马利科 赵鸿波 贾丽春 杜秀川 高鸿君
(本钢技术研究院 辽宁 本溪 117021)
摘要：阐述了对固态LF炉精炼渣进行处理，通过整粒，作为精炼返回渣回用到LF炉生产中，加速化渣，节省活性灰使用量的试验研究，试验表明：配加LF精炼返回渣作为预熔剂的再利用试验取得了有利于化渣，节省材料消耗、促进生产，平均每炉配加262kg/炉精炼返回渣制品，可以节省活性灰216kg/炉；铝粒41kg/炉的效果。
关键词：LF炉精炼渣；再利用；活性灰
本钢每年约有6万多吨的LF炉的精炼渣，约有近万吨的高碱度的白渣，没有得到很好的利用，全部当作普通的钢渣处理，回收再利用了其中的铁，其中含有的大量的氧化钙和氧化铝的没有发挥作用，唐钢等利用液态的LF炉的精炼渣回炉冶炼三次后再作为普通渣处理［１~4］充分再利用了渣中各种有益成分，本钢由于现场的配套设备能力不足无法实现液态精炼渣再利用，因此有必要对固态LF炉的精炼渣进行处理，进行整粒，再作为精炼返回渣回用到LF炉中，节省活性灰使用量、缩短LF炉冶炼周期的研究。通过配加LF炉的精炼返回渣作为预熔剂试验得出了有利于化渣，节省材料消耗、促进生产，平均每炉配加262kg/炉精炼返回渣，可以节省活性灰216kg/炉，铝粒41kg/炉的效果。
1 本钢LF炉精炼渣中可再利用成份含量的分析检验
本钢LF炉的高碱度薄板及管线钢LF炉精炼渣中含有50%的氧化钙和30%多的三氧化二铝，约有80%以上可利用的有益成分，可以对固态的LF炉精炼渣进行破碎筛分，对于符合使用条件的5～50mm粒级的部分进行直接再利用，就可以在LF炉中使用，加快造渣速度，节省活性灰和铝粒使用量［5、6］具有完全的可行性。
1.1 对生产现场精炼渣进行了的分析检验
对精炼渣进行了跟踪，并分不同时段进行了分析，其中两次的成份分析见表1与表2。
表1 精炼渣成份分析
Table 1 Analysis of the composition of refined slag
|
编号 |
质量百分数/% |
||||||
|
CaO |
Al2O3 |
SiO2 |
MgO |
FeO |
P2O5 |
S |
|
|
1 |
53.00 |
19.84 |
9.63 |
11.87 |
1.030 |
<0.01 |
1.100 |
|
2 |
55.0 |
30.95 |
5.69 |
3.25 |
1.287 |
<0.01 |
1.170 |
|
3 |
56.00 |
30.10 |
7.37 |
3.49 |
1.373 |
<0.01 |
0.936 |
|
4 |
52.00 |
21.03 |
9.41 |
10.81 |
1.802 |
<0.01 |
1.160 |
|
5 |
55.00 |
28.76 |
7.90 |
5.32 |
1.030 |
<0.01 |
0.998 |
|
6 |
50.00 |
31.70 |
6.44 |
5.74 |
1.716 |
<0.01 |
1.130 |
|
7 |
51.00 |
32.22 |
6.43 |
6.22 |
0.944 |
<0.01 |
1.190 |
|
平均 |
53.144 |
27.8 |
7.55 |
6.67 |
1.31 |
<0.01 |
1.097 |
表2 吹氩前后精炼渣成份分析
Table2 Analysis on the composition of refining slag before and after blowing argon
|
编号 |
状态 |
质量百分数/% |
||||||
|
CaO |
Al2O3 |
SiO2 |
MgO |
TFe |
P2O5 |
S |
||
|
1 |
Ar前 |
43.35 |
33.07 |
12.02 |
4.84 |
3.829 |
0.092 |
0.0760 |
|
2 |
Ar后 |
51.50 |
34.47 |
6.67 |
6.42 |
0.803 |
<0.01 |
0.450 |
|
3 |
Ar前 |
39.14 |
22.71 |
14.33 |
6.72 |
6.242 |
0.372 |
0.393 |
|
4 |
Ar后 |
46.38 |
37.00 |
6.09 |
7.04 |
1.704 |
0.011 |
0.858 |
|
5 |
Ar前 |
58.96 |
23.07 |
8.49 |
5.82 |
1.937 |
<0.01 |
0.335 |
|
6 |
Ar后 |
55.00 |
30.96 |
6.38 |
5.37 |
0.919 |
<0.01 |
0.536 |
|
平均 |
Ar前 |
47.15 |
26.28 |
11.61 |
5.79 |
4.00 |
0.232 |
0.268 |
|
Ar后 |
50.96 |
34.143 |
6.38 |
6.277 |
1.142 |
0.011 |
0.6147 |
|
由表1、2可见，渣中含有50%氧化钙20~30%的三氧化二铝可以得到再利用。可再利用的LF炉精炼渣初步分析为冶炼薄板、方坯、管线钢产生的LF炉高碱度精炼渣。
1.2 对精炼渣处理工艺的试验
对热态精炼渣进行冷却有打水冷却和自然冷却两种方式，对比的结果是：采用冷却过程中打水会造成精炼渣大量变成粉末，含有大量的水，不能再利用，所以不能采用打水冷却的方式，必须采用自然冷却的方式进行冷却，冷却时间需要三天到四天，然后才能进行破碎处理，通过鄂式破碎和震动筛的筛分，选出粒度（5~25mm）适合作为LF炉精炼返回渣使用，对处理合格的LF炉精炼返回渣随机取样的分析结果见表3所示。
表3 LF炉精炼返回渣成份
Table 3 Composition of Returned Slag in LF Furnace Refining
|
试样名称 |
编号 |
质量百分数/% |
||||||
|
CaO |
Al2O3 |
SiO2 |
MgO |
TFe |
P |
S |
||
|
精炼返回渣 |
1 |
43.36 |
39.00 |
6.625 |
6.937 |
1.935 |
≦0.01 |
0.142 |
|
精炼返回渣 |
2 |
42.88 |
40.23 |
6.805 |
6.990 |
1.980 |
≦0.01 |
0.160 |
|
精炼返回渣 |
3 |
41.67 |
40.10 |
6.627 |
6.920 |
2.074 |
≦0.01 |
0.122 |
|
精炼返回渣 |
4 |
40.29 |
40.15 |
6.492 |
6.929 |
2.473 |
≦0.01 |
0.0398 |
|
平均 |
42.05 |
39.87 |
6.637 |
6.944 |
2.115 |
≦0.01 |
0.1159 |
|
回收利用的LF炉精炼渣必须防水操作，防止水份过大，造成对炼钢的危害，必须对加工与存储过程进行防雨处理，所以需要对加工LF炉精炼返回渣的地方建立个厂棚，选择一个靠墙的地方建设了约250m2的加工与存储厂棚。
1.3 对可利用精炼渣的分析统计
经过初步统计分析有1万t的冶炼薄板产生的LF炉高碱度精炼渣便于集中分别管理，可以用于回收再利用。
2 生产试验
通过自然冷却，破碎，准备了近7t的LF炉精炼返回渣的再利用试验用料，并进行了初步生产试验，最后在两个白天进行了9组冶炼Q235钢的试验，没有发现不良影响，试验消耗精炼返回渣与节省活性灰与铝粒的情况见表4所示。
表4 LF炉精炼返回渣再利用使用试验情况
Table4 Utilization Test of Refining Return Slag in LF Furnace
|
序号 |
钢包S /% |
成品S /% |
脱硫率 /% |
活性灰用量 /kg/炉 |
铝粒用量 /kg/炉 |
精炼返回渣用量 /kg/炉 |
|
1 |
0.0144 |
0.007 |
51.39 |
575 |
33 |
294 |
|
2 |
0.0204 |
0.01 |
50.98 |
530 |
33 |
274 |
|
3 |
0.0090 |
0.004 |
55.56 |
484 |
38 |
294 |
|
4 |
0.0082 |
0.002 |
75.61 |
482 |
40 |
293 |
|
5 |
0.0151 |
0.011 |
27.15 |
491 |
43 |
288 |
|
6 |
0.0284 |
0.011 |
61.27 |
778 |
52 |
73 |
|
7 |
0.0101 |
0.005 |
50.50 |
749 |
40 |
255 |
|
8 |
0.0099 |
0.004 |
59.60 |
482 |
41 |
292 |
|
9 |
0.0111 |
0.006 |
45.95 |
670 |
42 |
292 |
|
平均值 |
0.0141 |
0.007 |
53.11 |
582 |
40 |
262 |
|
未加精炼返回渣100炉平均 |
0.0140 |
0.004 |
71.42 |
798 |
81 |
0 |
|
差值 |
|
+0.003 |
-18.31 |
-216 |
-41 |
+262 |
3 试验的讨论分析
3.1 配加LF炉精炼返回渣节省活性灰和铝球的分析
由表4可见，每炉配加262kg/炉精炼返回渣，可以节省活性灰216kg/炉；铝粒41kg/炉，而且化渣速度快，有利于化渣，对节省材料消耗、促进生产有利。
对实验结果分析发现配加精炼返回渣会明显节省铝球和活性灰，但是前期试验还是替代量有一些大，造成成品的含硫量从0.004%增到0.007%,脱硫率从71%降到53%，需要在下一步生产中注意，应当少替代些活性灰。
下一步直接进入生产试验考核。每炉配加约260kg/炉的精炼返回渣，替代活性灰从216kg/炉降到150kg/炉达到不影响到脱硫率的效果。
3.2 LF炉精炼返回渣制品标准的起草与制定
对于生产试验使用的LF炉精炼返回渣制品需要有个质量标准，便于今后的使用管理，其标准为LF炉精炼返回渣制品正式命名为LF炉精炼返回渣，产品标准为：水分（≤2%）、粒度范围（5~50mm）、化学成份(CaO≥35%)，一个批次进行一次检验，以入厂检验为主等产品标准要求。
3.3 使用LF炉精炼返回渣的效益分析
LF精炼返回渣的价格虽然确定为生产使用和加工单位都接受的价格为196元/t，在没有计算节约铝球和节电的效益仅计算节约活性灰的效益是每炉钢配加200 kg/炉LF精炼返回渣节约活性灰150kg/炉（350元/t），创效为0.18元/t钢以上。
4 结论
1）LF炉精炼渣再利用的制品正式命名为：“LF炉精炼返回渣”，制定了LF炉精炼返回渣的产品质量标准。
2）LF精炼返回渣再利用试验取得有利于化渣，节省材料消耗、促进生产的效果，平均每炉配加262kg/炉精炼渣返回渣，可以节省活性灰216kg/炉，铝粒41kg/炉。
3）在LF精炼返回渣价格为196元/t的条件下。配加LF精炼返回渣节约活性灰（350元/t）创效为0.18元/t钢以上。
4）通过炼钢厂的生产试验证明，LF炉精炼渣再利用的精炼返回渣制品可以直接进入生产应用。
5）回收再利用LF炉精炼渣的技术可行，经济效益显著。
参考文献
[1] 张 峰，方德霞．LF热态精炼渣在转炉炼钢厂的循环应用试验[J]．炼钢，2010，01：29-31．
[2] 丁广友，徐志荣，史翠薇，等．LF热态钢渣循环再利用技术的开发与应用[J]．炼钢，2006，04：12-15．
[3] 李国宏，莫文海．LF精炼炉热态钢渣循环利用[J]．冶金丛刊，2009，04：16-
[4] 宋素格，王三忠，王新克．热态下精炼渣的循环利用工艺分析[C]．第十七届全国炼钢学术会议文集：259-264
[5] 马建平，张国平．LF炉用精炼渣性能研究[J]．马钢技术，2000，04：3-5．
[6] 张 峰，方德霞．LF热态精炼渣在转炉炼钢厂的循环应用试验[J]．炼钢，2010，01：29-31．