深还原渣制钛硅铁合金试验研究

用深还原渣为原料，硅铁和石灰作还原剂和熔剂添加剂，在电弧炉中电硅热还原冶炼铁硅铁合金。钛硅铁合金产品在１５０ｋｇ中频感应炉取代３０ＴｉＦｅ，成功冶炼出含Ｔｉ钢种。     

采用矿热电炉-立磨机技术利用金川冶炼弃渣生产合金铁低硅硅铁和矿渣微粉可行性探讨

金川集团公司镍冶炼系统每年产出160万t镍熔融渣,渣场堆存冷渣5000万t。采用中空电极等离子矿热电炉,处理冷渣和部分热渣,生产合金铁、低硅硅铁,工艺技术成熟,技术经济指标较好,大中型矿热电炉设备制造完全国产化,投资省效益好;二次渣成分与高炉渣接近,采用辊式立磨机生产矿渣微粉,性能优异成本低,是全部综合利用冶炼弃渣的有效途径。     

镍冶炼新渣型成分范围选择

为了改善镍冶炼弃渣还原提铁条件,对镍火法冶炼渣型进行改型研究。采用FactSage热力学软件绘制了FeO-SiO₂-CaO-Mg0渣系相图,进行了熔化温度热力学计算,并结合实验室测定结果对其进行验证。研究结果表明,在FeO-SiO₂-CaO-MgO四元系相图中存在显著的熔化温度低于1200℃的低熔点区域。FactSage模拟和实验验证显示,当Ca0含量为10%～15%、MgO含量为7%～9%、Fe/SiO₂为1.5～1.8时,半自熔渣熔点最低,介于1 100～1 250℃范围内,既可满足镍冶炼工艺要求,亦为后续提铁创造条件。     

钙法提钒尾渣的绿色资源化利用

以钙法提钒尾渣为研究对象,通过对尾渣成分、物相和主要元素赋存状态的分析,在结合前人研究的基础上,提出了钙法提钒尾渣通过物理法和火法冶金分离技术制取含钒铁合金及含钛炉渣的综合利用途径。研究表明：提钒尾渣经摇床脱硫处理后,分离出石膏渣和含钒富铁料,石膏渣供水泥厂使用,含钒富铁料配加一定比例的还原剂、粘接剂成球后,在矿热炉进行熔分还原冶炼,可获得钒含量3%左右的含钒铁合金及TiO₂含量36%左右的还原渣,含钒铁合金可用于含钒钢水合金化;还原渣可用于高钛渣冶炼。能实现钙法提钒尾渣中的有价元素铁、钒、钛等有效提取与回收以及减轻环保压力。     

80t LF精炼特殊钢的热态返回渣的循环应用

首钢精炼82B、40Cr、20CrMnTi、60Si2Mn等钢种采用LF循环利用热态返回渣工艺。LF使用热态还原循环渣精炼特殊钢时,补加合成渣（或活性石灰）200～400kg/炉,适当增加电石消耗量,并用铝粒、电石、硅铁粉对渣脱氧。生产实践表明,采用该工艺使精炼脱硫率达到50%以上,LF后钢水氧活度≤10×10^-6,并使LF造渣料-合成渣减少5kg/t_钢,埋弧渣减少2kg/t_钢,冶炼成本降低7元/t_钢。热态精炼渣具有较高的回收利用价值。     

铜钴冶炼渣还原造锍熔炼回收铜和钴

从试验上验证了铜钴硫化矿冶炼新工艺的可行性,并着重研究了新工艺中铜钴冶炼渣还原造锍熔炼阶段还原剂焦炭用量、硫化剂黄铁矿用量、熔炼温度和保温时间对铜钴回收率的影响。结果表明,加入铜钴冶炼渣质量分数6%的焦炭和20%的黄铁矿,在1 350℃熔炼3h,弃渣含铜、钴可分别降至0.12%和0.074%,产品铜钴锍中铜、钴回收率分别达到92.95%和89.95%。贫化渣主要物相为铁橄榄石(Fe2SiO4)和磁铁矿(Fe3O4),铜钴锍主要物相为硫化亚铁(FeS)、钴铁硫化物(Fe0.92Co0.08S)、吉硫铜矿(Cu8S5)。     

铝镇静钢浇余渣在AOD炉冶炼的应用

介绍了AOD炉冶炼不锈钢的工艺特点,阐述了冶炼过程中导致渣料、还原剂消耗量大的根源。以降低AOD炉物料消耗为目的,利用铝镇静钢浇余渣高熔点、低碱度的特点,通过调整冶炼工艺和工业试验,将铝镇静钢浇余渣应用到AOD炉冶炼不锈钢过程中。试验表明:将铝镇静钢浇余渣加在AOD炉还原期能够替换部分石灰,有效地解决了AOD炉冶炼过程热量不足导致Cr元素高氧化的问题;通过数据分析和对比得出最佳使用量为20~30 kg/t,由此可降低石灰10~15 kg/t、硅铁4~6 kg/t、萤石3~5 kg/t,吨钢成本降低约35元,工序能耗大幅下降。     

金川提镍弃渣提铁基础研究

为给金川冶炼弃渣提铁半工业性、工业性试验提供理论依据和工艺参数，对弃渣提铁反应的热力学进行了理论探讨；用体系的初、终态ＦｅＯ浓度，结合反应过程还原剂失重速度测定动力学参数的方法，着重研究了弃渣提铁反应的动力学，还研究了影响反应速度的因素和一、二步法还原工艺。     

AOD炉采用双渣工艺冶炼1Cr13钢的实践

为了降低1Cr13不锈钢的冶炼成本,邢钢将AOD炉单渣操作改为双渣操作,以降低脱碳期石灰加入量;并采用一次还原后补加石灰,来保证终渣质量。实践表明:AOD炉单渣变双渣操作后,对于碳含量要求较高的1Cr13钢,后续炉渣碱度变化对增碳等产生的影响较小,并且前期渣量明显减少,石灰、萤石及硅铁每炉分别少用1 100~1 300,320~419及174~190 kg。     

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。     

高铁锰矿粉熔融还原生产富锰渣新技术

富锰渣是电炉冶炼硅锰合金的原料,而高炉法是冶炼富锰渣的主要方法,但该方法存在工艺流程长,焦炭消耗量大,铅、锌等易挥发金属影响冶炼等问题。提出了高铁锰矿熔融还原冶炼富锰渣新技术,该技术具有工艺流程短,不需要消耗焦炭,铅、锌等金属可以综合回收等优点。试验研究结果表明,高铁锰矿熔融还原生产富锰渣工艺是可行的,在还原温度为1 400 ℃、还原时间为20 min的条件下,渣铁可以完全分离,铁、锰回收率高。     

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。     

用矿热炉和摇炉生产金属锰的工艺探讨

该工艺是在矿热炉中用焦炭还原锰铁矿石,将还原反应的温度控制为1500℃以下,渣碱度ω(CaO)/ω(SiO2)为0.16,SiO2的质量分数为18%,生产出的富锰渣中MnO的质量分数不小于70%,同时有副产物碳素锰铁产生。然后将富锰渣热兑入摇炉中,加石灰精炼生产调和渣,使其碱度提高到2.0,这样有利于脱除磷、硫,并降低SiO2的活度。最后在摇炉中加入工业硅还原调和渣中的锰,获得锰质量分数不小于99%的金属锰,节能效果明显。     

热态铸余渣返转炉利用的研究与实践

铸余渣是连铸浇注结束后残余在钢包内的钢水和炉渣，传统的铸余渣冷态回收法存在污染大、效率低、金属损耗大等缺点，铸余渣热态回收利用逐步受到重视。根据不同钢种的铸余渣特性，同时结合铁水中元素与铸余渣反应原理，确定了热态铸余渣返转炉利用的工艺路径：超低碳钢种的热态铸余渣返回时，向铁水包中倒入30～40 t铁水，承接2～3炉铸余渣，直接倒入转炉进行冶炼，吨钢石灰下降4.3 kg,脱磷率提高3.6%;其他钢种的热态铸余渣返回时，向铁水包中倒入60～70 t铁水，承接4～5炉铸余渣后返倒罐进行受铁，吨铁脱硫镁粉下降0.14 kg。该工艺的热态铸余渣返回转炉冶炼比例达到72.5%,有效地利用了铸余渣的冶金功效，钢铁料消耗从1 095 kg/t下降到1 090 kg/t,降低了5 kg/t,取得了显著的经济效益。     

转炉高硅铁水双渣法高效生产技术实践

针对转炉传统高硅铁水双渣冶炼周期长、金属收得率低、消耗高等问题,对转炉冶炼高硅铁水进行了工艺优化.采用低成本的石灰石替代石灰造前渣,通过控制炉渣碱度、炉温快速脱Si等方式,有效避免了转炉冶炼喷溅,提高了金属收得率,降低了转炉熔剂消耗、冶炼生产周期和环保冒烟风险等.工艺优化后石灰消耗减少19.2 kg/t,冶炼周期平均缩短208 s,钢铁料消耗降低6.4 kg/t.     

“全三脱”工艺流程中脱碳渣返回脱磷转炉利用

 为了在“全三脱”工艺流程中实现炉渣的高效循环利用,将[w((P2O5))]较低的热态脱碳炉终渣通过渣罐兑入脱磷炉继续发挥脱磷作用。分析结果表明,提高返回渣量及脱磷渣磷分配比均可显著降低脱磷炉石灰消耗量,当渣钢磷分配比及返回渣量控制合适时,脱磷炉可不加入石灰而使半钢磷质量分数达到目标值。对脱碳炉渣在脱磷炉冶炼中的再熔化过程进行计算分析,随着铁水中硅元素的氧化,脱碳渣碱度降低而不断熔化,逐渐发挥脱磷作用。在“全三脱”工艺流程中成功开发了转炉渣热态循环利用工艺,脱磷率提高约6%,返回脱碳渣加入量约为67.13 kg/t,石灰、轻烧白云石和萤石分别节约9.37、1.15 和2.45 kg/t,半钢温度提高约7 ℃。     

高冰镍浸出渣还原浸出工艺研究

以湿法冶炼高冰镍过程中产生的高冰镍浸出渣为研究对象,采用二氧化硫对高冰镍渣加压还原浸出,考察了初始硫酸浓度、液固比、通气方式、浸出温度和浸出时间对高冰镍渣还原浸出过程铜、铁行为的影响;对还原浸出液采用置换沉淀和冷冻结晶的方法,对还原浸出中铜和铁进行分离回收。结果表明：在初始硫酸浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应时间3 h、反应温度90℃、二氧化硫分压0.15 MPa的条件下,铁和铜的浸出率分别为99.35%、77.46%,浸出液中铁几乎全部为亚铁离子;在硫酸含量20～30 g/L、温度70℃、铁粉加入量5.7 g/L、反应时间40 min的条件下,对还原浸出液进行置换沉铜,沉铜率达到了99.70%,渣含铜为67.91%。在温度—10℃、保温时间20～30 min、初始硫酸浓度100 g/L的条件下,对沉铜后液进行冷冻结晶制备硫酸亚铁,铁沉淀率达到了72.6%,七水硫酸亚铁纯度达到了92.93%。     

硅铁渣在锰硅合金中的应用简析

硅铁渣作为硅铁合金冶炼过程中的中间产物,未能被有效的利用,资源闲置浪费,通过对硅铁渣成分的检验分析,硅铁渣中的[Si]在冶炼过程中能够起到还原作用,既可代替部分焦炭,还可以提升炉温以提高合金硅含量。通过在锰硅生产过程中配加硅铁渣试验,能够达到提升炉底温度,提高合金硅含量的效果。     

含贵金属及镍铜铁的浸出渣处理工艺试验

叙述了含贵金属及镍铜铁的浸出渣酸解焙烧水浸的工艺流程及酸解焙烧水浸的试车过程,针对水浸渣处理存在铜、镍的回收效果差和钙铁渣的铁品位低问题,试验采用低冰镍进行中和还原,低冰镍在镍、铜得到富积后再返至冶炼厂用来生产水淬高冰镍,取得了较好的效果。     

贫化铜渣熔融还原提铁试验研究

研究以贫化铜渣为对象,首先对贫化铜渣熔融还原进行理论分析,并进行试验考察炉渣碱度、碳氧比、冶炼时间和冶炼温度四个因素对铜渣中铁元素回收率的影响。试验结果表明,(1)贫化铜渣熔融还原提铁合理的试验参数为:铜渣碱度0.3~0.5,碳氧比为1.15~12,冶炼温度为1 500~1 550℃,冶炼时间为40~45 min;(2)在合理试验参数下,铁元素回收率在90%以上,铜元素全部进入金属相;(3)试验获得了铁含量88%~90%,铜含量4.2%~4.6%的含铜铁,可望用于耐候钢等舍铜钢种的冶炼。尾渣中SiO2含量高达50%以上,可使用制备矿物棉等高附加值产品,从而实现铜渣资源的全部高附加值利用。