[發明專利]一種高溫鋼渣改質劑及改性預處理工藝

有效

• 申請號: 201910357977.1
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110055370B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 饒磊;李幫平;邱艷生;張耀輝;桂滿城;馬孟臣
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C5/36
• 分類號: C21C5/36
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美

本發明公開了一種高溫鋼渣改質劑及改性預處理工藝，屬于鋼渣改性技術領域。它包括含單質硅物質和含單質碳物質，所述含單質硅物質中單質硅含量≥60％；所述含單質碳物質中單質碳含量≥80％。本發明還公開一種高溫鋼渣改性預處理工藝，包括以下步驟：1)向渣罐中預先加入含單質碳物質和含單質硅物質；2)在轉爐出渣時，再向渣罐中同時加入含單質硅物質；3)出渣完畢后，向物料中吹氮氣，同時收集產生的粉塵；4)將步驟3)中吹氮處理后的鋼渣進行熱悶處理。本發明能有效提高鋼渣安定性、易磨性及提高渣鋼回收率。

技術領域

本發明屬于鋼渣改性技術領域，更具體地說，涉及一種高溫鋼渣改質劑及改性預處理工藝。

背景技術

目前，我國累計堆存鋼渣超10億噸，按年產粗鋼8億噸計，每年新增鋼渣量約1億噸，目前鋼渣的資源綜合利用率不足30％，除回收其中含鐵物料，及少量用于水泥、道路等方面，超過鋼渣總量70％的磁選后鋼尾渣尚未得到有效利用，大量堆存的鋼渣占用土地，同時污染土壤，增加大氣中粉塵濃度等。鋼渣利用是資源綜合利用，也是治理環境污染。

鋼渣成分復雜、易磨性差、安定性差及早期強度低等問題是制約鋼渣資源化利用的關鍵因素，因此為從根本上解決鋼渣利用問題，需通過對鋼渣進行改性，國內有很多相關研究，但由于鋼渣高溫改性難度大，很多研究僅停留在實驗室研究階段，工業化實施難度大，主要存在改性劑加入方式、均質化以及溫度補充等問題沒有好的解決方案。

現有技術CN104673965A《一種液態鋼渣在線改性方法》中公開了一種采用一種或多種碳酸鹽物質作為改性劑，直接加入到高溫液態鋼渣中，利用高溫鋼渣顯熱對碳酸鹽分解同時提高鋼渣的堿度，將改性后鋼渣返回用作轉爐造渣劑。該發明主要是通過改性提高提高鋼渣堿度使其具備較好的脫磷效果，從而實現鋼渣在轉爐工序內的循環利用，但是循環到一定次數后鋼渣必然會面臨外排問題，最終還是要考慮鋼渣在其它方面的綜合利用問題，且外排鋼渣堿度較高，伴隨著高含量游離CaO對鋼渣后續綜合利用造成更大難度，本發明并沒有給出具體方案。

授權公告號CN203582742U的實用新型專利《用于鋼渣改性處理的蒸壓反應釜》中公開了一種用于鋼渣改性處理的蒸壓反應釜，通過反應釜內蒸汽與鋼渣中氧化鈣、氧化鎂等物質在蒸壓過程中起化學反應，消除鋼渣體積膨脹同時實現鋼渣粒化，該實用新型與公開號為CN105063255A的現有技術《一種立式鋼渣有壓熱悶蒸壓釜及鋼渣處理方法》中描述的蒸壓釜原理類似，此類方法及裝置對鋼渣安定性的改善及粒化效果有一定效果，但是需要對液態鋼渣進行預處理，且投資及運行成本較高，且據目前運行實踐來看，熱悶鋼渣游離CaO含量2％～3％，雖然較傳統熱潑有所降低，但是仍然難以消除其用于道路及建材方面所面臨的安定性隱患。

公開號為CN101328517A的現有技術《一種鋼渣安定性改質劑及鋼渣安定性處理方法》中一種由高爐渣、石英砂、河砂中的一種或幾種混合物組成的鋼渣安定性改質劑以及通過吹氮氣攪拌的方式進行鋼渣改質的方法。該方法能通過降低鋼渣堿度從而改善鋼渣安定性，但吹入氧氣會使鋼渣中鐵素氧化減少鋼渣中鐵素回收，同時氧化鐵與渣中CaO等非金屬組分結合形成鐵酸鈣等高硬度低膠凝活性礦物，影響鋼渣后續資源綜合利用。

現有技術CN105110660A公開了一種還原氣氛下熔融鋼渣還原調質處理方法，其制備過程是：先將鋼渣與還原性組分調節材料破碎、粉磨至勃氏比表面積200～400m²/kg，摻入適量水，混合均勻后壓制成試餅，烘干，然后置于還原氣氛高溫爐中進行鍛燒(試驗時，先對高溫電爐進行抽真空)，在氣氛保護下鍛燒溫度1300～1600℃，保溫時間30min以上，使各組分在高溫下發生化學反應，最后將還原后的物料經冷卻、破碎、粉磨制備出改性鋼渣粉。該現有技術一方面將鋼渣中的Fe₂O₃、FeO還原成單質鐵，又能在另一方面將鐵鋁鈣相進行分解，釋放出CaO，二者均有利于高膠凝活性的硅酸鹽礦物的形成，從本質上優化鋼渣的礦物組成，提高鋼渣的膠凝活性。該現有技術中提高了單質鐵的回收率，但并未對鋼渣中游離CaO問題采取相應處理措施，該技術并沒有解決鋼渣的安定性問題。

發明內容