一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法技术

本发明专利技术涉及钢铁冶炼资源综合利用技术领域，具体涉及一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法，包括步骤一：在转炉内留存用于溅渣护炉的炉渣，炉渣包括

【技术实现步骤摘要】
一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶炼资源综合利用
，具体涉及一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法
。

技术介绍

[0002]赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的工业固体废弃物，因其中氧化铁含量较大，外观与赤色泥土相似而得名
。
近年来，随着我国铝工业的不断发展，赤泥产生量越来越大，目前赤泥的处理方法仍以堆存为主，还应用于制备建筑材料，吸附材料以及硅钙农用肥料
。
由于赤泥不溶于水且呈强碱性，将其应用于建筑
、
环保和农业等领域均需要对其进行复杂的预处理，处理流程长且能耗与成本高，因此工业化大规模消纳赤泥难度较大，赤泥的综合利用率不到5％
。
我国拥有世界最大的氧化铝工业体系，每生产1吨氧化铝约产生
0.8
‑
1.5
吨赤泥，在
2021
年氧化铝的年产量就已达到
7748
万吨，同时排放赤泥约1亿吨，消纳赤泥的压力巨大
。
[0003]转炉炼钢是以铁水
、
废钢
、
铁合金为主要原料，把氧气鼓入熔融态的原料中，使原料中的杂质氧化
。
由于杂质在氧化过程中会放出大量热量，炉内温度足够高，因此转炉炼钢不需要借助外加能源完成
。
随着冶金行业的发展，不可再生资源日趋贫化，钢铁原料中的磷含量增加，这导致加入转炉中的铁水具有较高的磷含量
。
众所周知，脱磷既需要使磷氧化，又需要使磷在渣中形成稳定的磷酸盐，脱磷是渣钢界面反应，必须造成碱性氧化渣才能脱磷；脱磷是强放热反应，较低的温度有利于脱磷反应进行，而当温度过高时可能会发生逆向回磷反应
。
可见，脱磷需要较低的温度
、
氧化性气氛以及碱性的环境，传统的转炉炼钢工艺由于炉内温度较高，无法满足磷含量较高的铁水脱磷
。
[0004]为脱除铁水中较高含量的磷，现有技术多采用在转炉炼钢过程中加入化渣脱磷剂的方法
。
化渣脱磷剂通常包括氧化剂
、
造渣剂和助熔剂等多种成分，其中助熔剂一般采用萤石，萤石又称氟石，其主要成分是氟化钙
(CaF2)
，萤石虽然具有很好的化渣助熔效果，但是在炉内高温下氟化钙会生成大量的氟化物，包括
HF、SiF4、MgF2等
。HF、SiF4等气相氟化物进入大气中会破坏臭氧层，固相氟化物
MgF2则会存在于废弃炉渣中进入土壤，对环境造成严重的污染
。
助熔剂的加入不仅增加了脱磷成本，而且引入了含有氟元素的杂质，不利于废钢的回收利用，与此同时，对环境污染构成了威胁
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的富铁赤泥回收利用率不高与转炉炼钢过程中难以实现较高磷含量铁水无害化脱磷的问题，本专利技术提供一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法，将富铁赤泥直接应用于转炉炼钢过程中，不使用助熔剂即可实现较高磷含量铁水的脱磷
。
[0006]一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一：在转炉内留存用于溅渣护炉的炉渣，炉渣包括
MgO
；
[0008]步骤二：向转炉中加入粒径为5‑
15mm
的小粒度石灰石；
[0009]步骤三：向转炉中加入富铁赤泥，待富铁赤泥加入完毕，前后摇动转炉2‑3次；
[0010]步骤四：将转炉竖直，下降氧枪至吹炼等待位，采用顶吹模式向转炉内吹氮至少一次，每次吹氮时间为3‑
5s
，相邻两次吹氮间隔
10s
；
[0011]步骤五：向转炉内加入废钢后，等待0‑
5min
后兑入铁水并开始吹炼；在吹炼初期，吹炼枪位低于正常枪位
100mm
；在吹炼中后期，吹炼枪位高于吹炼初期的枪位
50
‑
300mm
；在到达吹炼终点前，将氧枪降至拉碳枪位
。
[0012]进一步的，留存至转炉内的炉渣质量为5‑9吨，转炉的容量为
120
‑
210
吨
。
用于溅渣护炉的炉渣中含有约8％
‑
12
％的
MgO
，
MgO
的存在可以增加炉渣的碱度，提高炉渣的流动性，改善脱磷效果，并有利于减少炉衬耐材的侵蚀
。
[0013]进一步的，小粒度石灰石的质量为
0.3
‑1吨，小粒度石灰石在转炉内的炉渣余温下能够持续分解产生
CaO
和
CO2，其中
CaO
一方面能够增加炉渣碱度，另一方面能在吹炼初期被用作造渣剂，减少外加石灰的使用量；
CO2的持续产生有利于增加炉渣的流动性，与此同时还能带走一部分热量，降低转炉内炉渣的温度
。
[0014]进一步的，富铁赤泥为拜耳法生产氧化铝的固废物，富铁赤泥的成分按质量分数计包括：
Fe2O
3 40
％
‑
60
％，
SiO
2 5
％
‑
20
％，
Al2O
3 15
％
‑
20
％，
CaO 5
％
‑
10
％，
Na2O 2
％
‑
10
％，
TiO
2 1
％
‑
10
％
。
转炉内的炉渣温度一般在
1200
‑
1680℃
，在溅渣护炉后，转炉内的炉渣温度降低，此时将小粒度石灰石与富铁赤泥依次加入至转炉内，可利用转炉炉膛与炉渣的热量对富铁赤泥
、
小粒度石灰石与炉渣加热，使其中的
Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO
发生预熔，形成复合铁酸钙
(SFCA)
，
Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO
在
MgO
的存在下还可预熔形成富镁复合铁酸钙
(SFCAM)
，
SFCA
和
/
或
SFCAM
能够促进化渣，起到助熔的作用
。
富铁赤泥中的
Al2O3不仅可以参与形成
SFCA
和
/
或
SFCAM
，还可以独立起到促进化渣的作用
。
富铁赤泥中的
Na2O
则能够与
CaO
共同增加炉渣的碱度，提高脱磷效果
。
[0015]进一步的，步骤四中吹氮气操作的次数为1‑5次<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：在转炉内留存用于溅渣护炉的炉渣，炉渣包括
MgO
；步骤二：向转炉中加入粒径为5‑
15mm
的小粒度石灰石；步骤三：向转炉中加入富铁赤泥，待富铁赤泥加入完毕，前后摇动转炉2‑3次；步骤四：将转炉竖直，下降氧枪至吹炼等待位，采用顶吹模式向转炉内吹氮至少一次，每次吹氮时间为3‑
5s
，相邻两次吹氮间隔
10s
；步骤五：向转炉内加入废钢后，等待0‑
5min
后兑入铁水并开始吹炼；在吹炼初期，吹炼枪位低于正常枪位
100mm
；在吹炼中后期，吹炼枪位高于吹炼初期的枪位
50
‑
300mm
；在到达吹炼终点前，将氧枪降至拉碳枪位
。2.
如权利要求1所述的一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法，其特征在于，留存至转炉内的炉渣质量为5‑9吨，转炉的容量为
120
‑
210
吨
。3.
如权利要求1所述的一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法，其特征在于，小粒度石灰石的质量为
0.3
‑1吨
。4.
如权利要求1所述的一种将富铁赤泥直接用于转炉炼钢的回收利用方法，其特征在于，富铁赤泥为拜耳法生产氧化铝的固废物，富铁赤泥的成分按质量分数计包括：
Fe2O

【专利技术属性】
技术研发人员：王念欣，王中学，曾晖，赵玉潮，王兴，栾吉益，张戈，陈万福，董洪壮，袁宇皓，王学斌，杨光义，吴建华，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：