阅读说明：本技术 利用铁水罐处理瓦斯灰和转炉泥的方法 (Method for treating gas ash and converter sludge by using hot-metal ladle ) 是由 周云花 但家云 寿擎 陈克武 杨耀明 汤勇 黄辉华 于 2019-11-06 设计创作，主要内容包括：利用铁水罐处理瓦斯灰和转炉泥的方法,工艺流程为原料干燥—原料配矿—混匀—打包装袋—投入铁水罐,包括以下步骤：(1)原料配矿：重量百分比为瓦斯灰40%~60%,转炉泥40%~60%,所述的瓦斯灰成分为TFe=15%~30%,Zn≤1.5%,C=25%~45%,粒度直径≤1mm的占90%以上,水分小于10%；转炉泥成分Tfe=50%~60%,Zn≥1.0%,C≤5.0%,粒度直径≤1mm的占90%以上；烘干后水分小于10%；配合料含炭C=20%~25%,含水量小于10%；(2)投入铁水罐：炼铁高炉出铁时在投放保温剂入口投放,投放时间在铁水罐注满铁水70%~80%时投放,预留5min让混合物在铁水罐中进行反应。(The method for treating the gas ash and the converter mud by using the hot-metal ladle comprises the following process flows of raw material drying, raw material ore blending, mixing, packaging and bagging, and hot-metal ladle throwing, and comprises the following steps of (1) raw material ore blending, wherein the weight percentages of the raw material ore blending comprise 40% ~% of gas ash and 40% ~% of converter mud, the gas ash comprises TFe =15% ~%, Zn is less than or equal to 1.5%, C =25% 3945%, more than 90% of the converter mud with the particle size diameter of less than or equal to 1mm and less than 10%, the converter mud comprises Tfe =50% 3960%, more than or equal to 1.0%, less than or equal to 5.0% of C and more than 90% of the converter mud with the particle size of less than or equal to 1mm, the water content after drying is less than 10%, the mixture contains carbon C =20% ~% and the water content of less than 10%, and (2) the hot-metal ladle is thrown at a heat preservation agent inlet when the hot-metal ladle is tapped from a blast furnace, the hot-metal ladle.)

利用铁水罐处理瓦斯灰和转炉泥的方法

技术领域

本发明属于固体废弃料综合利用技术领域，具体涉及一种利用铁水罐处理瓦斯灰和转炉泥的方法。

背景技术

随着钢铁产业的大力发展，钢铁厂产生大量的固体废弃料，如高炉瓦斯灰、转炉泥等。由于这些固废中含有大量的对钢铁冶炼和钢铁产品有害的元素如锌、铅、钾、钠、氯等，无法简单回配烧结过程综合利用，为此需要探索新的合理有效的综合利用方法。

目前高炉瓦斯灰和转炉泥使用的办法有很多，常用的有：直接回配烧结法，有害元素含量较低，高炉能承受的作为烧结原料直接配用；冷固球团法，将瓦斯灰、转炉泥等掺配一定比例生产冷固球团供炼钢作为冷却剂；利用瓦斯灰、转炉泥生产复合球团加入出铁前的铁水罐。2016年12月《钢铁》杂志上介绍中国鞍钢的处理技术：将冶金尘泥制成双层结构的复合球团，将复合球团加入到铁水罐中，取得了良好的还原效果，利用铁水罐余热和铁水的热能预热复合球，致使复合球团产生自还原并发生微爆裂反应，从而为还原反应提供更多的反应界面、更佳的动力学和热力学条件，实现了含铁、锌尘泥的高效综合利用。其他还有利用回转窑、转底炉等设备和工艺来处理瓦斯灰和转炉泥。

发明内容

本发明旨在提供一种利用铁水罐处理瓦斯灰和转炉泥的方法，在铁水罐加复合球团的基础上进行改进，将瓦斯灰和转炉泥按一定比例配矿、混合使其C/O比达到铁水保温水平，在铁水罐出铁过程中投入铁水罐，在达到综合利用瓦斯灰和转炉泥的目的同时也取到铁水保温的目的。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案：

利用铁水罐处理瓦斯灰和转炉泥的方法，工艺流程为原料干燥—原料配矿—混匀—打包装袋—投入铁水罐，包括以下步骤：

（1）原料配矿：重量百分比为瓦斯灰40%~60%，转炉泥40%~60%，所述的瓦斯灰成分为TFe=15%~30%，Zn≤1.5%，C=25%~45%，粒度直径≤1mm的占 90%以上，水分小于10%；转炉泥成分TFe= 50%~60%，Zn≥1.0%，C≤5.0%，粒度直径≤1mm的占90%以上；烘干后水分小于10%。配合料含炭C=20%~25%，含水量小于10%；

（2）投入铁水罐：炼铁高炉出铁时在投放保温剂入口投放，投放时间在铁水罐注满铁水70%~80%时投放，预留3~7min让混合物在铁水罐中进行反应。

本发明的有益效果：

（1）本发明将瓦斯灰与转炉泥混合投入铁水罐的方法，因为瓦斯灰含炭25%-45%，含水10%以内，转炉泥含铁55%左右，含水20%-30%（使用前烘干至10%以内），两种物质均为钢铁企业所产生的固体废弃料，按照一定比例配合后制成含铁含炭的铁水保温材料，可以为铁水提供热量作为铁水保温剂，同时也达到综合利用瓦斯灰和转炉泥的目的。

（2）本发明方法，可在所有级别大小的高炉生产工艺条件下进行，在高炉出铁水时投放利用，且能保证铁水质量和铁水温度不受影响。本发明在1800m³高炉上使用，在铁水罐注满75%铁水时开始投放。

（3）本发明充分利用了瓦斯灰和转炉泥的特点，瓦斯灰含炭高达30%左右，可以替代保温剂，转炉泥含铁、钙、镁、锌，其中铁、钙、镁都是有益元素，锌在高温铁水以及充足的炭作用下在铁水罐中还原脱除进入炉前除尘系统。该发明方法既处理了瓦斯灰和转炉泥等固体废弃料、又替代了铁水保温剂、同时脱除了转炉泥中的锌。

附图说明

图1 为物料投放对除尘系统运行的影响示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

1800m³高炉利用铁水罐处理瓦斯灰和转炉泥的方法试验原料，工艺步骤：

（1）原料配矿：物料成分如表1。两种原料按1:1混匀，15kg进行包装，合计54包。

（2）投入铁水罐：在高炉出铁场，将包装好的含锌废料投入铁水罐，预留5min左右反应时间，反应产生烟尘经炉前铁水罐位除尘管道收集。不同罐投放量不同。实验完成后，分析不同投放量对铁罐铁水温度的影响，并通过对比实验前后除尘灰成分，分析Zn的收集与富集。

试验数据：投放量与铁水温度如表2，实验罐铁水温度与未参与实验罐铁水温度如表3。瓦斯灰和转炉泥混合物，后面简称配合物。

表3 数据为参与实验的铁水罐在进入转炉前的铁水温度与未参与实验的铁水罐进入转炉前的铁水温度数据（数据来源：现场测温记录）。

试验前后罐位除尘灰成分分析如表4。在实验前罐位除尘放灰并取样进行检测，实验后再次放灰并取样检测，试样分别标记为“试验前” 、“试验后”。

表1：实施例1物料成分表

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表2 投放量与铁水温度

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表3 实验罐铁水温度与未参与实验罐铁水温度（平均值）

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表4 试验前后罐位除尘灰成分分析

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实验结论：

（1）铁水温度与试验原料投放量正相关，说明瓦斯灰和转炉泥配合物在保证炭含量过量的情况下，可以达到提高铁水温度合保温的效果。

（2）实验过程中，投放实验料时未产生大量烟尘和铁水喷溅或爆震的情况，证明在实验投放量的基础上，安全及环保可控。

（3）实验前后罐位除尘灰检测数据显示，除尘灰含锌量在试验后，其含锌量提高接近一倍由0.151%提高到0.299%，但总体含锌量还是比较低。

实施例2：1800m³高炉利用铁水罐处理瓦斯灰和转炉泥的方法。

工艺步骤：

（1）配矿：物料成分如表5，两种原料按1:1混匀。

（2）配矿投入方法：在高炉出铁场，铁罐装入铁水75%约60吨铁之后将包装好的含锌废料配合物投入铁水罐，预留5min左右反应时间，反应产生烟尘经炉前铁水罐位除尘管道收集。每罐铁水投放量一致。实验完成后，分析含锌废料投入对铁罐铁水温度的影响，并通过对比实验前后除尘灰成分，分析Zn的收集与富集。

因含锌物料配合物中含有约22.3%的C，除去还原ZnO及Fe_xO_y所需C还有富余量5.0%左右，可以替代部分铁水罐表面覆盖保温剂，因此在实验开始后，铁水罐投放保温剂的量8包。

实验数据：

本实施例经过两个月的实验研究，第一个月份的数据为实验基准数据，物料投放对铁水温度的影响见表6。表6数据反映：投料实验期间，铁水温度略有提高。

除尘灰含锌量的变化如表7。

表5 实施例2物料成分表

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表6 2017年12月和2018年2月数据对比

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表7 试验前后罐位除尘灰成分分析

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表7为实验开始前及实验中段分别取炉前除尘灰检测分析结果。数据显示，此次实验除尘灰中Zn含量较之前两次实验明显升高，分析原因应该是实验周期拉长后样品代表性增强。由此数据计算含锌物料中Zn进入炉前除尘灰比例为52.98%。计算依据：实验物料含锌：260*0.0168=4.36t，除尘灰含锌：15*44*0.0035=2.31t，进入除尘灰比例：2.31/4.36*100%=52.98%。剩余Zn的去向主要有几个：一是未能进入除尘系统收集逸入大气，二是未还原进入铁水表面炉渣，在进入转炉前扒渣后进入钢渣场，三是由于除尘管道快速温降粘结在除尘管道表面。实验中段，曾通过人孔进入炉前除尘管道观察积灰粘结情况，发现管道壁光洁，未见明显粘结情况。

物料投放对除尘系统运行的影响如附图1所示：实验开始后炉前布袋除尘前后压差的变化对比情况；曲线反映，随实验进行布袋压差未见明显升高情况，说明未出现布袋被含锌粉尘堵塞。

实验结论：

（1）含锌物料（转炉泥：瓦斯灰=1:1）投放铁罐中，其温度及还原剂能确保Zn的还原，通过除尘系统收集含锌粉尘，转移率为52.98%，其余含锌物质通过不同途径转移。

（2）含锌物料投放后，由于配加过量瓦斯灰确保还原剂过剩，具备替代铁水保温剂的作用，保温剂的用量至少降低50%。现场铁水罐运行良好。

（3）从除尘系统压差变化及除尘管道实地勘察情况分析，此次试验对除尘系统的正常运行没有造成影响。