23 |
6.805 |
6.990 |
1.980 |
≦0.01 |
0.160 |
|
精煉返回渣 |
3 |
41.67 |
40.10 |
6.627 |
6.920 |
2.074 |
≦0.01 |
0.122 |
|
精煉返回渣 |
4 |
40.29 |
40.15 |
6.492 |
6.929 |
2.473 |
≦0.01 |
0.0398 |
|
平均 |
42.05 |
39.87 |
6.637 |
6.944 |
2.115 |
≦0.01 |
0.1159 |
|
回收利用的LF爐精煉渣必須防水操作，防止水份過大，造成對(duì)煉鋼的危害，必須對(duì)加工與存儲(chǔ)過程進(jìn)行防雨處理，所以需要對(duì)加工LF爐精煉返回渣的地方建立個(gè)廠棚，選擇一個(gè)靠墻的地方建設(shè)了約250m2的加工與存儲(chǔ)廠棚。
1.3 對(duì)可利用精煉渣的分析統(tǒng)計(jì)
經(jīng)過初步統(tǒng)計(jì)分析有1萬t的冶煉薄板產(chǎn)生的LF爐高堿度精煉渣便于集中分別管理，可以用于回收再利用。
2 生產(chǎn)試驗(yàn)
通過自然冷卻，破碎，準(zhǔn)備了近7t的LF爐精煉返回渣的再利用試驗(yàn)用料，并進(jìn)行了初步生產(chǎn)試驗(yàn)，最后在兩個(gè)白天進(jìn)行了9組冶煉Q235鋼的試驗(yàn)，沒有發(fā)現(xiàn)不良影響，試驗(yàn)消耗精煉返回渣與節(jié)省活性灰與鋁粒的情況見表4所示。
表4 LF爐精煉返回渣再利用使用試驗(yàn)情況
Table4 Utilization Test of Refining Return Slag in LF Furnace
|
序號(hào) |
鋼包S /% |
成品S /% |
脫硫率 /% |
活性灰用量 /kg/爐 |
鋁粒用量 /kg/爐 |
精煉返回渣用量 /kg/爐 |
|
1 |
0.0144 |
0.007 |
51.39 |
575 |
33 |
294 |
|
2 |
0.0204 |
0.01 |
50.98 |
530 |
33 |
274 |
|
3 |
0.0090 |
0.004 |
55.56 |
484 |
38 |
294 |
|
4 |
0.0082 |
0.002 |
75.61 |
482 |
40 |
293 |
|
5 |
0.0151 |
0.011 |
27.15 |
491 |
43 |
288 |
|
6 |
0.0284 |
0.011 |
61.27 |
778 |
52 |
73 |
|
7 |
0.0101 |
0.005 |
50.50 |
749 |
40 |
255 |
|
8 |
0.0099 |
0.004 |
59.60 |
482 |
41 |
292 |
|
9 |
0.0111 |
0.006 |
45.95 |
670 |
42 |
292 |
|
平均值 |
0.0141 |
0.007 |
53.11 |
582 |
40 |
262 |
|
未加精煉返回渣100爐平均 |
0.0140 |
0.004 |
71.42 |
798 |
81 |
0 |
|
差值 |
|
+0.003 |
-18.31 |
-216 |
-41 |
+262 |
3 試驗(yàn)的討論分析
3.1 配加LF爐精煉返回渣節(jié)省活性灰和鋁球的分析
由表4可見，每爐配加262kg/爐精煉返回渣，可以節(jié)省活性灰216kg/爐；鋁粒41kg/爐，而且化渣速度快，有利于化渣，對(duì)節(jié)省材料消耗、促進(jìn)生產(chǎn)有利。
對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)配加精煉返回渣會(huì)明顯節(jié)省鋁球和活性灰，但是前期試驗(yàn)還是替代量有一些大，造成成品的含硫量從0.004%增到0.007%,脫硫率從71%降到53%，需要在下一步生產(chǎn)中注意，應(yīng)當(dāng)少替代些活性灰。
下一步直接進(jìn)入生產(chǎn)試驗(yàn)考核。每爐配加約260kg/爐的精煉返回渣，替代活性灰從216kg/爐降到150kg/爐達(dá)到不影響到脫硫率的效果。
3.2 LF爐精煉返回渣制品標(biāo)準(zhǔn)的起草與制定
對(duì)于生產(chǎn)試驗(yàn)使用的LF爐精煉返回渣制品需要有個(gè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，便于今后的使用管理，其標(biāo)準(zhǔn)為LF爐精煉返回渣制品正式命名為LF爐精煉返回渣，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為：水分（≤2%）、粒度范圍（5~50mm）、化學(xué)成份(CaO≥35%)，一個(gè)批次進(jìn)行一次檢驗(yàn)，以入廠檢驗(yàn)為主等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.3 使用LF爐精煉返回渣的效益分析
LF精煉返回渣的價(jià)格雖然確定為生產(chǎn)使用和加工單位都接受的價(jià)格為196元/t，在沒有計(jì)算節(jié)約鋁球和節(jié)電的效益僅計(jì)算節(jié)約活性灰的效益是每爐鋼配加200 kg/爐LF精煉返回渣節(jié)約活性灰150kg/爐（350元/t），創(chuàng)效為0.18元/t鋼以上。
4 結(jié)論
1）LF爐精煉渣再利用的制品正式命名為：“LF爐精煉返回渣”，制定了LF爐精煉返回渣的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
2）LF精煉返回渣再利用試驗(yàn)取得有利于化渣，節(jié)省材料消耗、促進(jìn)生產(chǎn)的效果，平均每爐配加262kg/爐精煉渣返回渣，可以節(jié)省活性灰216kg/爐，鋁粒41kg/爐。
3）在LF精煉返回渣價(jià)格為196元/t的條件下。配加LF精煉返回渣節(jié)約活性灰（350元/t）創(chuàng)效為0.18元/t鋼以上。
4）通過煉鋼廠的生產(chǎn)試驗(yàn)證明，LF爐精煉渣再利用的精煉返回渣制品可以直接進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用。
5）回收再利用LF爐精煉渣的技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
參考文獻(xiàn)
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