利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法技术

本发明专利技术公开一种利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法，包括如下步骤：1)废镁铬砖处理；2)配料：将废镁铬料颗粒及细粉与焦粉、沥青、氮化硅铁、白泥、碳化硅原料混合配制原料；3)混碾：将原料与液态结合剂混合均匀，待泥料塑性马夏值检测合格后方可下料；4)成型包装；5)困泥：将炮泥自然放置得到炮泥成品；6)装泥：将成品炮泥装入泥炮机中；7)出铁：将填满炮泥的铁口通道钻开，使得炽热的渣铁从炮泥通道中流出；8)堵口：当高炉中渣铁出尽时，将泥炮机中的炮泥打入铁口通道中，再次将铁口封住；9)重复上述步骤7)和8)，即可实现废镁铬砖在得到重复利用的同时将废镁铬砖颗粒中Cr

【技术实现步骤摘要】
利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法


[0001]本专利技术涉及处理废镁铬砖
，具体涉及一种利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法。

技术介绍

[0002]镁铬砖以氧化镁(MgO)和三氧化二铬(Cr2O3)为主要成分，方镁石和尖晶石为主要矿物组分的耐火材料制品。这类耐火砖耐火度高，高温强度大，抗渣侵蚀性强，热稳定性优良，具有优良的高温力学性能，
[0003]二次精炼技术是钢铁行业提高钢材质量常采用的技术，而RH炉是二次精炼技术中生产高质量钢材不可或缺的重要设备之一。钢铁行业发展要求RH炉的冶金功能向多样化、高效率发展，其精炼条件十分苛刻(温度高达1700℃、真空度高达10Pa以下、时间短不超过40min)，高速循环流动钢液对砖衬造成巨大冲刷破坏作用，同时熔渣易沿着砖缝和孔隙渗透到砖衬中，对砖衬造成严重侵蚀，引起砖衬温度波动并造成结构剥落，从而影响了RH炉寿命。
[0004]水泥窑烧成带是水泥窑中温度最高点的反应带，高温火焰温度约为1700℃，被加热的水泥物料在1300℃～1500℃之间，水泥窑烧成带经受着十分苛刻的高温、转动、化学侵蚀、急冷急热等综合因素叠加破坏作用，因此对内衬材料要求十分苛刻。
[0005]镁铬砖具有优良的高温性能，在RH精炼炉和水泥窑这种条件苛刻的环境中广泛应用，在高温或碱性使用环境下，三价Cr
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会转变为Cr
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，Cr
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为致癌物质且易溶于水，Cr2O3可以气相存在，会随烟气排入空气中污染环境。为了防止Cr
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公害，世界发达国家如日本、欧美等已立法禁止使用镁铬砖，正加大投入和研发力度来研制镁铬砖的替代品，国内也在研制无铬砖替代镁铬砖，但由于使用效果等原因，目前还不能完全替代。因此，用后废镁铬砖处理成为急需解决的一个问题。
[0006]废镁铬砖如果随意丢弃、露天堆放，Cr
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元素会进入地下水系统，污染地下水源，给自然环境带来危害，已经造成了非常严重的后果，给一些周边的人们带来了不可磨灭的伤害。国内外有采用水泥将废镁铬砖密封填埋的，防止Cr
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元素污染水源和空气，但这种方法占用了大量的土地资源，以及造成了废砖资源的浪费。目前，国内一般将废镁铬砖破碎成颗粒，或者磨成粉料后部分替代电熔镁砂，再添加到镁铬砖、镁铬火泥、镁铬散装材料等碱性耐火材料中，在炼钢环节中再次利用，但这种处理方法未从根本上解决Cr
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元素问题，在生产使用过程中依然会对环境及工人身体健康造成影响。
[0007]鞍钢股份有限公司专利技术了一种废镁铬砖处理方法，在冶炼含铬钢的过程中加入由用后废镁铬砖加工的颗粒，将镁铬砖中的氧化铬还原为金属铬进入钢液，实现钢水的铬合金化，完全或部分代替铬铁合金，降低含铬钢的冶炼成本，同时实现废弃镁铬砖的资源化利用。
[0008]炼铁高炉是将铁矿石冶炼还原为金属铁的重要设备，高炉生产所用的原料是含铁的矿石，包括烧结矿、球团矿和天然富矿石；燃料主要是焦炭。通过上料系统和炉顶装料系
统按一定料批、装入顺序从炉顶装入炉内，从风口鼓入经热风炉加热到1000～1300℃的热风，炉料中的焦炭在风口前与鼓入热风中的氧发生燃烧反应，产生高温和还原性气体，这些还原性气体在上升过程中加热缓慢下行的炉料，并将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。整个高炉内部为还原性气氛。
[0009]炮泥是一种用来封堵出铁口的耐火材料，出铁时铁口中心炮泥被钻头钻开，炽热的铁水和熔渣从铁口流出，使铁口炮泥承受1500℃以上高温。当铁渣出完，用炮泥重新堵铁口时，旧炮泥接触新堵口的炮泥，温度从1500℃急速降到100℃左右，这样反复作用。炮泥的好坏直接影响高炉安全、环保、产量等，因此对炮泥用耐火原料要求很高，目前炮泥主要原材料为刚玉、碳化硅、焦炭等。
[0010]然而，现有技术并未探讨废镁铬砖在炮泥中的运用，至于对其进行改进是否可以满足炮泥的使用要求及其从根本上解决Cr
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元素问题不得而知。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于克服上述
技术介绍
的不足，提供一种利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法，该利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法区别于传统的直接破碎后重新添加进镁铬砖中继续利用，在于：将废镁铬砖破碎后制造成高炉出铁口用炮泥，利用高炉内部高温还原性气氛，将废镁铬砖中有毒有害的六价铬元素(Cr
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)还原成无毒无害的三价铬元素(Cr
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)，从根本上解决了六价铬元素(Cr
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)对环境污染问题。
[0012]为实现上述目的，本专利技术提供的一种利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法，包括如下步骤：
[0013]一种利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法，包括如下步骤：
[0014]1)废镁铬砖处理：对废镁铬砖进行预处理，得到处理后的废镁铬料颗粒及细粉；
[0015]2)配料：将废镁铬料颗粒及细粉与焦粉、沥青、氮化硅铁、白泥、碳化硅按设计比例混合配制原料；
[0016]3)混碾：将配制好的原料与液态结合剂一起混合均匀，待泥料塑性马夏值检测合格后方可下料；
[0017]4)成型包装：将混碾好的泥料成型为炮泥，包装后码放整齐；
[0018]5)困泥：将成型好的炮泥，在仓库里自然放置一段时长，得到炮泥成品；
[0019]6)装泥：将成品炮泥发往高炉现场，使用前将炮泥一坨坨依次装入泥炮机中；
[0020]7)出铁：将填满炮泥的铁口通道钻开，使得炽热的渣铁从炮泥通道中流出；
[0021]8)堵口：当高炉中渣铁出尽时，将泥炮机中的炮泥打入铁口通道中，再次将铁口封住；
[0022]9)重复上述步骤7)和8)，即可实现废镁铬砖在得到重复利用的同时将废镁铬砖颗粒中Cr
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元素在高炉热还原气氛下还原成无毒无害的Cr
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元素。
[0023]优选的是，所述步骤1)中，废镁铬砖的预处理步骤包括：废镁铬砖拆除、分类拣选、破粉碎、除去杂质、均化、颗粒整形、筛分、干燥。
[0024]优选的是，所述步骤1)中，废镁铬料颗粒及细粉的粒度分布为：粒度≤0.088mm，质量占比20～40％；0.088mm＜粒度≤1mm，质量占比10～20％；1mm＜粒度≤3mm，质量占比20～40％；3mm＜粒度≤5mm，质量占比10～20％。采用由大到小依次降低的废镁铬料颗粒及细
粉的粒度，可保证废镁铬砖粒度稳定，使炮泥具有最紧密的粒度堆积和良好可塑性。
[0025]优选的是，废镁铬料颗粒及细粉的化学成及含量为MgO：40～60％，Cr2O3：10～22％，H2O≤1％。保证废镁铬砖化学成分稳定，避免出现废镁铬砖上残留的渣铁和杂物没有清理干净，影响炮泥使用质量。
[0026]优选的是，所述步骤2)和步骤3)中各组分的重量百分比为20～50％废镁铬料颗粒及细粉，5～15％焦粉，5～15％碳化硅，5～15％氮化硅铁，1～8％沥青，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)废镁铬砖处理：对废镁铬砖进行预处理，得到处理后的废镁铬料颗粒及细粉；2)配料：将废镁铬料颗粒及细粉与焦粉、沥青、氮化硅铁、白泥、碳化硅按设计比例混合配制原料；3)混碾：将配制好的原料与液态结合剂一起混合均匀，待泥料塑性马夏值检测合格后方可下料；4)成型包装：将混碾好的泥料成型为炮泥，包装后码放整齐；5)困泥：将成型好的炮泥，在仓库里自然放置一段时长，得到炮泥成品；6)装泥：将成品炮泥发往高炉现场，使用前将炮泥一坨坨依次装入泥炮机中；7)出铁：将填满炮泥的铁口通道钻开，使得炽热的渣铁从炮泥通道中流出；8)堵口：当高炉中渣铁出尽时，将泥炮机中的炮泥打入铁口通道中，再次将铁口封住；9)重复上述步骤7)和8)，即可实现废镁铬砖在得到重复利用的同时将废镁铬砖颗粒中Cr
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元素在高炉热还原气氛下还原成无毒无害的Cr
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元素。2.根据权利要求1所述的利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法，其特征在于：所述步骤1)中，废镁铬砖的预处理步骤包括：废镁铬砖拆除、分类拣选、破粉碎、除去杂质、均化、颗粒整形、筛分、干燥。3.根据权利要求1所述的利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法，其特征在于：所述步骤1)中，废镁铬料颗粒及细粉的粒度分布为：粒度≤0.088mm，质量占比20～40％；0.088mm＜粒度≤1mm，质量占比10...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐超，雷中兴，徐铧恩，刘自力，张园，邓吉，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：