申请日2017.11.20
公开(公告)日2018.01.30
IPC分类号C22B1/248; C21C7/076
摘要
本发明公开了一种利用轧钢含油污泥和高炉瓦斯灰生产转炉压渣剂的方法，将轧钢油泥和高炉瓦斯灰拉运到造球生产线待用，同时采购石墨粉拉运到造球生产线待用;石墨、高炉瓦斯灰与油泥，按照三者的质量百分比为10：80:10的比例加入普通的立式搅拌机进行搅拌混匀，搅拌均匀后，将其在对辊压球机上压制成为30～50mm的球团，拉运储存到转炉生产线高位料仓待用，转炉冶炼过程中，按照压渣剂的使用工艺加以使用，即转炉冶炼终点倒渣前30s～1min，加入该压渣剂进行消泡压渣作业即可，冶炼的正常工艺不变。
权利要求书
1.一种利用轧钢含油污泥和高炉瓦斯灰生产转炉压渣剂的方法，其特征在于包括下列步骤：1、将轧钢油泥和高炉瓦斯灰拉运到造球生产线待用，造球生产线采用对辊冷压球机生产线，同时采购石墨粉拉运到造球生产线待用;2、石墨、高炉瓦斯灰与油泥，按照三者的质量百分比为10：80:10的比例加入普通的立式搅拌机进行搅拌混匀，搅拌均匀后， 将其在对辊压球机上压制成直径为30～50mm的球团，拉运储存到转炉生产线高位料仓待用;3、转炉冶炼过程中，按照压渣剂的使用工艺加以使用，即转炉冶炼终点倒渣前30s～1min，加入该压渣剂进行消泡压渣作业即可，冶炼的正常工艺不变。
说明书
利用轧钢含油污泥和高炉瓦斯灰生产转炉压渣剂的方法
技术领域
本发明涉及利用轧钢含油污泥和高炉瓦斯灰生产转炉压渣剂的方法，在转炉炼钢过程中使用，最大限度的利用了轧钢含油污泥和高炉瓦斯灰中间的有价值原料，环境和经济效益突出。
背景技术
含油污泥是轧钢含油废水处理过程的必然产物，其体积约占处理污水体积的0.3%～1%，而污泥的处理费用约占整个水处理费用的8%～25%。随着企业生产能力的提高，用水量增大，污泥的排放量也相应增加。含油污泥的特点是含水率较高、体积大、易产生恶臭、因含氧化铁粉粒而比重较大，且呈颗粒状，硬度高、磨损大、含油量高达10%～20%、粘度高、易形成“油泥团”，是一种钢铁企业难以有效处理的含铁固废。
高炉瓦斯泥是高炉冶炼过程中随着高炉煤气携带出的原料粉尘及高温区激烈反应而产生的微粒经湿式除尘而得到的产物。高炉瓦斯泥作为钢铁工业的副产品，其主要成分是含铁氧化物和碳，即从炉顶吹出的铁矿粉和焦粉，铁含量大概在30%左右，碳含量在20%左右。同时由于部分高炉使用的铁矿石中含有一定量的有色金属，一些低沸点的有色金属在高炉内挥发后进入高炉煤气，最终以氧化物的形式在瓦斯泥中富集。高炉瓦斯灰目前还没有一种有效的工艺方法能够有效处理高炉瓦斯灰。
转炉在吹炼终点，需要测温取样的时候，或者在不测温取样直接倒炉出钢的时候，虽然停止了吹氧，但是此时炉内的钢液中间[C]与[O]之间的平衡还远远没有达到平衡，加上炉渣的特点，碱度高，渣中FeO的含量丰富，炉渣的泡沫化程度很丰富，就像洗衣服时候的肥皂粉产生的泡沫一样。由于炉渣的泡沫化程度严重，使得炉渣的高度很高，转炉倒炉倒渣的时候，需要待泡沫渣平静下来才能够倒渣，否则倒渣的时候，会发生炉渣倒在平台上，钢水倒入渣罐等事故。等待炉渣的泡沫自然破裂，需要费时4～10min，在这些时间里面，转炉的高温钢水对于炉衬会产生一定的危害，转炉钢水的温度也有损失，更加重要的是，这种等待时间，延长了转炉的冶炼时间，降低了转炉的生产率，所以几乎绝大多数的转炉采用加入专门的消泡材料来消除和降低转炉炉渣的泡沫化问题，这些专门的材料叫做转炉的压渣剂，在倒渣前加入。转炉炉渣的泡沫化程度取决于4个方面，即(a)炉渣的碱度;(b)炉渣中间高熔点的悬浮物质点的多少，比如CaO.SiO2等。它们是渣液渣膜形成气泡依附的质点;(c)炉渣中间的FeO的含量，它是保证炉渣流动性和渣膜粘度的重要物质;(d)炉渣的温度。故目前国内外的压渣剂都以两种工艺原理制作，来进行消泡压渣的，即物理作用的消泡材料和物理作用和化学作用相结合的消泡材料，一种是利用了降温效果来降低转炉液态炉渣的温度实现压渣的，
查阅文献：(1)姬振兴在2005年“第二届全国冶金节水、污水处理技术研讨会”上公布的题为“轧钢含油浊循环水综合处理技术的研究”的论文中间有“某轧钢厂的泥浆浓度40%，含油量高达11～13，由泵送入三相卧螺机脱水，连续进料，固、油、水三相连续分离，经脱水后水相中仅含有0.05%～0.1%的油及0.3%～0.4%的固体物质，可送人沉淀池返回浊循环水系统。油相中油含量达97%，回收利用。泥饼的含水率仅为14%～16%及很少量的油(～3.0%)主要是氧化铁粉，作为高品位的铁精粉回收利用。”的内容表述;(2)王卫平、张海滨在“第十三届全国大高炉炼铁学术年会论文集”中间公布的题为“首钢迁钢高炉烧结配加固废实践总结”的论文中间有“(高炉瓦斯灰等)固废使用量增加后，烧结矿冶金性能恶化严重，进而影响到高炉，高炉表现为整体料柱透气性变差，全风水平降低”的内容表述。(3)许海川，周和敏等人在2012年第三期的《钢铁》杂志上发表的题为“转底炉处理钢厂固废工艺的工程化及其生产实践”的论文中间有“钢厂含锌粉尘由于在高炉炼铁工艺中无法有效回收，造成了巨大的资源浪费和环境污染。美国和日本等国家采用转底炉工艺处理钢厂固体废弃物尤其是含锌铅的含铁粉尘，目前已经证明是成功的工艺。”的内容表述。(4)吴汉元在2014年第(3)期的《工业加热》杂志上刊登了题为“镁质压渣剂在转炉炼钢过程中的开发和应用”的论文，其中有“新型的转炉压渣剂能够有效降解转炉冶炼后期炉渣泡沫化的高度，增加炉渣的黏度，起到消泡的同时稠化转炉钢渣，实现快速倒炉倒渣(或者不倒渣)出钢的目的，效果优于传统的酸性压渣消泡剂。”的内容表述。
根据以上的内容表述可知：
(1)目前处理轧钢油泥的主要工艺是采用机械设备进行脱水脱油处理。但是没有表述后续油泥的利用方式。
(2)高炉瓦斯灰目前最有效的工艺是采用转底炉工艺处理，但是转底炉的工艺装备投资较高，处理高炉瓦斯灰此类含锌粉尘成本较高。
(3)目前转炉使用的压渣剂按照材料的区分有酸性和碱性两种，还没有使用含有还原性材料和氧化铁材料生产的转炉压渣剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用轧钢含油污泥和高炉瓦斯灰生产转炉压渣剂的方法，将两种固废在转炉冶炼过程中使用，用于转炉钢渣的消泡，不仅能解决轧钢油泥和高炉瓦斯灰难以高效利用的难题，同时还能解决转炉压渣消泡的问题，具有低成本高效率同时处理轧钢油泥和高炉瓦斯灰的优势，同时还具有较强的环保优势。
本发明的目的是这样实现的：一种利用轧钢含油污泥和高炉瓦斯灰生产转炉压渣剂的方法，将轧钢油泥和高炉瓦斯灰拉运到造球生产线待用，造球生产线采用对辊冷压球机生产线，同时采购石墨粉拉运到造球生产线待用;石墨、高炉瓦斯灰与油泥，按照三者的质量百分比为10：80:10的比例加入普通的立式搅拌机进行搅拌混匀，搅拌均匀后， 将其在对辊压球机上压制成直径为30～50mm的球团，拉运储存到转炉生产线高位料仓待用，转炉冶炼过程中，按照压渣剂的使用工艺加以使用，即转炉冶炼终点倒渣前30s～1min，加入该压渣剂进行消泡压渣作业即可，冶炼的正常工艺不变。
本发明方法是利用轧钢含油污泥和高炉瓦斯灰两种固废原料，添加部分功能材料石墨碳，合成生产转炉压渣剂，替代传统的转炉酸性或者碱性压渣剂，在转炉压渣消泡过程中使用，实现瓦斯灰与油泥内的有价值元素的合理回收利用。其中石墨碳的作用是提高油泥和瓦斯灰中间氧化铁的还原几率，减少氧化铁在钢渣中的残存量，消除压渣剂在压渣过程中能够增加炉渣氧化性的负面影响。
本发明的技术原理基于如下的基本原因和机理：
(1)当石灰和白云石被熔解成为渣液后，在渣中有气体溢出时，熔解的渣液成为气体的液膜，由2CaO·SiO2，3CaO·P2O5，MgO，MgO·SiO2等悬浮物质点分割开，随着气体的不断溢出进入渣液的液膜，形成一个个气泡，气泡压力的增大，熔解的渣液体积随着气体的膨胀变大到几十，甚至上百倍，这是转炉泡沫渣形成的原理。
(2)轧钢油泥内的油和高炉瓦斯灰中间的碳，在转炉的冶炼温度条件下能够与氧化铁反应，产生反应气体CO/CO2，在逸出的过程中，与泡沫渣中间的气体合并，气泡内的气体压力增加，会造成泡沫渣破裂，达到破泡压渣的目的，本发明的反应方程式和原理如下：
FeO+C→Fe+CO2(g)↑(1)
FeO+Fe2O3+CnHmOr+Q热→Fe(s)+CO(g)↑+H2O(g)↑(2)
MnO+C→Mn+CO2(g)↑(3)
2ZnO(s)+C(S)=2Zn(g)+CO2(g)↑(4)
本发明的有益效果：利用本发明的工艺生产的压渣剂，替代传统的压渣使用，节约了压渣剂成本，并且轧钢油泥内大部分的油和瓦斯灰中间的碳被作为还原剂使用，其中的含铁物质能够被还原成为金属铁，进入铁液转化为钢水，在有效利用固废的同时，实现了这两种固废内有价值元素的价值最大化，并且不影响转炉冶炼的正常工艺，经济效益和环境效益显著。