一种利用铝电解废阴极炭块对高炉铁水增碳的工艺制造技术

本发明专利技术属于冶金技术领域，公开了一种利用铝电解废阴极炭块对高炉铁水增碳的工艺，以解决现有铁水增碳方法存在增碳过程铁水温度损失大、流程长、效率低或者工艺复杂的问题，该方法包括将废阴极炭块进行破碎、筛分作为增碳剂、将铁水兑入混铁炉、受铁罐再次盛装铁水之前，在受铁罐加入废阴极炭块后继续返回高炉盛装铁水，碳的吸收率η在60%～90%之间，每吨铁水增加0.1%的碳时，废阴极炭块的加入量为1.6Kg～2.8Kg,增碳剂是固体废弃物废阴极炭块，对高炉铁水增碳的同时高温火化处理了危险废弃物，变废为宝；增碳工艺流程与长流程炼钢工艺流程一致，无须另外增加工艺流程及设备，避免了增碳过程铁水温度损失大、流程长、效率低、工艺复杂的问题。工艺复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用铝电解废阴极炭块对高炉铁水增碳的工艺


[0001]本专利技术属于冶金
，具体是涉及一种利用铝电解废阴极炭块对高炉铁水增碳的工艺。

技术介绍

[0002]在高炉实施大富氧、大喷煤强化冶炼生产的生产技术下，高炉入炉焦比大幅度降低，焦炭质量下降以及铁水温度降低等因素影响，铁水含碳量不断降低。目前，大部分高炉出铁平均温度在1470℃左右，铁水平碳含量3.8％左右。长流程炼钢工艺中，转炉的热量主要来源于铁水温度和化学热，研究表明随着铁水碳含量的提高，转炉冶炼废钢理论加入量也逐渐增加，增加废钢比可以减少铁水使用量，进而降低成本与能耗。因而增加高炉铁水碳含量对转炉炼钢可以降本节能。
[0003]专利号：CN113430332B提供了一种高炉铁水增碳方法，通过铁水包返回高炉再次盛装铁水之前，向兑完铁水的空铁水包的包底加入废钢和焦炭，将加入废钢和焦炭的铁水包返回高炉再次盛装铁水，通过高炉出铁的铁水与包底布入的焦炭接触实现铁水增碳；专利号：CN 106906333 B提供了一种铁水增碳的方法，将增碳剂和铁水加入到铁水容器中，当超量的增碳剂无法直接溶于铁水而漂浮在铁水表面上时，将铁水和增碳剂从一个铁水容器倒入到另一个铁水容器中至少一次，所述增碳剂为纯石墨、石墨粉或石墨电极中的一种或两种以上任意比例的混合物；专利号：CN 106086300 B也提供了一种铁水增碳的处理方法，该方法向待增碳铁水中添加高炉喷吹煤粉实现铁水增碳。
[0004]由此可见，现有技术对高炉铁水增碳的方法，均是通过向铁水内添加焦炭、石墨、煤粉等含碳材料。虽然可实现铁水增碳的目的，但由于目前上述含碳材料价格上涨较快，经济效益并不显著；大量添加含碳材料，增加能耗，不利于低碳绿色炼钢的发展；以上方法中为避免超量的增碳剂无法直接溶于铁水而漂浮在铁水表面上，均采用将铁水和增碳剂从一个铁水容器倒入到另一个铁水容器或机械搅拌的方法，增加了工艺流程及设备，造成增碳过程铁水温度损失大、流程长、效率低。
[0005]废阴极炭块是铝电解工业中废槽衬排放的主要固体废弃物，被列入《国家危险废弃物名录》属于冶炼金属的废弃物。废阴极炭块固定碳含量达到 65％左右,以石墨烯及石墨形式存在。目前，废阴极炭块主要为堆放或填埋方式处置，均具有资源浪费和造成环境污染的双重特性，利用廉价的废阴极炭块固定碳含量高的特点可以作为铁水增碳剂使用。
[0006]专利名称为“一种利用炼钢转炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法”（公开(公告)号为CN111575430A）公开了如下技术：用炼铁工艺处理铝电解废旧阴极炭块，炼铁工艺的炉料包括球团矿、烧结矿和铝电解废旧阴极炭块；其中，炼铁工艺的炉料中以质量份数计，球团矿的含量为18～32份，烧结矿的含量为64～80份，铝电解废旧阴极炭块含量为0～6.4份；烧结矿中以100份质量单位计，含有0～30份的铝电解废旧阴极炭块；烧结矿中铝电解废旧阴极炭块的含量与炼铁工艺炉料中铝电解废旧阴极炭块的含量不同时为0。该方法在使用中仍然需要添加球团矿、烧结矿，工艺较为复杂。
[0007]废阴极炭块的处理可分为湿法及火法两种技术路线，根据对铝电解废阴极炭块高温火法处理的研究，其化学反应机理较为复杂，其中有害物质存在如下反应：在高炉铁水中添加废阴极炭块，铁水温度在 1350℃以上，大于废阴极炭块中氰化物完全分解的温度 700℃，废阴极炭块中的氰化物可 100%分解；废阴极炭块中氟化物挥发后被受铁罐上层覆盖炉渣吸收，易溶的 NaF 进入转炉冶炼可转化为难溶的 CaF2起到辅助化渣作用。因此铝电解废阴极炭块在炼钢过程可以高温火化处理。

技术实现思路

[0008]针对
技术介绍
中提到的问题，本专利技术提供了一种利用铝电解废阴极炭块对高炉铁水增碳的工艺，以解决现有铁水增碳方法存在增碳过程铁水温度损失大、流程长、效率低或者工艺复杂的问题。
[0009]本专利技术通过以下技术方案来实现：一种利用铝电解废阴极炭块对高炉铁水增碳的工艺，包括如下步骤：步骤1、将电解铝产生的废阴极炭块进行破碎、筛分，最终得到粒度范围为3～10 mm的废阴极炭块作为增碳剂;步骤2、高炉出铁水至受铁罐，将受铁罐中铁水兑入混铁炉；步骤3、受铁罐再次盛装铁水之前，在受铁罐的罐底加入废阴极炭块后继续返回高炉盛装铁水，确保铁水与废阴极炭块充分接触，废阴极炭块加入受铁罐碳增碳时，碳的吸收率η在60%～90%之间，每吨铁水增加 0.1%的碳时，废阴极炭块的加入量为1.6Kg～2.8Kg,此过程中铁水温度在1350℃～1550℃之间；步骤4、将受铁罐中已熔化废阴极炭块的铁水兑入混铁炉；步骤5、重复步骤一到步骤四使混铁炉内铁水达到混铁炉存铁量，（存铁量根据混铁炉的容量确定，300吨、600吨、900吨、1300吨的混铁炉各自不同，是行业内公知）再将混铁炉中的铁水出铁到兑铁包，最后将兑铁包中的铁水兑入转炉。
[0010]进一步地，在所述步骤一中，废阴极炭块的固定碳含量为60%～70%，以石墨烯及石墨形式存在。
[0011]进一步地，所述电解铝产生的废阴极炭块通过破碎机进行破碎，破碎后通过双层振筛机筛分。
[0012]本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：1、本专利技术公开了一种利用铝电解废阴极炭块对高炉铁水增碳的工艺，所用的增碳剂是铝电解工业中废槽衬排放的主要固体废弃物废阴极炭块，对高炉铁水增碳的同时高温火化处理了危险废弃物，变废为宝；增碳工艺流程与长流程炼钢工艺流程一致，无须另外增
1450m3高炉出铁水至 120吨受铁罐，通过铁水运输线将120吨受铁罐运输至转炉车间，将120吨受铁罐中铁水兑入1300吨混铁炉，120吨受铁罐返回1450m3高炉出铁时再次盛装铁水；120吨受铁罐返回高炉再次盛装铁水之前，使用天车吊起在废钢斗已准备好的废阴极炭块加入到兑完铁水后空的120吨受铁罐的罐底。
[0023]步骤3、废阴极炭块的加入量按照吨铁目标增碳0.1%，碳的吸收率η为75%，则：废阴极炭块的加入量=((铁水量
×
目标增碳量)/(废阴极炭块固定碳含量
×
η))≈246Kg，将加入废阴极炭块的120吨受铁罐返回高炉再次盛装铁水，高炉出铁时测量铁水温度为1430℃，使高炉出铁的铁水与受铁罐罐底布入的废阴极炭块充分接触，避免了废阴极炭块无法直接熔于铁水而漂浮在铁水的表面，同时利用出铁过程铁水流的冲击作用，加快废阴极炭块在铁水的熔化速率，提高碳的吸收率。
[0024]步骤4、将盛装铁水并布入的废阴极炭块后的120吨受铁罐运输至转炉车间，将受120吨铁罐中铁水兑入1300吨混铁炉，兑铁过程再次使废阴极炭块混匀加速熔化，无需特制的搅拌器械，碳吸收率高。
[0025]步骤5、重复以上步骤，当1300吨混铁炉内铁水达到存铁量300吨以上时，取铁样检验，铁水碳含量达到4.30%，高炉出铁前取铁样铁水含碳量为 4.21%，对比实际增碳 0.09%，增碳效果良好；将混铁炉增碳后的铁水出到 120吨兑铁包，进一步兑入 120吨转炉冶炼，即可完成增碳过程。增碳的整个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用铝电解废阴极炭块对高炉铁水增碳的工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将电解铝产生的废阴极炭块进行破碎、筛分，最终得到粒度范围为3～10 mm的废阴极炭块作为增碳剂；步骤2、高炉出铁水至受铁罐，将受铁罐中铁水兑入混铁炉；步骤3、受铁罐再次盛装铁水之前，在受铁罐的罐底加入废阴极炭块后继续返回高炉盛装铁水，确保铁水与废阴极炭块充分接触，废阴极炭块加入受铁罐碳增碳时，碳的吸收率η在 60%～90%之间，每吨铁水增加 0.1%的碳时，废阴极炭块的加入量为 1.6Kg～2.8Kg,此过程中铁水温度在 1350℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：富志生，慕进文，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：