回收冷態(tài)鑄余渣在鋼包精煉材料中的應(yīng)用研究

毛 朋

回收冷態(tài)鑄余渣在鋼包精煉材料中的應(yīng)用研究

毛 朋

（攀枝花鋼城集團(tuán)有限公司，四川 攀枝花 617000）

煉鋼鑄余渣是一種鋼渣和鋼液的混合體，具有一定的回收利用價(jià)值。但若煉鋼鑄余渣得不到妥善處置，積壓堆放就會(huì)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，從而導(dǎo)致環(huán)境污染。本文通過(guò)研究將低成本鋼包精煉渣系列產(chǎn)品用于煉鋼冶煉，實(shí)現(xiàn)冶煉成本降低和資源綜合利用的目標(biāo)。

冷態(tài)鑄余渣；鋼包精煉材料；應(yīng)用研究

煉鋼鑄余渣是指在連鑄過(guò)程中，更換鋼包、中間包時(shí)，鋼包、中間包內(nèi)留下的余鋼余渣，是一種鋼渣和鋼液的混合體，具有一定的回收利用價(jià)值。國(guó)內(nèi)大部分鋼廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在線循環(huán)回收，但還有一部分鑄余渣需要通過(guò)冷態(tài)回收處理。如果煉鋼鑄余渣得不到妥善處置，積壓堆放會(huì)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，從而導(dǎo)致環(huán)境污染［1］。因此，合理利用回收的鑄余渣具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 試驗(yàn)原理

1.1 鑄余渣成分分析

為解決渣場(chǎng)直接獲得的鑄余渣雜質(zhì)含量高的問(wèn)題，本工作提出了鑄余渣的回收處理工藝優(yōu)化方案，主要是挑選淺色大塊鑄余渣單獨(dú)堆放，收集其自然風(fēng)化后的細(xì)粉進(jìn)行篩分處理。鑄余渣經(jīng)該回收處理工藝優(yōu)化后，隨機(jī)抽取10組試樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，分析結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1數(shù)據(jù)可知，這10組鑄余渣尾渣樣品ω（FeO+MnO）平均值為1.90%（小于2.0%），ω（CaO）平均41.57%，堿度平均值為4.12，說(shuō)明該鑄余渣尾渣屬于高堿度還原性爐渣，具有較好的還原性及精煉能力。

表1 鑄余渣尾渣主要化學(xué)成分分析

1.2 產(chǎn)品指標(biāo)理論設(shè)計(jì)

以煉鋼生產(chǎn)的汽車用的超低碳鋼為例，該鋼種一般要求成品碳含量≤0.006%，必須采用RH真空精煉裝置進(jìn)行深脫碳，而預(yù)脫氧工藝需保證鋼水中有一定的含氧量，使鋼包頂渣氧化性也相應(yīng)增加［2］，影響后序鋼水精煉效率及鋼水中鋁的收得率和穩(wěn)定性，現(xiàn)有鋼包高鋁調(diào)渣劑以預(yù)熔鋁酸鈣為載體，生產(chǎn)成本高且熔化均勻性較差。為此，根據(jù)鑄余渣成分及特點(diǎn)，本研究利用鑄余渣開(kāi)發(fā)一種低成本鋼包調(diào)渣劑產(chǎn)品。結(jié)合鋼廠現(xiàn)有同類產(chǎn)品指標(biāo)，設(shè)計(jì)了鋼包調(diào)渣劑產(chǎn)品的理論化學(xué)指標(biāo)，見(jiàn)表2。

表2 鋼包調(diào)渣劑產(chǎn)品理論化學(xué)指標(biāo)

1.3 實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)優(yōu)化

根據(jù)表2中對(duì)鋼包調(diào)渣劑指標(biāo)的理論設(shè)計(jì)，課題組選取鑄余渣、鋁粒作為生產(chǎn)鋼包調(diào)渣劑產(chǎn)品的原材料，通過(guò)調(diào)整原材料配比，利用實(shí)驗(yàn)室手段對(duì)其脫硫效率、融化溫度、黏度進(jìn)行測(cè)定，由此，課題組得出調(diào)渣劑產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化指標(biāo)范圍，詳見(jiàn)表3。

表3 調(diào)渣劑產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室優(yōu)化指標(biāo)

1.4 產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)

煉鋼所使用的鋼水精煉調(diào)渣產(chǎn)品為25kg小袋裝散料產(chǎn)品，此類產(chǎn)品在使用過(guò)程中需要人工向鋼包中投入，其工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，且存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，在使用過(guò)程中極易造成揚(yáng)塵，環(huán)保治理難度大。為此，新產(chǎn)品設(shè)計(jì)成冷壓球團(tuán)型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)對(duì)冷壓球團(tuán)的物理指標(biāo)和生產(chǎn)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定了球團(tuán)物理指標(biāo)（見(jiàn)表4）。生產(chǎn)工藝流程如下：原材料入廠檢驗(yàn)、自動(dòng)稱量配料、送至攪拌機(jī)加水?dāng)嚢琛⑺椭翂呵驒C(jī)冷壓成型、自動(dòng)布料平鋪晾曬、收料檢驗(yàn)入庫(kù)。

表4 冷壓球團(tuán)物理指標(biāo)

此類球團(tuán)型產(chǎn)品可以采用高位料倉(cāng)自動(dòng)給料的方式進(jìn)行投料，不僅可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且能減少粉塵污染，降低安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

2 工業(yè)試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)方案

LF加熱化渣、精煉完成后，按照工藝實(shí)際向鋼包渣面投入鋼包調(diào)渣劑300～400 kg，要求投料均勻，投料速度不能過(guò)快。若鋼包渣較干，有略微結(jié)殼現(xiàn)象出現(xiàn)，需進(jìn)行短暫吹氬操作。

2.2 試驗(yàn)產(chǎn)品指標(biāo)

工業(yè)試驗(yàn)用產(chǎn)品理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 工業(yè)試驗(yàn)用產(chǎn)品理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

所生產(chǎn)的鋼包調(diào)渣劑產(chǎn)品理化指標(biāo)均在所設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)，滿足試驗(yàn)要求。

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及討論

根據(jù)試驗(yàn)方法及要求對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行操作和取樣，并對(duì)其試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析討論，結(jié)果如下。

2.3.1 渣料消耗情況。試驗(yàn)料加入量平均為350kg/爐。從對(duì)比爐次的其他渣料添加情況看，試驗(yàn)爐次石灰少加63kg/爐，螢石少加3.9kg/爐，鋁礬土多加2.8kg/爐。

2.3.2 成渣效果。從成渣過(guò)程看，隨著精煉過(guò)程的逐漸深入，鋼渣越接近低熔點(diǎn)，其吸附夾雜能力越強(qiáng)。

與原用調(diào)渣劑相比，新工藝采用鋼包調(diào)渣劑，其成渣較快，鋪展性能良好，加入到渣面后，迅速在渣面鋪開(kāi)。而原工藝條件下，處理完后渣面迅速結(jié)殼，保溫和吸附夾雜等冶金功能較差。

2.3.3 爐渣情況。從爐渣成分看，渣中氧化性（FeO+MnO）明顯較對(duì)比爐次低，加入鋼包頂渣脫氧改質(zhì)劑的爐次比對(duì)比爐次平均低9.92%。渣中硫含量和硫分配比也均高于對(duì)比爐次，加入鋼包調(diào)渣劑的爐次比對(duì)比爐次平均高2.37。爐渣堿度R曼內(nèi)斯曼指數(shù)MI和對(duì)比爐次相當(dāng)。

2.3.4 鋼水成分情況?？疾煸囼?yàn)前后，在LF出站和澆注期間鋼包渣對(duì)鋼水的持續(xù)保護(hù)能力，取樣分析該過(guò)程的成分變化情況，從C成分分析，試驗(yàn)爐次C成分更穩(wěn)定，從合金成分Si、Mn和Al看，試驗(yàn)爐次的燒損更小，從雜質(zhì)元素P和S看，在出站到澆注期間，試驗(yàn)爐次的夾雜元素去除能力更強(qiáng)。這說(shuō)明，經(jīng)過(guò)鋼包調(diào)渣劑改質(zhì)后的鋼包渣對(duì)鋼水的持續(xù)保護(hù)能力更強(qiáng)。

2.4 結(jié)論

①?gòu)臓t渣成分看，試驗(yàn)爐次渣中氧化性（FeO+MnO）明顯降低，加入鋼包調(diào)渣劑（高鋁調(diào)渣劑）的爐次平均比對(duì)比爐次低9.92%。

②對(duì)成品和LF出站取樣分析，試驗(yàn)爐次C成分更穩(wěn)定，合金成分Si、Mn和Al的燒損更小，在出站到澆注期間，S的去除能力更強(qiáng)。

③從成本分析，因試驗(yàn)料采用較低廉的鑄余渣作為主要原料之一，其原料成本進(jìn)一步降低，能在煉鋼冶煉過(guò)程中起到降低生產(chǎn)成本的作用。

［1］李希軍，田月平.鑄余渣的綜合處理和利用技術(shù)［J］.工程技術(shù)，2010（8）：453.

［2］李偉東，孫群，齊磊 超低碳鋼頂渣改質(zhì)技術(shù)研究［C］//第九屆鋼鐵年會(huì)論文集.北京：冶金工業(yè)出版社，2013.

Study on Application of Recycling Cold Cast Residue in Ladle Refining Material

Mao Peng
（Panzhihua Steel City Group Co.,Ltd.，Panzhihua Sichuan 617000）

Steelmaking residue is a mixture of steel slag and molten steel,which has a certain value of re?cycling.But if the steelmaking residue can not be properly disposed of,the backlog will pile up a large number of dust,which leads to environmental pollution.This paper studied the low cost ladle refining slag products for steelmaking smelting,and reduced the cost of smelting and the comprehensive utilization of re?sources.

cold cast slag；ladle refining material；application research

TF341.9

A

1003-5168（2017）10-0079-02

2017-09-01

毛朋（1985-），男，本科，工程師，研究方向：冶金輔料及耐火材料。