KR脱硫渣的综合利用现状及其氧化去硫研究进展

KR脱硫的渣资源化利用有利于促进钢铁企业的绿色化发展.KR脱硫渣中主要成分为CaO,且含有质量分数为1.0％～2.5％的硫,直接将K R脱硫渣回用于冶炼工艺会导致钢液增硫.若能将渣中的硫脱出,可有效促进KR脱硫渣在钢铁冶炼工艺的资源化利用.因此,针对当前KR脱硫渣综合利用存在的问题,总结分析有关CaS氧化过程的热力学和...     

含钒钛铁水KR脱硫工艺优化

通过对KR脱硫的脱硫剂进行调渣处理,在基本不改变KR脱硫工艺参数的条件下,采用调渣脱硫剂进行KR脱硫,脱硫效率明显提高。脱硫率平均为84.2%,比大生产对比罐次稳定提高3.2个百分点;脱硫剂单耗平均为12.3 kg/t铁,比对比罐次降低1.4 kg/t铁;脱硫渣渣态较好,脱硫渣中TFe含量为10.4%,比大生产降低3.25个百分点;铁水脱硫前后碳、钒含量相当。调渣脱硫剂应用于KR脱硫效果明显,经济效益显著。     

对KR脱硫工艺及技术的调研

本文通过对KR脱硫工艺的技术调研，对KR脱硫工艺与喷吹脱硫在技术与设备、脱硫剂、扒渣、温降、铁损和生产成本等方面进行了综合比较，提出了重钢新区脱硫工艺的建议。     

KR脱硫渣矿物学特征及渣中硫行为

为提高KR脱硫渣的资源化利用水平,利用XRF、XRD、SEM+EDS对某厂KR脱硫渣的矿物学特征进行研究,并用热力学软件FactSage对渣中硫的赋存形式及析出规律进行研究。结果表明,采用石灰系脱硫剂的KR脱硫渣,渣中的主要矿物相为钙铝硅酸盐相、硅酸钙相以及尖晶石相。钙铝硅酸盐相为连续延伸的无定形状,表面光滑平坦,无孔隙和裂纹;硅酸钙相为无规则形状,且表面较为粗糙,有较多的孔隙和裂纹;尖晶石相尺寸大小不一,形状多呈不规则多边板形,少量? 欢ㄐ巫础５蔽露雀哂?220℃时,试验KR脱硫渣中的硫会以SO2的形式存在,CaS约在1220℃时开始析出,CaSO4在1160℃时开始析出,约在1100℃时,CaS和CaSO4的析出量不再随温度的降低而变化,且最终渣中析出CaSO4的较CaS高。     

硫含量对KR脱硫渣中CaS氧化行为的影响

KR脱硫渣中主要成分(CaO)为转炉冶炼的优质造渣原料，但KR脱硫渣中含有质量分数为1.0%～2.5%的硫，直接将其代替活性石灰用作转炉造渣料回用于冶炼工艺会导致钢液增硫。因此，为了实现KR脱硫渣的氧化脱硫，分析渣中硫氧化行为随炉渣中硫含量变化的机理，通过实验室制取KR脱硫渣样品，采用SEM和XRD分析了氧化后炉渣的微观结构、矿物成分，采用红外碳硫分析仪测定了氧化渣样的硫含量。研究表明，在1 693 K,随硫含量增加炉渣脱硫率先增加后减小，炉渣脱硫率均达到80%以上；随硫含量增加氧化渣样中析出的硅酸盐固相质点数逐渐增加。     

KR脱硫渣高温矿物组成及含硫相的析出行为

 KR脱硫渣是KR铁水预处理脱硫工艺的副产品,其磁选后尾渣中CaO质量分数大于50%。可将其用作优质造渣原料返回到转炉炼钢工艺中,降低转炉炼钢的原料消耗。但KR脱硫渣中的硫(w((S))=1.0%～2.5%)成为转炉冶炼循环利用的障碍,直接将其用于转炉冶炼会使钢中的硫含量增加。因此,根据工业KR脱硫渣的化学成分,以合成渣的形式对KR脱硫渣中矿物组成及含硫相的析出行为进行研究,旨在明确KR脱硫渣中各矿物相组成及炉渣中硫的析出行为和赋存状态,为后续通过氧化性气氛有效脱除KR脱硫渣中的硫提供理论参考。采用热力学数据库FactSage 8.0的Equilib模块对CaO-SiO₂-CaS-CaF₂基熔渣的凝固过程进行模拟,利用XRD、SEM-EDS对合成渣样品的矿物组成及微观形貌进行分析、检测。热力学计算结果表明,CaS的析晶温度为1 320 ℃,低于MeO#1相、MeO#2相及2CaO·SiO₂相的析晶温度。炉渣样品的面扫描分析结果表明,在实际凝固过程中,受残余液相黏度增大的影响炉渣中少量硫未能析出形成CaS晶体,则以非晶态的形式赋存在基质相中。KR脱硫渣主要由C₃S相、MeO#1相(CaO固溶体)、MeO#2相(MgO固溶体)、基质相和CaS相等矿物组成。炉渣中的硫主要以游离态CaS晶体形式赋存,少量以非晶态硫的形式赋存。炉渣中CaS晶粒主要沿着先析出的高熔点硅酸盐(C₃S)相边界析出。     

硫含量对KR脱硫渣中硫赋存状态的影响

KR脱硫渣中的CaO是转炉冶炼工艺中重要的造渣原料,将其回用于钢铁冶炼工艺可降低冶金企业的CaO原料消耗,减少企业KR脱硫渣堆积量,节约企业冶炼的经济成本.KR脱硫渣中的2CaO·SiO2 (C2S)在转炉脱磷冶炼过程中可与炉渣中的磷形成稳定的2CaO· SiO2-3CaO· P2O5固溶体,提高磷在渣中的稳定性.将K...     

浦钢公司铁水KR脱硫工艺实践

简要介绍了宝钢集团浦钢公司的铁水KR法脱硫工艺和装备,其具有铁水原料条件不稳定和技术装备先进、自动化程度高的特点。为适应COREX铁水硅高的特点及保证KR的脱硫效果,对开工用铝渣的成分进行了调整,并且采用2次搅拌法脱硫,从热试第1炉的效果看,脱硫效果明显。宝钢集团浦钢公司炼钢厂铁水KR脱硫设备的投产使用,标志着浦钢百年老厂的涅槃重生,同时也是在COREX铁水条件下脱硫的全新尝试。在实际生产过程中,通过优化和完善设备及工艺制度,各项工艺和经济指标也慢慢趋近或达到了设计水平。     

武钢二炼钢KR铁水脱硫生产工艺优化实践

介绍了武钢KR法铁水脱硫工艺、脱硫原理及该法的优缺点,讨论了生产过程中操作因素对脱硫效果的影响.生产实践表明,通过优化操作控制,KR法脱硫效果得到明显改善,温降降低5.4℃,吨钢脱硫剂降低1.55 kg,扒渣时间减小1.2 min,铁损降低0.74 t/罐,完全满足低硫钢的需要.     

宝钢新型钢渣处理工艺及其资源化利用技术

概述了宝钢新型钢渣处理工艺及其资源化利用技术,伴随宝钢20年来发展的过程,简要分析总结了宝钢钢渣处理工艺的技术水平和多样化特征,强调了注重源头管理和工艺革命的必要性、独创性.阐述了宝钢根据钢渣不同特性,针对性全方位利用,拓展资源化利用技术和应用领域的阶段性成果,提出了渣处理工艺及其资源化利用技术的发展方向.     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣工艺试验

为了达到节能降耗的目的,在转炉及KR进行钢包热态铸余渣循环利用的工艺试验。对比分析了转炉及KR循环利用钢包热态铸余渣前后的成渣效果和冶金效果。结果表明,在不需要对现有装备进行改造的情况下,常规炉次每炉加入约30 kg/t的钢包热态铸余渣,可节约消耗钢铁料12 kg/t、石灰4.31 kg/t、烧结矿4.87 kg/t、氧气1.83 m3/t,缩短冶炼时间3.24 min/炉,节省冶炼成本39.43 元/t(钢),降低终点a[O]含量,提高终点脱磷率,在提高钢水质量和冶炼效率、降低炼钢成本的同时,减轻了钢包铸余渣排放对环境的污染,经济效益和社会效益良好。为减小钢包铸余渣中硫含量高对转炉冶炼效果的影响,可采用将钢包热态铸余渣返回KR进行铁水预处理的方式加以循环利用,每罐铁水中加入约27 kg/t的钢包热态铸余渣后,石灰等脱硫剂用量减少82.2%,铁水预处理时间缩短1 min,温降减少4 ℃,回磷率降低2个百分点,脱硫率达到69.4%,同样取得了良好效果。     

转炉渣热闷法直接上线工艺处理概况及应用

转炉渣含丰富的金属氧化物、微量元素及矿物,具有很高的回收利用价值。钢渣热闷法以其环保低耗、回收率高的特点被逐渐应用于钢渣的预处理工艺。简要介绍转炉渣的组成和性能及质量影响因素、焖渣工艺的原理及方法和现状,重点分析研究了某公司突破性地实现了转炉渣焖渣坑直接上线深度处理工艺。该工艺通过分坑倒入转炉渣、多次分段打水、颚破初破和棒磨机细磨后磁选等工艺、设备的优化,解决了当前焖渣工艺存在的焖坑内板结、焖后红块的问题,提高了钢渣质量性能,达到尾渣粒度最小化和金属铁回收量最大化,使其具备直接上线的能力,同时减少了扬尘污染与外排水资源浪费。该工艺实现了:焖渣坑直接上线比例达43%以上,脱碳线上线率达76.3%以上,尾渣破碎后粒度小于10 mm,且处理后尾渣含铁量小于1.06%,金属回收率得到大幅提升,对钢渣的回收利用具有指导意义。      

宝钢含锌尘泥的循环利用工艺简介

对宝钢的含锌尘泥(转炉二次粉尘、电炉粉尘和高炉瓦斯泥)的厂内循环利用进行了研究,通过将含锌尘泥分别应用于铁水三脱、转炉造渣和电炉造泡沫渣工艺对循环利用工艺进行了试验,具体如下:将转炉二次粉尘和电炉粉尘的混合物取代烧结矿粉作为铁水脱磷剂,通过改善流动性,达到了与烧结矿粉相当的脱磷效果,在三脱处理中粉尘中的锌和铅含量得到了明显的富集,为下一步回收处理打下了基础.将转炉二次粉尘和电炉粉尘的混合物通过添加一定量生白云石和锰矿加工成冷压块,在转炉吹炼前期加入,促进了石灰的溶解,改善了前期化渣,提高了脱磷率,LT压块和矿石的耗量减少.造渣剂加入没有引起钢水的增硫明显,粉尘造渣剂的加入对钢水和炉渣成分没有影响.将高炉瓦斯泥通过添加一定量生石灰和生白云石并加工成冷压块后,在电炉熔炼期加入,强化泡沫渣操作,减少金属损失和碳粉用量.瓦斯泥压块加入后对钢水、炉渣成分和电炉的粉尘不会产生明显影响.     

宝钢含锌粉尘用于转炉前期化渣的工艺实践

对宝钢含锌尘泥的厂内循环利用进行了研究，将含锌尘泥用于改善转炉前期造渣的试验表明，促进了石灰溶解，改善了前期化渣，提高了脱硫率，LT压块和矿石的耗量减少。造渣剂加入未引起钢水的明显增硫，对钢水和炉渣成分没有影响。     

铁水脱硫预处理技术在武钢的应用

简要介绍了武钢三座钢厂不同类型铁水脱硫处理的装置、工艺和效果；扩大铁水脱硫能力，显著增加铁水脱硫处理比，已具备年处理70万t以上的能力，可实现铁水全量脱硫处理；阐述了继续采用KR机械搅拌式脱硫装置的原因和选用纯镁脱硫剂的理由；分析了影响铁水脱硫效果和铁水回硫的因素及采取的相应对策。     

含铁渣料在转炉冶炼中的应用

介绍了宝钢集团上海第一钢铁有限公司炼钢厂在氧化铁日益匮乏的情况下，开发使用其它含铁渣料(如铁矿粉球、污泥球、氧化铁球)的试验及其应用情况。详细分析了它们在作为转炉冶炼渣料时的化渣性能、冷却性能、铁元素回收情况以及对其它渣料和钢铁料消耗的影响。     

Development of Slag Recycling Process in Hot Metal Desulfurization with Mechanical Stirring

In order to develop an environment‐friendly steelmaking process, a slag recycling process for hot metal desulfurization by mechanical stirring was designed. The process was developed with 70 kg‐scale hot metal experiments and actual plant tests. The recycled slag has a 70% desulfurization ability compared with that of virgin flux (CaO‐5%CaF₂). The lower efficiency of the recycled slag was caused by SiO₂ contamination carried over from the previous process. There is no particular size requirement for the recycled slag, as the effect of the recycled slag size on the desulfurization ability is small. The ratio of CaO in the recycled slag to total CaO should be less than 60% in order to prevent an increase in the amount of slag. Slag recycling operation can be repeated more than twice when the optimum conditions are applied. The slag recycling process was established in an industrial operation, and consumption of desulfurization flux decreased by 40% with the process compared with that without slag recycling. Slag hot recycling was adopted at another plant where consumption of desulfurization flux decreased by 50% compared to operation without slag recycling. The positive effect of hot slag recycling is estimated to be a result of the temperature of the recycled slag.