高鋁尾渣用于電爐煉鋼生產的應用研究

陳 勇

（攀枝花鋼城集團有限公司，四川 攀枝花 617023）

短流程煉鋼工藝憑借能源和原料多元化的優勢得以快速發展，已經成為建筑用鋼的重要生產方式。某電爐鋼廠采用鋼渣為主要原料生產建筑用鋼，鋼水中S含量較高，為滿足脫硫工藝需要，前期采用預熔型精煉渣和活性石灰混合渣洗工藝，可以滿足生產要求，但成本相對較高。

該地區釩鐵生產企業采用鋁熱法冶煉工藝，同時產生1.5倍于釩鐵產量的高鋁尾渣，且尚未得到有效利用［1］。由于其組成與現有預熔型鋁酸鈣精煉渣相近，如果能用于煉鋼生產，從而實現尾渣的循環利用，會產生較大的經濟和社會價值。

1 高鋁渣特性

高鋁尾渣主體為黑色，其縱向外層為黃色鎂砂變質層（見圖1），中心斷面呈現金屬光澤（見圖2），上部氣孔較多，下部（釩鐵接觸層）相對致密。

將高鋁尾渣經過挑選、破碎處理后，其成分檢測指標見表1。

圖1 整塊剛玉渣餅

圖2 剛玉渣餅內部情況圖

表1 高鋁渣指標檢測結果

從表1中可以看出，高鋁渣中S、P含量均遠低于預熔渣不大于0.08%的要求指標，而且二鋁酸一鈣（CA2）和鎂鋁尖晶石為主晶相。

2 試驗方法

根據文獻［2］處理高爐渣提鈦尾渣的思路，通過在出鋼過程中以高鋁尾渣配加活性石灰對鋼水進行混沖、渣洗，混沖過程中高鋁渣中Al2O3與CaO形成低熔點的12CaO·7Al2O3，達到脫硫化渣的作用。高鋁渣的加入量根據其成分和活性石灰配加量綜合確定為2kg/t鋼。

3 工業試驗及結果分析

3.1 試驗方案

試驗在某廠40t鋼包進行，高鋁尾渣加入量按80kg/爐鋼（噸鋼2kg）控制，出鋼過程中隨合金罐在EBT爐出鋼1/3時，加入鋼包；試驗爐次暫停使用預熔精煉渣，其他合金及石灰的加入量維持不變；根據生產需要在LF爐精煉過程中添加石灰進行調渣；試驗期間，在LF爐工位對鋼水進行取樣。

3.2 試驗結果與分析

試驗鋼種為HRB400，試驗共計進行5爐，使用高鋁尾渣400kg。從鋼包鋼水S變化情況以及LF爐渣化渣情況等方面分析其效果。本次試驗的相關數據見表2。

表2 高鋁渣試驗對比數據

3.2.1 脫硫速度分析

從表3.1可知，試驗爐次的EBT出鋼S含量與LF爐鋼水熔清樣（入罐樣）平均脫硫率為35.82%，對比爐次的LF爐平均脫硫率為24.80%。可見，試驗爐次在相同工序時間內較對比爐次的平均脫硫率提高11.02%。說明加入高鋁渣后，石灰與高鋁渣在此條件下能夠快速形成低熔點鋁酸鈣物相，熔渣脫硫率較好。

3.2.2 化渣情況分析

根據試驗現場觀察，使用高鋁渣后，LF化渣情況與使用對比爐次相當，化渣情況良好，滿足LF爐冶煉工藝要求。

3.2.3 熔渣成分變化

為確定高鋁預熔渣對鋼包渣的影響，本次試驗在LF不同時期分別對爐渣進行取樣分析對比。取樣時間為LF熔清樣和LF出站樣，對應檢測結果見表3。

表3 試驗爐次爐渣檢測結果 單位：%

從試驗情況來看，因高鋁尾渣中MgO含量較對比預熔精煉渣高，致使鋼包渣中MgO含量增加2.0%～3.0%，但是鋼包渣中MgO均在7%以內，據文獻［3］介紹，適量的MgO含量（≤8%）可以降低熔渣對鋼包渣線的侵蝕速度，同時不降低熔渣的精煉性能。

4 結語

以攀西地區的釩鐵冶煉后高鋁渣為主料，通過配加適量活性石灰，可以直接用于建筑用鋼生產，其使用可以達到現有市售鋁酸鈣預熔精煉渣的效果，具有較大的經濟和環保效益，為釩鐵冶煉廢棄物開辟了新的應用途徑。

［1］余利明，蔣玉明.西南地區剛玉渣市場細分及用途定位［J］.資源再生，2010（6）:30-31.

［2］李有奇，柯昌明，甘霖，等.基于攀鋼含鈦高爐渣提鈦尾渣的精煉脫硫劑研究［J］.鋼鐵釩鈦，2008，29（4）:26-31.

［3］郝寧，王新華，劉金剛，等.Mg含量CaO-Al2O3-SiO2-MgO精煉渣脫硫能力的影響［J］.煉鋼，2009，25（4）:16-19.