一种炼钢固废的回收利用方法与流程

1.本发明属于转炉炼钢技术领域，尤其是一种炼钢固废的回收利用方法，属于炼钢固废回收利用领域。


背景技术：

2.转炉炼钢将产生大量的固体废弃物，主要有炼钢炉渣、脱硫渣、除尘灰等。现有工艺处理此类炉渣，一般采用热闷、破碎、磁选等方法，收集含铁量高的作为冷钢或渣钢，回收到炼钢系统，但剩余物质(尾渣)由于磷含量相对较高且含铁量相对较低，难以有效利用。若将尾渣直接丢弃，则会对环境产生极大污染，不利于我国发展循环经济，保护生态环境；同时尾渣中的磷和铁也是常用的矿产资源，随意丢弃也将造成资源浪费。如何将固废重新回收利用，一直是炼钢企业的研究重点。另外，炼铁烧结用的返矿，不可避免的存在一部分高磷返矿，应用到炼铁系统将增加铁水磷含量，当转炉冶炼低磷钢时，将增加炼钢的脱磷压力。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种炼钢固废的回收利用方法，以此解决上述现有技术中存在的问题，相对现有技术而言，是一种工艺简单、操作方便的技术，可应用于低碳高磷钢，减少低碳锰铁的用量，增加硅锰合金的用量，且可还原出炼钢固废和高磷返矿中的磷和金属铁，在降低炼钢成本的同时，回收部分炼钢固废。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种炼钢固废的回收利用方法，包括：转炉-lf精炼炉-连铸。
5.具体方法步骤及控制的方法参数如下：
6.步骤一：转炉冶炼过程终点控制方法：终点温度1620～1660℃，碳含量0.03～0.07％。
7.步骤二：出钢方法：出钢过程不加脱氧剂，仅加入低碳锰铁6～13kg/t、硅锰4～15kg/t、硫铁8～12kg/t，尾渣3.0～10.0kg/t，高磷返矿2.0～5.0kg/t；低碳锰铁的成分为mn 80.0～85.0％、c≤0.6％、si≤1.5％、其它为铁，硅锰的成分为mn≥60.0％、c≤2.5％、si≥15.0％、其他为铁；
8.硅锰用量为：w
硅锰
＝0.4w
尾渣
0.9w
高磷返矿
50[o]，其中w
硅锰
、w
尾渣
、w
高磷返矿
分别为硅锰、尾渣、高磷返矿的用量，单位为kg/t；[o]为转炉终点氧含量，单位为％。
[0009]
步骤三：lf精炼方法：钢包到站后，定氧、测温、取样；根据到站样成分及钢种要求进行成分细调，钢水成分满足后出站，吊入连铸工位进行浇铸。
[0010]
本发明中的尾渣是指转炉炉渣先经过热闷，然后再破碎磁选筛选，最后剩余的物质即为尾渣。高磷返矿是指外购的铁矿石被加工厂烧结矿，其中一部分磷含量比较高的部分即为高磷返矿。作为优选，步骤二所述的尾渣的成分为cao：42.1～47.2％、sio2：11.1～16.5％、mgo：6.2～10.3％、al2o3：1.3～3.5％、feo：21.6～32.1％、mno：1.2～3.6％、p2o5：
1.8～2.9％，水分＜0.5％、其他为杂质；高磷返矿的成分为feo：8.5～15.6％、fe2o3：66.9～82.6％、cao：4.3～10.5％、sio2：2.1～5.1％、p2o5：0.8～2.9％、其他为杂质。
[0011]
本发明中尾渣和高磷返矿中feo和p2o5均为氧化物，为使其进入钢水，需采用还原剂；而采用额外的还原剂将增加炼钢成本。针对此种情况，本发明在出钢过程同时配合加入适量的硅锰，硅锰中的锰用来合金化(价格低于低碳锰铁)，而硅锰中的硅可作为免费的还原剂，还原炉渣中的feo和p2o5。但是采用尾渣和高磷返矿存在一些问题：当尾渣和高磷返矿用量过高，而硅锰用量过低时，容易导致炉渣氧化性过高，导致锰收得率降低；当硅锰用量过高，而尾渣和高磷返矿用量过低，容易导致钢水硅超钢种上限。另外，尾渣和高磷返矿加入到钢水中，将增加此钢种的控氧难度(此钢种要求钢水氧含量为0.0046-0.0056％)。为解决上述问题，本发明要求：尾渣和高磷返矿应与硅锰搭配使用，且用量要合理，硅锰用量为w
硅锰
＝0.4w
尾渣
0.9w
高磷返矿
50[o]，其中w
硅锰
、w
尾渣
、w
高磷返矿
单位为kg/t，[o]单位为％。
[0012]
同现有技术相比，本发明的有益效果至少体现在以下几个方面：
[0013]
(1)工艺操作简便，便于炼钢厂推广应用。
[0014]
(2)实现了价格低廉的硅锰合金代替部分低碳锰铁，取消了脱氧剂铝块的使用，降低了炼钢成本。
[0015]
(3)回收了尾渣中的p元素(磷的回收原理为往钢水中加入硅锰，硅与钢水中的p2o5反应，还原出磷并生成sio2，磷进入钢水，sio2进入炉渣)和金属铁，减少固废排放，同时尾渣的碱度高于精炼渣的碱度，可以取消炼钢过程石灰的使用，有效利用了固废中的有利资源。
[0016]
(4)在冶炼高磷钢种时，将高磷返矿在转炉出钢过程直接使用，可减少高磷钢种磷铁的用量；另外，由于部分高磷铁矿已经直接用于高磷钢种，可减少炼铁过程高磷返矿的使用，相对来说可降低铁水的磷含量，有利于降低转炉冶炼低磷钢种的脱磷压力。
具体实施方式
[0017]
本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0018]
本发明针对炼钢炉渣中富铁物质被回收之后，剩余含有一定p2o5和铁的氧化物的尾渣以及高磷返矿，提供一种回收利用方法。尾渣中的p2o5和铁的氧化物均属于氧化物，回收其中的磷和铁需要加入还原性物质如硅和铝等，将增加额外的成本，并且硅和铝的单价一般高于磷和铁，并不经济。而本公司生产的低碳高磷高硫钢要求的钢水成分如下：碳含量≤0.09％、硅含量≤0.08％、锰含量1.1～1.4％、磷含量0.04～0.09％、硫含量要求0.33～0.42％，氧含量要求0.0046～0.0056％，其余为铁和其他不可避免的杂质。为了保证钢水碳含量和硅含量达标，一般采用低碳锰铁增锰，低碳锰铁属于贵重合金，导致炼钢成本较高。针对此种情况，本发明采用价格较为低廉的硅锰合金代替部分低碳锰铁增锰，届时将导致钢水硅含量超标，而超标的硅可作为钢水氧、尾渣以及高磷返矿的还原剂。此种操作方法可采用价格较为低廉的硅锰合金代替价格昂贵的低碳锰铁，降低该钢种的合金化成本；同时取消了脱氧剂铝块的使用；亦可使多余的硅作为免费的还原剂，还原尾渣和高磷返矿中的p2o5和铁的氧化物，减少固废排放的同时，有效利用了固废中的资源，可谓一举多得。
[0019]
下面将结合实施例，在130t转炉冶炼，采用本发明工艺处理为例，对本发明进行进一步说明。
[0020]
实施例1
[0021]
一种炼钢固废的回收利用方法，采用下述具体的工艺步骤：
[0022]
1、转炉终点：温度1645℃，c：0.065％、si：0.001％、mn：0.08％、p：0.026％、s：0.025％，o：0.046％；转炉终点炉渣成分为cao：46.2％、sio2：13.1％、mgo：7.8％、al2o3：2.2％、feo：24.6％、mno：2.1％、p2o5：2.5％，其他为杂质，下渣量为500kg。
[0023]
2、出钢：加入低碳锰铁1300kg，硅锰：910kg，硫铁1200kg，尾渣：800kg，尾渣的成分为cao：44.7％、sio2：13.3％、mgo：8.1％、al2o3：2.3％、feo：25.6％、mno：2.7％、p2o5：2.5％，水分：0.3％、其他为杂质，高磷返矿300kg，高磷返矿的成分为feo：10.2％、fe2o3：73.5％、cao：7.6％、sio2：3.4％、p2o5：2.3％、其他为杂质。
[0024]
3、lf精炼，lf到站钢水温度1563℃，成分为c：0.078％、si：0.021％、mn：1.16％、p：0.036％、s：0.36％，o：0.005％；加入磷铁80kg，低碳锰铁100kg，取样分析钢水成分：c：0.081％、si：0.01％、mn：1.22％、p：0.055％、s：0.35％，o：0.0052％；钢水温度为1585℃，炉渣成分为cao：43.2％、sio2：27.8％、mgo：3.2％、al2o3：2.6％、feo：3.52％、mno：16.7％、p2o5：0.05％、余量为杂质。之后出站上连铸。
[0025]
实施例2
[0026]
一种炼钢固废的回收利用方法，采用下述具体的工艺步骤：
[0027]
1、转炉终点：温度1650℃，c：0.05％、si：0.001％、mn：0.07％、p：0.025％、s：0.023％，o：0.062％；转炉终点炉渣成分为cao：44.7％、sio2：13.1％、mgo：8.5％、al2o3：2.5％、feo：26.2％、mno：2.3％、p2o5：2.3％，其他为杂质，下渣量为500kg。
[0028]
2、出钢：加入低碳锰铁1100kg，硅锰：1180kg，硫铁1200kg，尾渣：1200kg；尾渣的成分为cao：44.2％、sio2：13.9％、mgo：7.5％、al2o3：2.7％、feo：24.6％、mno：2.2％、p2o5：2.4％，水分：0.3％、其他为杂质；高磷返矿300kg，高磷返矿的成分为feo：9.3％、fe2o3：75.2％、cao：8.2％、sio2：4.1％、p2o5：2.1％、其他为杂质。
[0029]
3、lf精炼，lf到站钢水温度1565℃，成分为c：0.071％、si：0.045％、mn：1.21％、p：0.037％、s：0.38％，o：0.0047％；加入磷铁75kg，低碳锰铁80kg，取样分析钢水成分：c：0.073％、si：0.042％、mn：1.25％、p：0.055％、s：0.35％，o：0.0048％，钢水温度为1578℃，炉渣成分为cao：42.2％、sio2：27.2％、mgo：3.1％、al2o3：2.3％、feo：3.2％、mno：18.2％、p2o5：0.06％、余量为杂质。之后出站上连铸。
[0030]
对比实施例1
[0031]
本转炉采用常规工艺冶炼的具体工艺步骤。
[0032]
1、转炉终点：温度1650℃，c：0.05％、si：0.001％、mn：0.072％、p：0.024％、s：0.023％，o：0.061％；转炉终点炉渣成分为cao：42.9％、sio2：11.8％、mgo：9.2％、al2o3：2.3％、feo：28.2％、mno：2.5％、p2o5：2.3％，其他为杂质，下渣量为500kg。
[0033]
2、出钢：加入铝块：300kg，低碳锰铁2250kg，硫铁1200kg，石灰300kg。
[0034]
3、lf精炼，lf到站钢水温度1563℃，成分为c：0.062％、si：0.001％、mn：1.23％、p：0.027％、s：0.37％，o：0.0042％；加入磷铁160kg，加入石灰150kg，取样分析钢水成分：c：0.066％、si：0.001％、mn：1.21％、p：0.055％、s：0.35％，o：0.0047％，钢水温度为1581℃，
炉渣成分为cao：37.2％、sio2：18.6％、mgo：6.5％、al2o3：12.7％、feo：3.7％、mno：18.2％、p2o5：0.06％、余量为杂质。之后出站上连铸。
[0035]
对比实施例2
[0036]
本转炉采用常规工艺冶炼的具体工艺步骤。
[0037]
1、转炉终点：温度1645℃，c：0.06％、si：0.001％、mn：0.08％、p：0.025％、s：0.022％，o：0.055％；转炉终点炉渣成分为cao：42.5％、sio2：14.8％、mgo：8.1％、al2o3：2.3％、feo：26.7％、mno：2.4％、p2o5：2.5％，其他为杂质，下渣量为500kg。
[0038]
2、出钢：加入铝块：300kg，低碳锰铁2310kg，硫铁1200kg，石灰300kg。
[0039]
3、lf精炼，lf到站钢水温度1559℃，成分为c：0.067％、si：0.001％、mn：1.26％、p：0.028％、s：0.36％，o：0.0045％；加入磷铁158kg，石灰180kg，取样分析钢水成分：c：0.07％、si：0.001％、mn：1.23％、p：0.055％、s：0.36％，o：0.0049％，钢水温度为1577℃，炉渣成分为cao：38.6％、sio2：17.3％、mgo：6.7％、al2o3：13.6％、feo：3.5％、mno：18.7％、p2o5：0.05％、余量为杂质。之后出站上连铸。
[0040]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0041]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。