[發明專利]一種低成本預熔渣設備及其控制方法

有效

• 申請號: 202010147865.6
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111235355B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 楊波;周顯濤;楊文成;田崗;高泰
• 申請（專利權）人: 日照泰東環保科技有限公司
• 主分類號: C21C7/076
• 分類號: C21C7/076;C21B3/06
• 代理公司: 廣州文衡知識產權代理事務所(普通合伙) 44535
• 代理人: 王茜

本發明公開了一種低成本預熔渣設備及其控制方法，其中低成本預熔渣設備包括第一鋼包；氣流通道；第二鋼包，第二鋼包的側壁上具有第一放渣孔；三相石墨電極，三相石墨電極與第一敞開口相對設置，且三相石墨電極適于相對第一敞開口上下移動；第三鋼包，第三鋼包具有第二敞開口；第一氧槍；第四鋼包，第四鋼包的背離第三鋼包的側壁上具有第三放渣孔；第二氧槍；第五鋼包，第五鋼包的背離第四鋼包的側壁上具有第四放渣孔；第三氧槍；第六鋼包，從第四放渣孔排出的鋼渣適于通過第五敞開口流入第六鋼包內。根據本發明的低成本預熔渣設備生產的預熔渣具有生產成本低和含硫量少的優點。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金領域，尤其是涉及一種低成本預熔渣設備及其控制方法。

背景技術

相關技術中，預熔型精煉渣是采用石灰石(含CaO)、菱鎂礦(含MgO)、白云石(含CaO·MgO)和螢石(含CaF2)在沖天爐、礦熱爐或電弧爐中經過燒結熔制而成，這種渣的熔點很低，能夠以最快的速度熔化，縮短了鋼水在精煉包中的停留時間，強化了冶煉的進行。但是，生產預熔渣的電耗成本和原料成本較高，目前預熔型精煉渣的售價已達到約為3000元/噸。

LF(Ladle Furnace)精煉，由于工藝流程簡便，精煉成本相對較低，已成為開發品種鋼、提高質量的主要精煉方法之一。目前，大多數高質量品種鋼都要經過LF爐精煉處理，以進一步脫硫以及去除鋼中的非金屬夾雜物。在精煉過程中，通常采用CaO-SiO₂-Al₂O₃渣系進行脫硫，全國由此產生的LF精煉廢渣每年可達500-1000萬噸。目前對于LF冶金精煉廢渣，主要的處理方法為將其與普通轉爐廢渣混合堆放在渣場待處理，主要用于筑路，由于渣中CaO含量較高，該渣很難在水泥、陶瓷等行業中大規模利用，外售價格約為幾元/噸。這種處理方法不僅環境污染嚴重，且利用價值極低，白白浪費了大量資源。

研究表明，LF精煉廢渣中含有大量的CaO、SiO₂、A1₂O₃和MgO等物質，這些組分與LF精煉過程中使用的造渣原料成分相近，精煉廢渣是各種造渣料在高溫過程中相互作用、反應而成，在精煉過程中各組分間已經進行了充分反應，形成了大量低熔點復雜物相，因此精煉廢渣的這種“熟料”特點，使其具有很好的熔化特性。精煉廢渣的熔點低、熔化速度快、堿度高、氧化性低，可以替代預熔渣來加速化渣過程。

但是，由于精煉廢渣中硫含量達到0.6～0.8％，硫含量較高，在作為返回料再利用時會發生“回硫”現象，使鋼水中硫含量升高，“回硫”現象限制了精煉廢渣的回收再利用，如何采取有效的再生方式去除廢渣中的硫是從本質上解決LF精煉廢渣冶金資源化利用的關鍵和發展方向。為此人們開展了諸多研究，例如通過高溫氧化處理，以期待通過下列反應將渣中的CaS脫除,從如下熱力學公式來看，在1500～1700℃溫℃范圍時，△G1°值遠小于0，反應會向正反應方向進行，所以氧化脫硫在理論上是可行的。

CaS(slag)+1/2O₂(g)＝CaO(Slag)+1/2S₂(g)

但在研究中發現，在氧化脫硫過程中，精煉渣表面由于供氧狀態良好，表面的精煉渣能與氧氣發生充分的反應，脫硫效率高，吹氧10min的脫硫率可達到88％，能將精煉渣中的硫脫至0.1％以下。但由于吹氧過程中爐氣向精煉渣內部傳氧的效率低，精煉渣內部缺少脫硫所需的氧氣，精煉渣內部氧化脫硫反應的動力學條件差，精煉渣內部脫硫率低，距離吹氧界面200mm深度處的精煉渣脫硫率在20％以下。

由于精煉渣內部脫硫效率低這一問題的存在，目前僅有一些在實驗室內針對精煉渣氧化脫硫進行的坩堝實驗或在小型馬弗爐內進行的氧化焙燒實驗，無法將氧化脫硫技術應用到大規模的工業生產中，還沒有利用LF精煉廢渣來制作預熔渣的產業化報道，缺乏以LF精煉廢渣為原料，利用氧化脫硫技術來制作預熔渣的詳細工業化技術方案。

發明內容