转炉污泥造渣剂的应用

50 2010 年第 33 卷第 1 期 转炉污泥造渣剂的应用 杨洪波 （ 攀 钢钒提钒炼钢厂 ) 摘 要 ：研究了攀钢转炉污泥特性和利用率现状，研制出了用于半钢转炉冶炼的新型复合造渣剂，分析了新型复合造渣剂对转炉终点氧化性、溅渣护炉、钢铁料消耗以及转炉脱 磷 效果的影响， 拓展了转炉污泥的使用途径；使攀钢除尘资源得到了较好的循环经济利用，减轻了环保的压力。 关键词： 转炉污泥 ； 复合造渣剂 ； 半钢炼钢 ； 回收利用 0 引言 转炉除尘系统每天要排放大量 含 有 50%和 15%的污泥，既浪费又污染环境1。如何有效回收污泥中铁资源并保护环境一直 是国内外转炉钢厂近年来关注的焦点。 攀钢炼钢厂现有 5 座公称容量为 120 t 的炼钢转炉，年产钢约 500 万 t，年产转炉污泥约 9 万 t，污泥中含有较高的 时含有部分 前，仅约 5 万 t 污泥资源在炼铁高炉和炼钢转炉 工序中利用 ，利用率不到 60%， 剩余污泥约4 万 t 未得到有效的回收利用， 造成 污泥中 的 铁资源 大量流失 及对 周边环境 造成 污染。 为了进一步消化污泥资源，提高污泥在转炉炼钢上的回收利用，利用污泥配加石英砂压制成球后用作炼钢转炉的造渣剂。试验表明：复合造渣剂有利于转炉脱磷和降低转炉钢铁料 消耗。 同时 使攀钢转炉污泥回收利用率由原来的 高到 80%以上，降低了转炉炼钢生产成本。 1 炼钢转炉污泥作造渣剂 工艺 由于攀钢采用半钢炼钢，硅元素基本在提钒工艺过程中全部氧化，半钢炼钢成渣元素较少，初期成渣较困难， 考虑 到炉渣碱度控制的需要，结合原用复合造渣剂的理化指标，通过利用污泥配加石英砂和锰矿压制成球，将造渣剂中的 制在45% 55%，污泥配加量按 25% 35%控制，造渣剂中 分 控制在 4% 6%，其加工工艺 流程见图 1。 图 1 炼钢转炉污泥作造渣剂加工工 艺流程 2 转炉污泥造渣剂 应用于 炼钢 试验 试验条件及方法 1）原料条件 试验采用的半钢条件和复合造渣剂成分指标见表 1、表 2。 2） 试验方法 转炉污泥 造渣剂分两批加入，保证在吹炼结束前 3 加完， 转炉第二批渣料加入量 小于 1000 。 转炉终点控制出钢 大于 转炉终点枪位保证低枪（ 小于 1.5 m）的时间不低于 1.5 它转炉冶炼过程操作按现有操作要求执行。 试验结果及分析 造渣剂消耗和来渣时间 石英砂 转炉污泥 锰矿 粘结剂 搅拌混合 冷压成形 干燥 焙烧 造渣剂 攀 钢 技 术 51 造渣剂消耗情况和来渣时间见表 3， 由表 3 可见 ： 采用 污泥制作的复合造渣剂用于转炉炼钢工艺上 可行，使炼钢初期渣形成时间缩短了 渣材料石灰和高镁石灰消耗与原生产基本相当；吨钢 复合造渣剂的消耗量与原大生产用 的 复合造渣剂相比上升了 3 5 表 1 半钢化学成分 % C P S 最大 小 均 2 复合造渣剂理化指标 S/% P/% 水分 /% 熔点 / 熔速 /s 要求 5 503 8 41 实际 169 160 表 3 造渣剂试验过程情况统计 来渣时间 /钢 辅料加入量 /本数 /个 石灰 高镁石灰 造渣剂 试验 02 生产对比 31 冶炼过程的脱磷效果 试验磷分配比、硫分配比以及脱磷效率情况见表 4。由表 4 可见，采用该复合造渣剂，脱磷效果明显，试验渣钢间的 (P)/P分配比、 (S)/S 分配比以及脱磷效率均高于对比炉次，由于转炉污泥配制的复合造渣剂中含有 12%以上的 表 2），该复合渣中 要是以铁的氧化物形式存在，复合造渣剂的加入，一方面能够迅速为炉渣提供脱磷所需的 足脱磷的热力学条件，能够提 高脱磷效果；另一方面复合造渣剂的加入，能够助熔，加速了石灰的熔解，既能够快速提高炉渣的碱度，又能够增强炉渣的流动性 5，综合情况表明，转炉污泥复合造渣剂对转炉炼钢渣系的脱磷 、 脱硫更有利。 终点钢渣及溅渣效果 1）终点钢渣的成分及碱度 试验转炉终点钢渣的主要成分及碱度见表 5，渣中 量分布见图 。 表 4 扩大试验脱磷、脱硫能力及脱磷效率统计 项目 脱磷效率 /% 磷分配比 硫分配比 样本数 试验 平均 56 范围 产对比 平均 24 范围 5 试验转炉终点钢渣成分 项目 炉渣成分 /% S 度 试验 47 炉 平均 围 比 24 炉 平均 围 52 2010 年第 33 卷第 1 期 8 1 8 2 0 2 0 2 2 2 2频率/%试验生产图 2 扩大试验渣中 量分布 由 表 5 和图 2 可见，试验终点钢渣的碱度（ 制在 3 4 的水平；终 点钢渣的 范围 试验炉次 终点钢渣中 于 22%的炉次 的 与大生产的终渣 量基本相当。试验情况表明，采用转炉污泥 复合造渣剂用于转炉炼钢不会导致终点钢渣 量升高，对终点钢渣的氧化性不会产生影响。 2） 终点钢渣的岩相结构 试验钢渣的 岩相结构见图 3。由图 3 可见， 试样主要物相为硅酸二钙、硅酸三钙、 （ g） O、铁酸盐相、游离 镁石、金属铁、尖晶石、刚玉等 ， 但以硅酸二钙为主。次为硅酸三钙和 （ O 等， 另一部分为橄榄石、方镁石等构成的混合层 。 硅酸二钙以牛眼状及粒状结构为主，少见柱状结构。 含量为 20%左右，表明钢渣已经具有较好的粘稠性；该渣系适应于溅渣护炉的渣系，试验表明，采用污泥配置的复合造渣剂对溅渣护炉不会产生较大的影响。 3）终点钢渣渣态及溅渣效果 试验的终渣渣态和溅渣效果见表 6。由表 6 可以看出，采用转炉污泥用于复合造渣剂对溅渣护炉未产生影响。 钢铁料消耗 试验钢铁料消耗情况见表 7。 从表 7 可见 ，采用转炉污泥配制的复合造渣剂用于转炉炼钢，可以充分将复合渣中铁进行回收 ，吨钢 降低 1 ； 2 ； 3 4 56 7 8 9 图 3 试验钢渣 岩相结构 表 6 扩大试验转炉终渣及溅渣统计 终渣情况（占总炉数比例 ） /% 溅渣情况（占总炉数比例 ） /% 样本数 /个 好 较好 一般 好 较好 一般 试验 期 03 对比 期 49 表 7 吨钢 钢铁料消耗对比 铁水 /半钢消耗 废钢消耗 合金消耗 污泥球带入钢铁料 钢铁料消耗 合计 试验 期 比 期 结论 1）通过对转炉污泥特性分析，研制出了适合于半钢转炉炼钢的新型复合造渣剂，拓展了转炉污泥的使用途径；使攀钢除尘资源得到了较好的循环经济利用，减轻了环保压力。 攀 钢 技 术 53 2）试验情况表明：采用转炉污泥作复合造渣剂用于转炉炼钢 工艺 上 可行， 应 用过程造渣操作 稳定，缩短了转炉炼钢的来渣时间，提高了转炉脱磷效率和脱磷能力；同时该复合造渣剂 用于转炉炼钢对终点钢渣的氧化性和 溅渣护炉 不会产生影响 ， 有效 地 回收了污泥中的铁资源，对降低转炉炼钢钢铁料消耗起到重要作用。 参考文献 1 陈惠兰 008