微波碳热还原转炉干法除尘灰LT灰生产金属化球团.DOC

钢铁冶金含铁粉尘综合利用 项目简介 重庆连横冶金技术有限公司 重庆科健有限公司重庆大学材料科学与工程学院钢铁冶金含铁粉尘综合利用项目简介 一、前言 转炉炼钢过程中，由于点火区高温蒸发和一氧化碳气泡带走部分铁产生粉尘，每冶炼1t钢将产生10～25kg粉尘(主要成分为FeO和Fe2O3)。粉尘造成的铁损已成为炼钢过程较大的金属吹损。按国内年产8亿t转炉钢计算，不计其它元素损失量，每年仅粉尘排放造成的金属铁损达400万t以上。 人类社会与现代工业发展至今，发展循环经济已得到世界的普遍认同，并成为人类文明进步的时代要求。当今，我国钢铁工业持续迅猛发展，在产能极度膨胀的同时，也受到了资源、能源和环境三大因素的严峻考验。只有走发展循环经济之路、环保健康之路，才能真正解决制约钢铁工业发展的瓶颈问题，使自己的企业在节能减排、淘汰落后的大环境中持续健康发展。 转炉炼钢过程采用干法或湿法除尘，形成的除尘灰和污泥粒径较细，为5～15μm，铁品位约50%左右，并含有一定的金属铁，二次利用价值较高。目前大多数钢铁企业采用直接配入烧结系统回用的方式处理。方式在一定程度上实现了灰资源的回收利用，但是烧结透气性影响，锌随烧结矿进入高炉，并在高炉内循环富集，致使高炉结瘤，影响高炉正常生产。应天二、技术及其应用 表2 配镁造渣剂成分及性能指标成分% 类型CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 ZnO MnO S 配镁造渣剂13-18 4 20-25 1 50-60 0.04 1-2 0.2 粒度：20～40mm；熔点1550～1600℃；强度1KN/个。转炉炼钢脱磷促进剂 转炉炼钢过程是一个速度快、周期短的高效氧化精炼过程。其中脱磷反应是其主要任务之一。它是利用炼钢过程的高氧化性、高碱性炉渣来实现。由于该反应为放热反应，因此冶炼前期的低温条件是脱磷的有利时期，而在冶炼后期的高温下，如果控制不当会出现高温回磷现象。因此为实现炼钢过程的高效脱磷，须实现在冶炼前期快速成渣，利用前期低温好的热力学条件高效脱磷，将磷降到目标要求，而在冶炼后期高温下，须控制好熔渣的碱度及氧化性，防止冶炼中后期因渣中氧化铁的过分消耗，使熔渣氧化性低，并且温度又高的条件，而出现脱磷热力学条件被破坏，发生回磷的现象。因此，常用的方法为，在冶炼的中后期，及冶炼的过程中须适时向熔池中补充因脱碳消耗的 (FeO)，保证高氧化性、高碱性脱磷热力学条件，来防止回磷，以保证转炉炼钢的脱磷效率。 根据上述机理，该研究将以灰为基料，利用其高的氧化铁组元，及活性的氧化钙成分，同时引入了活性BaO材料，组成了一种由Fe2O3 、CaO、BaO物质组成的高氧化性、高碱性低熔点的脱磷促进剂，实现对转炉炼钢过程补充（FeO），加强脱磷效率，实现高效脱磷的作用。脱磷促进剂成分由表3所示。 该产品中引入的BaO可实现强化脱磷的作用。因BaO渣系比CaO渣系有更强的脱磷能力，在高温下生成的脱磷产物更为稳定。研究表明：1500℃时，CaO渣系的磷酸根容量是1025.7，而20%BaO渣系磷酸根容量是1027.7大了2个数量级。这对保证脱磷效率，防止后期高温回磷很有意义。 该产品主要成分为Fe2O3 、CaO、BaO，熔化后形成的产物为：铁酸钙、铁酸钡。其熔点分别为1200～1300℃、1300～1400℃。因此，该脱磷促进剂熔点低，不仅具有强的脱磷促进能力，并且还具有强的化渣助熔作用。使用方法如下： 加入时间：脱碳反应开始后，随第二批料分批加入，在氧化铁消耗到最低前（返干前）加完。 加入量：10～15Kg/t钢。 表3 转炉炼钢脱磷促进剂理化指标 化学成分（%） 熔 点 （℃） 粒 度 （mm） 强度 KN/个 Fe2O3 BaO CaO+MgO SiO2 S F 35～45 10～20 10～20 ＜6 0.2 4～7 1200～1400 20～40 1 转炉炼钢调温剂 转炉炼钢是通过铁水的物理热及化学反应热来保证造渣材料的熔化及出钢温度。一般铁水的物理热及化学反应热都大于转炉炼钢所需要的热量，这须加一定量的冷却剂进行调整，使之保证出钢终点温度的要求。常用冷却剂为：废钢、铁矿石、氧化铁皮球。由于加入方法的限制，常将铁矿石及氧化铁皮球作为过程调温用冷却剂，同时加入的氧化铁既作了氧化剂，其还原后其中铁又得到回收，无凝是好的调温剂。但铁矿石中SiO2含量高，为保证一定的脱磷碱度，会增加渣量。而氧化铁皮来源又受限,其中所含的水和油清除难度大。表1所示的转炉除尘粉，不仅有高的氧化铁含量，而且SiO2含量低，其中所含的CaO活性高，也是炼钢精炼所须材料，因此用其添加一定量的氧化铁皮，回收利用为转炉炼钢过程的调温剂，将克服铁矿石及氧化铁皮球调温剂的缺点。由此，利用转炉除尘粉开发了环保型转炉炼钢调温剂