回收冷態鑄余渣在鋼包精煉材料中的應用研究

毛 朋

回收冷態鑄余渣在鋼包精煉材料中的應用研究

毛 朋

（攀枝花鋼城集團有限公司，四川 攀枝花 617000）

煉鋼鑄余渣是一種鋼渣和鋼液的混合體，具有一定的回收利用價值。但若煉鋼鑄余渣得不到妥善處置，積壓堆放就會產生大量揚塵，從而導致環境污染。本文通過研究將低成本鋼包精煉渣系列產品用于煉鋼冶煉，實現冶煉成本降低和資源綜合利用的目標。

冷態鑄余渣；鋼包精煉材料；應用研究

煉鋼鑄余渣是指在連鑄過程中，更換鋼包、中間包時，鋼包、中間包內留下的余鋼余渣，是一種鋼渣和鋼液的混合體，具有一定的回收利用價值。國內大部分鋼廠已經實現了在線循環回收，但還有一部分鑄余渣需要通過冷態回收處理。如果煉鋼鑄余渣得不到妥善處置，積壓堆放會產生大量揚塵，從而導致環境污染［1］。因此，合理利用回收的鑄余渣具有十分重要的現實意義。

1 試驗原理

1.1 鑄余渣成分分析

為解決渣場直接獲得的鑄余渣雜質含量高的問題，本工作提出了鑄余渣的回收處理工藝優化方案，主要是挑選淺色大塊鑄余渣單獨堆放，收集其自然風化后的細粉進行篩分處理。鑄余渣經該回收處理工藝優化后，隨機抽取10組試樣進行化學成分分析，分析結果見表1。

從表1數據可知，這10組鑄余渣尾渣樣品ω（FeO+MnO）平均值為1.90%（小于2.0%），ω（CaO）平均41.57%，堿度平均值為4.12，說明該鑄余渣尾渣屬于高堿度還原性爐渣，具有較好的還原性及精煉能力。

表1 鑄余渣尾渣主要化學成分分析

1.2 產品指標理論設計

以煉鋼生產的汽車用的超低碳鋼為例，該鋼種一般要求成品碳含量≤0.006%，必須采用RH真空精煉裝置進行深脫碳，而預脫氧工藝需保證鋼水中有一定的含氧量，使鋼包頂渣氧化性也相應增加［2］，影響后序鋼水精煉效率及鋼水中鋁的收得率和穩定性，現有鋼包高鋁調渣劑以預熔鋁酸鈣為載體，生產成本高且熔化均勻性較差。為此，根據鑄余渣成分及特點，本研究利用鑄余渣開發一種低成本鋼包調渣劑產品。結合鋼廠現有同類產品指標，設計了鋼包調渣劑產品的理論化學指標，見表2。

表2 鋼包調渣劑產品理論化學指標

1.3 實驗室指標優化

根據表2中對鋼包調渣劑指標的理論設計，課題組選取鑄余渣、鋁粒作為生產鋼包調渣劑產品的原材料，通過調整原材料配比，利用實驗室手段對其脫硫效率、融化溫度、黏度進行測定，由此，課題組得出調渣劑產品實驗室優化指標范圍，詳見表3。

表3 調渣劑產品實驗室優化指標

1.4 產品生產設計

煉鋼所使用的鋼水精煉調渣產品為25kg小袋裝散料產品，此類產品在使用過程中需要人工向鋼包中投入，其工人勞動強度大，且存在較大的安全風險，在使用過程中極易造成揚塵，環保治理難度大。為此，新產品設計成冷壓球團型，通過實驗室試驗和工業生產試驗對冷壓球團的物理指標和生產工藝進行設計，確定了球團物理指標（見表4）。生產工藝流程如下：原材料入廠檢驗、自動稱量配料、送至攪拌機加水攪拌、送至壓球機冷壓成型、自動布料平鋪晾曬、收料檢驗入庫。

表4 冷壓球團物理指標

此類球團型產品可以采用高位料倉自動給料的方式進行投料，不僅可以降低工人的勞動強度，而且能減少粉塵污染，降低安全生產風險。

2 工業試驗

2.1 試驗方案

LF加熱化渣、精煉完成后，按照工藝實際向鋼包渣面投入鋼包調渣劑300～400 kg，要求投料均勻，投料速度不能過快。若鋼包渣較干，有略微結殼現象出現，需進行短暫吹氬操作。

2.2 試驗產品指標

工業試驗用產品理化指標檢測結果見表5。

表5 工業試驗用產品理化指標檢測結果

所生產的鋼包調渣劑產品理化指標均在所設計的范圍之內，滿足試驗要求。

2.3 試驗數據分析及討論

根據試驗方法及要求對試驗進行操作和取樣，并對其試驗數據進行詳細分析討論，結果如下。

2.3.1 渣料消耗情況。試驗料加入量平均為350kg/爐。從對比爐次的其他渣料添加情況看，試驗爐次石灰少加63kg/爐，螢石少加3.9kg/爐，鋁礬土多加2.8kg/爐。

2.3.2 成渣效果。從成渣過程看，隨著精煉過程的逐漸深入，鋼渣越接近低熔點，其吸附夾雜能力越強。

與原用調渣劑相比，新工藝采用鋼包調渣劑，其成渣較快，鋪展性能良好，加入到渣面后，迅速在渣面鋪開。而原工藝條件下，處理完后渣面迅速結殼，保溫和吸附夾雜等冶金功能較差。

2.3.3 爐渣情況。從爐渣成分看，渣中氧化性（FeO+MnO）明顯較對比爐次低，加入鋼包頂渣脫氧改質劑的爐次比對比爐次平均低9.92%。渣中硫含量和硫分配比也均高于對比爐次，加入鋼包調渣劑的爐次比對比爐次平均高2.37。爐渣堿度R曼內斯曼指數MI和對比爐次相當。

2.3.4 鋼水成分情況。考察試驗前后，在LF出站和澆注期間鋼包渣對鋼水的持續保護能力，取樣分析該過程的成分變化情況，從C成分分析，試驗爐次C成分更穩定，從合金成分Si、Mn和Al看，試驗爐次的燒損更小，從雜質元素P和S看，在出站到澆注期間，試驗爐次的夾雜元素去除能力更強。這說明，經過鋼包調渣劑改質后的鋼包渣對鋼水的持續保護能力更強。

2.4 結論

①從爐渣成分看，試驗爐次渣中氧化性（FeO+MnO）明顯降低，加入鋼包調渣劑（高鋁調渣劑）的爐次平均比對比爐次低9.92%。

②對成品和LF出站取樣分析，試驗爐次C成分更穩定，合金成分Si、Mn和Al的燒損更小，在出站到澆注期間，S的去除能力更強。

③從成本分析，因試驗料采用較低廉的鑄余渣作為主要原料之一，其原料成本進一步降低，能在煉鋼冶煉過程中起到降低生產成本的作用。

［1］李希軍，田月平.鑄余渣的綜合處理和利用技術［J］.工程技術，2010（8）：453.

［2］李偉東，孫群，齊磊 超低碳鋼頂渣改質技術研究［C］//第九屆鋼鐵年會論文集.北京：冶金工業出版社，2013.

Study on Application of Recycling Cold Cast Residue in Ladle Refining Material

Mao Peng
（Panzhihua Steel City Group Co.,Ltd.，Panzhihua Sichuan 617000）

Steelmaking residue is a mixture of steel slag and molten steel,which has a certain value of re?cycling.But if the steelmaking residue can not be properly disposed of,the backlog will pile up a large number of dust,which leads to environmental pollution.This paper studied the low cost ladle refining slag products for steelmaking smelting,and reduced the cost of smelting and the comprehensive utilization of re?sources.

cold cast slag；ladle refining material；application research

TF341.9

A

1003-5168（2017）10-0079-02

2017-09-01

毛朋（1985-），男，本科，工程師，研究方向：冶金輔料及耐火材料。