阅读说明：本技术 电炉炼钢用造渣剂及其制造方法 (Slag former for electric furnace steelmaking and manufacturing method thereof ) 是由 陈荣欢 施允 王如意 柳向椿 于 2019-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电炉炼钢用造渣剂及其制造方法,该造渣剂包括以下重量配比的原料：硅钢酸性污泥60-80%、用后镁碳砖10-25%、粘结剂5-10%、镁砂0-15%和碳粉0-15%。该制造方法包括步骤1：冷轧酸性废水处理后产生的硅钢酸性污泥经脱水处理,备用；步骤2：拆解下来的用后镁碳砖经破碎处理,备用；步骤3：把60-80%的硅钢酸性污泥、10-25%的用后镁碳砖、5-10%的粘结剂、0-15%的镁砂和0-15%的碳粉投入混料机充分混合均匀；步骤4：把混合均匀的料经压球机压制后经自然脱水或烘烤脱水,形成造渣剂。本发明将硅钢酸性污泥加工成炼钢必须的造渣剂产品,能替代部分轻烧白云石等炼钢用原材料。(The invention discloses a slag former for electric furnace steelmaking and a manufacturing method thereof, wherein the slag former comprises the following raw materials in parts by weight: 60-80% of silicon steel acid sludge, 10-25% of used magnesia carbon brick, 5-10% of binder, 0-15% of magnesia and 0-15% of carbon powder. The manufacturing method comprises the following steps of 1: dehydrating the silicon steel acid sludge generated after the cold rolling acid wastewater treatment for later use; step 2: crushing the disassembled used magnesia carbon brick for later use; and step 3: putting 60-80% of silicon steel acid sludge, 10-25% of used magnesia carbon brick, 5-10% of binder, 0-15% of magnesia and 0-15% of carbon powder into a mixer for fully and uniformly mixing; and 4, step 4: and pressing the uniformly mixed materials by a ball press, and then dehydrating by natural dehydration or baking to form the slag former. The invention processes the silicon steel acid sludge into the slag former product necessary for steelmaking, and can replace part of the raw materials for steelmaking such as light burned dolomite and the like.)

电炉炼钢用造渣剂及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种冶金企业固体废弃物及其处理方法，尤其涉及一种电炉炼钢用造渣剂及其制造方法。

背景技术

硅钢冷轧酸洗工艺产生的酸性废水处理后产生大量的酸性污泥，酸洗废水处理后产生的酸性污泥其主要成分以钙、镁、铝、铁的氧化物为主，其主要的化学组成见表1：

表1：冷轧酸性污泥主要化学组成，（wt %）

CaO

SiO<sub>2</sub>

Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>

MgO

T.Fe

S

P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>

Cl

T.C

15~28

5~10

8~17

10~25

15~25

0.1~1.0

0.1~2.0

0.1~1.0

1.0~5.0

目前，酸性污泥的处理方式主要是付费寻求水泥企业进行协同处置，但因污泥成分复杂且含有一定的镁，水泥企业处置利用时也存在较大的困难。另外，随着环保要求的提高，污泥外运处理处置也越来越困难，不仅途径越来越少，且费用也越来越高。

电炉炼钢过程中，为脱除钢水中硫、磷等杂质，进行钢水保温、保护炉衬，防止钢水再次氧化等，需要加入石灰、轻烧白云石等造渣剂材料进行熔炼。利用冶金固废资源开发钢铁冶炼必须的造渣剂产品，主要集中在炼钢尘泥方面。炼钢尘泥，其主要成分是铁的氧化物，全铁（T.Fe）的含量一般都大于40%，用于开发造渣剂产品，可有效降低成本，回收冶金固废资源。对于硅钢酸洗废水处理后产生的酸性污泥，其全铁含量一般都小于25%，当前主要是付费外委处置，成本较高。

钢铁生产过程中，耐火材料是不可或缺的。钢包、炼钢炉等使用寿命到后拆解下来的大量用后耐材如何进行有效处理利用也是一个重要的问题。对于拆解下来的用后耐火材料，经挑选后，部分品质好的重新再生利用，剩余的大都用于基建工程填坑填埋等，并未实现较好的处置利用价值。

中国发明专利CN1083892C公开了一种用炼钢转炉污泥生产炼钢造渣剂的方法，把炼钢转炉除尘污泥配加燃料和附加物，经混匀，挤压制成砖坯，砖坯经干燥，使用轮窑或隧道窑进行烧结，而后破碎、筛分制成炼钢复合渣。

中国发明专利CN101413042B发明了利用炼钢污泥为主要原料，生产一种成渣快的造渣剂；该专利的造渣剂是由下述重量配比的原料组成：炼钢污泥25～35％、高硅质锰矿25％、石英砂35～45％、氯化镁5％。

中国发明专利CN103131818B公开的一种转炉炼钢用造渣剂及其制备方法，主要是利用转炉污泥和轧钢氧化铁皮，该造渣剂的质量组成百分比：转炉污泥50～55％，轧钢氧化铁皮35～45％，胶粘剂5～10％。

中国发明专利申请CN106277705A发明公开的是将不锈钢生产过程中产生的含铬、含镍等污泥脱水烘干后直接返不锈钢冶炼处置利用的一种方法。

转炉炼钢污泥主要成分是Fe2O3、FeO、CaO等，用于造渣剂大都需要添加锰矿、白云石、石英砂等原料，增加了回收利用的成本；不锈钢含铬含镍污泥直接返炼钢对冶炼设施腐蚀将增大，长期会影响到设施寿命，且这些与硅钢酸性污泥是两类固废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电炉炼钢用造渣剂及其制造方法，将硅钢酸性污泥加工成炼钢必须的造渣剂产品，能替代部分轻烧白云石等炼钢用原材料。

本发明是这样实现的：

一种电炉炼钢用造渣剂，包括以下重量配比的原料：硅钢酸性污泥60-80%、用后镁碳砖10-25%、粘结剂5-10%、镁砂0-15%和碳粉0-15%。

所述的硅钢酸性污泥主要包括以下重量配比的成分：15-28%的CaO、5-10%的SiO₂、10-25%的MgO、15-25%的T.Fe、10-17%的Al₂O₃、3-6%的T.C、不超过5%的杂质和不超过1%的Cl。

所述的杂质包括P₂O₅和S。

所述的用后镁碳砖包括70-90%的MgO和10-30%的C。

所述的粘结剂包括水泥熟料、化学糊精、水玻璃、面粉中的一种或几种。

一种电炉炼钢用造渣剂的制造方法，包括如下步骤：

步骤1：冷轧酸性废水处理后产生的硅钢酸性污泥经脱水处理，备用；

步骤2：拆解下来的用后镁碳砖经破碎处理，备用；

步骤3：把60-80%的硅钢酸性污泥、10-25%的用后镁碳砖、5-10%的粘结剂、0-15%的镁砂和0-15%的碳粉投入混料机充分混合均匀；

步骤4：把混合均匀的料经压球机压制后经自然脱水或烘烤脱水，形成造渣剂。

在所述的步骤1中，经脱水处理的硅钢酸性污泥的含水率小于10%。

在所述的步骤2中，经破碎处理的用后镁碳砖的粒径小于0.3mm。

在所述的步骤4中，造渣剂的尺寸为30-60mm，造渣剂的含水率小于3%。

在电炉冶炼时，造渣剂通过料仓或料篮加入电炉，代替轻烧白云石使用。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明将硅钢酸性污泥加工成炼钢必须的造渣剂产品，降低了企业固废委外处置的总量，消除了硅钢酸性污泥委外处置的环境事件风险，节约了大量的委外处置费用。

2、本发明制成的造渣剂可替代部分轻烧白云石等炼钢用原材料，节约了白云石等炼钢原材料的消耗。

3、本发明采用的硅钢酸性污泥中含有约20%的FeO，有利于冶炼渣系间相的平衡，抑制了钢水中单质铁进入渣相的量，间接的提高了金属的收得率。

4、本发明工艺简单、操作方便、成本低，具有较好的环境和经济效益。

具体实施方式

一种电炉炼钢用造渣剂，包括以下重量配比的原料：硅钢酸性污泥60-80%、用后镁碳砖10-25%、粘结剂5-10%、镁砂0-15%和碳粉0-15%。

所述的硅钢酸性污泥主要包括以下重量配比的成分：15-28%的CaO、5-10%的SiO₂、10-25%的MgO、15-25%的T.Fe（全铁）、10-17%的Al₂O₃、3-6%的T.C、不超过5%的杂质和不超过1%的Cl。所述的杂质包括P₂O₅和S。

所述的用后镁碳砖包括70-90%的MgO和10-30%的C。

所述的粘结剂包括水泥熟料、化学糊精（CMC）、水玻璃、面粉等原料中的一种或几种。

一种电炉炼钢用造渣剂的制造方法，包括如下步骤：

步骤1：冷轧酸性废水处理后产生的硅钢酸性污泥经脱水处理，备用。优选的，所述的经脱水处理的硅钢酸性污泥的含水率小于10%。

步骤2：拆解下来的用后镁碳砖经破碎处理，备用。优选的，所述的经破碎处理的用后镁碳砖的粒径小于0.3mm。

步骤3：把60-80%的硅钢酸性污泥、10-25%的用后镁碳砖、5-10%的粘结剂、0-15%的镁砂和0-15%的碳粉投入混料机充分混合均匀。

步骤4：把混合均匀的料经压球机压制后经自然脱水或烘烤脱水，形成造渣剂。优选的，所述的造渣剂的尺寸为30-60mm，造渣剂的含水率小于3%。

在电炉冶炼时，由上述步骤制造的造渣剂通过料仓或料篮加入电炉，根据冶炼品种可代替50-100%的轻烧白云石使用。

实施例1：造渣剂由71%的硅钢酸性污泥、24%的用后镁碳砖、3%的水泥熟料和2%的CMC投入混料机，混匀后压球，形成造渣剂。在电炉冶炼时，每炉钢水使用3吨造渣剂，进行造渣冶炼，替代了部分轻烧白云石，使用效果良好。

实施例2：造渣剂由65%的硅钢酸性污泥、20%的用后镁碳砖、8%的镁砂、3%的水泥熟料、2%的CMC和2%水玻璃投入混料机，混匀后压球，形成造渣剂。在电炉冶炼时每炉钢水使用4吨，进行造渣冶炼，替代了部分轻烧白云石，使用效果良好。

实施例3：造渣剂由75%的硅钢酸性污泥、12%的用后镁碳砖、5%的碳粉、3%的水泥熟料、3%的面粉和2%水玻璃投入混料机，混匀后压球，形成造渣剂。在电炉冶炼时每炉钢水使用2吨，进行造渣冶炼，替代了部分轻烧白云石，使用效果良好。

实施例4：造渣剂由61%的硅钢酸性污泥、18%的用后镁碳砖、10%的镁砂、5%的碳粉、3%的水泥熟料和3%的面粉投入混料机，混匀后压球，形成造渣剂。在电炉冶炼时每炉钢水使用3吨，进行造渣冶炼，替代了部分轻烧白云石，使用效果良好。

实施例5：造渣剂由79%的硅钢酸性污泥、10%的用后镁碳砖、5%的碳粉、3%的水泥熟料和3%的水玻璃投入混料机，混匀后压球，形成造渣剂。在电炉冶炼时每炉钢水使用2吨，进行造渣冶炼，替代了部分轻烧白云石，使用效果良好。

实施例1-5中取用的硅钢酸性污泥包括S、SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、P₂O₅、T.Fe、T.C、Cl，其成分含量如表2所示：

表2 实施例取硅钢酸性污泥的主要化学组成，（wt%）

	实施例1硅钢酸性污泥	实施例2硅钢酸性污泥	实施例3硅钢酸性污泥	实施例4硅钢酸性污泥	实施例5硅钢酸性污泥
						S	0.99	1.0	0.5	0.6	0.8
SiO<sub>2</sub>	6.9	6.9	5.2	6.3	5.8
						Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	14.8	16.4	11.5	12.3	15.2
CaO	27.9	26.8	22.4	19.8	25.1
						MgO	13.2	12.4	19.6	17.8	22.8
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	1.6	1.4	1.2	0.8	1.8
						T.Fe	19.7	19.8	15.6	21.6	22.3
T.C	4.8	4.5	4.0	2.3	3.6
						Cl	0.46	0.37	0.33	0.25	0.64

实施例1-5中制成的造渣剂的化学成分如表3所示：

表3 冷轧酸性污泥研制的电炉炼钢用造渣剂主要化学组成，（wt %）

	CaO	SiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	MgO	T.Fe	S	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	Cl	T.C
										实施例1	19.3	5.2	9.8	27.2	14.3	0.61	1.1	0.30	8.5
实施例2	17.9	4.6	10.1	29.8	12.9	0.56	1.0	0.29	6.8
										实施例3	16.9	4.9	8.3	24.6	11.9	0.38	0.9	0.30	10.8
实施例4	15.3	3.9	7.9	25.9	12.6	0.30	0.7	0.28	9.1
										实施例5	21.2	5.6	12.1	23.1	15.2	0.25	0.6	0.25	5.2

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。