回收精炼渣制备保护渣的方法技术

本发明专利技术涉及一种用连铸结束后残留在钢包中的回收精炼渣制备保护渣的方法，其特征在于回收精炼渣，自然冷却粉化，除铁，过８０目筛，取筛下物分析成份，根据制备保护渣目标成份，如果需要加入相应量含所缺成份的天然矿物或人工合成料细粉，加入通常加入量的丁烷基黄酸钠和成球粘结剂，制成固含量５０－７０ｗｔ％的浆料，在塔顶热风温度为５５０～６５０℃喷雾制成空心微球。具有回收利用工艺简单、只需按“缺什么补什么，缺多少补多少”原则计算补充配入制备保护渣的原料，使成份满足制备保护渣的成份要求；以及利用产品附加值高，可以最大发挥回收精炼渣的利用价值，为本发明专利技术二大特色。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢铁冶金炉渣综合利用方法，特别涉及一种用连铸结 束后残留在钢包中的。
技术介绍
钢铁冶金过程的每道工序中，如烧结、炼铁、转炉、电炉、精炼等， 都要加入各种渣料，例如连铸结晶用保护渣，中间包保护渣，铁水包保温 剂，模铸保温剂等，以完成各自的冶金目标。这些渣料被使用后就形成相 应的冶金炉渣，例如高炉渣、转炉渣、电炉渣、回收精炼渣和有色冶金炉渣，按我国目前年产5亿吨钢，每年约产生1亿吨以上冶金炉渣。这些冶 金炉渣，是冶金过程主要的固体废弃物，目前仅高炉渣有超过85%利用率， 其它炉渣的综合利用率还不到10%，大量的冶金炉渣，不仅对环境的潜在 威胁是不言而喻的，而且也使得炉渣中有用资源被白白浪费。目前废弃冶金炉渣主要利用有做钢渣水泥或水泥添加剂。如中国 专利.CN1014704B公开在钢渣中加入硅酸盐、异极矿等改良剂后，用作水 泥原料或添加剂。不仅存在工艺复杂，而且利用价值较低。利用其中的 铁和熔剂成分，在钢铁企业内部回用，例如用作烧结熔剂，化渣剂，和铁 水预处理渣剂等。如中国专利CN1865458公开利用LF炉钢渣造球，返回 用作为炼钢造渣剂，但此产品附加值很低。中国专利CN1597997公开的炼 钢炉渣梯级利用方法，将后步工序产出的炉渣加入调整剂后逐级返回应用 到前面工序。但此利用会造成渣中杂质逐步积累，不仅造成能耗增加，而 且还会影响钢铁品质。作为陶瓷及建筑材料，，如中国专利CN1966456公 开的利用钢铁厂废炉渣(水渣)作建筑陶瓷产品。只能利用高炉水渣，而 且附加值很低。其它用途。如中国专利CN101259987公开将高炉渣粉碎 过筛后，加入其它原料，制成微晶玻璃。但由于微晶玻璃占玻璃量很少， 因而利用量有限，而且只能用高炉炉渣，生产工艺也相当复杂。中国专利 CN101264509公开的利用高炉水渣制备连铸保护渣，采用水淬冷却后的高 炉渣做原料，通过粉碎、混合、制浆、干燥等工艺步骤，生产连铸保护渣。 此技术需通过粉碎工序，增加了生产成本；并且高炉渣中Si02含量较高， 主要矿相是橄榄石(CaO RO Si02)和固溶体，不能满足生产优特钢用低Si02含量要求的连铸保护渣或中间包保护渣要求。上述冶金炉渣再利用，不仅不同程度存在利用工艺复杂、利用成本高，而且利用制备产品附加值较低等不足，例如水泥原料价值只有300元/吨， 返回作炼钢造渣剂价值只有200元/吨，建筑陶瓷价值只有1000元/吨。冶金过程使用的保护渣，通常以含CaO与A1203的原料混合预熔(铝 钙渣)为主要基料，经破碎、雷蒙至100目以下(有利喷雾造粒)，再配 入其它组分，然后经50(TC左右喷雾造粒工艺制成中空微球，如中国专利 CN1383946、 CN1526493等所述。而生产预熔料，不仅需要大量天然原料， 而且采用电、或煤气(天然气)作燃料，因而成本较高，每吨预熔料市场 价在2300元以上，还消耗了大量的矿产资源和能源。其次，采用预熔渣作 原料制备的保护渣，由于预熔渣原料是靠破碎、雷蒙等外力使原料破碎到 100目以下，这就使许多矿相晶格结构遭到破坏，被破坏的晶体呈不规则的 多面体微粒(图2)， 一方面易使成品空心微球体破裂，导致使用效果的降 低；另一方面，这些不规则的多面体微粒，易成为高熔点化合物的形核中 心，在渣层中导致提前结壳，在钢液中不易上浮而在钢材中形成夹杂，影 响钢材品质。因此用预熔料制备的保护渣，存在成本较高，使用中易结壳、 易产生夹杂等缺陷。通常为提高保温效果，以及减少或避免保护渣与钢水 混冲、巻渣，冶金保护渣都制成空心微球。回收精'炼渣(recycled ladle refining slag)是指钢水连铸结束后，残余 在钢包内的这部分炉渣，其数量约为8~15公斤/吨钢，然而这部分炉渣化学 成份与预熔渣化学成份相近，研究发现回收精炼渣中C2S晶相比例比预熔 渣还高(表l) 。 C2S矿相能增大钢渣界面的表面张力，保护渣或覆盖剂中 C2S晶相所占比例大，将有利于减少钢中夹杂物，提高钢材质量，因此具 有较高利用价值。然而由于以下原因，回收精炼渣无法被直接利用粉 体直接利用易使回收精炼渣与钢水混冲、巻渣，渣中P、 S及其它杂质会污 染钢水；回收精炼渣中有部分FeO含量高，返回直接利用将导致钢水二 次氧化；回收精炼渣晶相不稳定易转变，晶相转变导致体积变化，常规 温度加热喷雾造粒，会发生晶相转变而粉化；回收精炼渣的矿相组成与 预熔渣有很大不同，预熔渣矿相以C7Au为主，回收精炼渣矿相以C2S为主 (表l),有极强的沉淀性，采用通常使用的悬浮剂无法使其悬浮，因而无 法喷雾造粒。由于上述原因，虽然其与预熔渣化学成份相近，但未找到有 效利用方法，所以目前钢厂都只能将这部分炉渣与其它炉渣混在一起，运往渣场处理，其中仅有很小一部分被用作低价值的返回渣料，大部分被当 作废料处理。表1回收精炼渣和预熔渣主要矿相比较矿相回收精炼渣预熔渣C2S45.213.94CA6.510C3A011.16C12A729.9676.20<table>table see original document page 5</column></row><table>现有技术虽有报导采用精炼渣作冶金用保护渣原料。例如中国专利CN1970197公开的高碱度球状中空型中间包覆盖剂，其采用预熔、高碱度、 无碳的原料，通过喷雾造粒工艺，生产中间包覆盖剂，其中有部分原料采 用LF精炼渣。 一方面，其采用的是LF精炼渣(ladle furnace refining slag) 而不是使用过的回收精炼渣(recycled ladle refining slag);另一方面，未具 体公开对LF精炼渣如何加入使用。美国专利US6179895B1公开的碱性中 间包溶剂的化学成份(Basic tundish flux composition)，仅是对碱性中间包 溶剂的化学成份作了限定，并说明是各种原料的混合物(mixture)，虽然 其中也包含有回收精炼渣，但是将回收精炼渣全部直接与其它原料混合， 加到液态钢水表面，同样会导致回收精炼渣与钢水混冲、巻渣，回收精炼 渣中P、 S及其它杂质会污染钢水；其次，混合物热传导系数大，保温功能 差，很容易结壳，至使生产无法进行。因此，至申请专利时止，人们虽然知晓回收精炼渣的化学成份，并且知 晓其有利用价值，但由于未能找到有效利用方法，只能混入其它炉渣中， 作一些低价值利用，并没有能充分发挥其化学组成和矿相应有作用。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种节约原料及制备 能耗，高价值利用回收精炼渣，制备高价值冶金保护渣的回收精炼渣制备 保护渣的方法。本专利技术目的实现，主要改进是通过选择回收精炼渣，添加补充所需成 份，采用选择的悬浮剂制成合适的固含量，和喷雾造粒温度，制得空心微 球保护渣，实现本专利技术目的。具体说，本专利技术回收精炼渣制备保护渣的方 法，其特征在于回收精炼渣，自然冷却粉化，除铁，过80目筛，取筛下物分析成份，根据制备保护渣目标成份，如果需要加入相应量含所缺成份的 天然矿物或人工合成料细粉，加入通常加入量的丁烷基黄酸钠(C4H9OCSSNa)本文档来自技高网...

【技术保护点】
回收精炼渣制备保护渣的方法，其特征在于回收精炼渣，自然冷却粉化，除铁，过８０目筛，取筛下物分析成份，根据制备保护渣目标成份，如果需要加入相应量含所缺成份的天然矿物或人工合成料细粉，加入通常加入量的丁烷基黄酸钠（Ｃ↓［４］Ｈ↓［９］ＯＣＳＳＮａ）和成球粘结剂，制成固含量５０－７０ｗｔ％的浆料，在塔顶热风温度为５５０～６５０℃喷雾制成空心微球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永来，谢健，尹玉服，汤致魁，杨政宏，李杰，黄峰，张兴华，
申请(专利权)人：宜兴市振球炉料有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]