轉(zhuǎn)爐鋼渣壓蒸處理改性工藝及其應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種降低轉(zhuǎn)爐鋼渣中游離氧化鈣和氧化鎂含量、提高鋼渣穩(wěn)定性的方法，為利用液態(tài)鋼渣?；幚砗蟮挠酂釋?duì)鋼渣進(jìn)行保溫，并在保溫過(guò)程中加壓，對(duì)?；蟮匿撛M(jìn)行壓蒸處理。利用本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐鋼渣處理工藝，能有效利用鋼渣處理后的余溫，使鋼渣在加工過(guò)程中損失的熱量被合理而有效的利用，節(jié)約能源，提高鋼渣生產(chǎn)附加值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】轉(zhuǎn)爐鋼渣壓蒸處理改性工藝及其應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種改進(jìn)的轉(zhuǎn)爐鋼渣處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中為了造渣往往需要添加一定量的生石灰來(lái)調(diào)節(jié)鋼渣堿度，這樣轉(zhuǎn)爐滾筒鋼渣中就會(huì)存在一定量的生石灰。在鋼渣作為建筑材料時(shí)這些生石灰會(huì)導(dǎo)致其游離氧化鈣(f-CaO)含量超標(biāo)，給鋼渣的資源化利用帶來(lái)了極大的困難。
[0003]鋼渣處理工藝一般從鋼渣綜合利用途徑、節(jié)能和環(huán)境保護(hù)、投資幾方面綜合考慮，在滿(mǎn)足煉鋼工藝順利進(jìn)行下，結(jié)合考慮液態(tài)鋼渣的粒度和流動(dòng)性，選擇相對(duì)合理的處理工藝，達(dá)到渣鐵有效分離，保持鋼渣活性，降低鋼渣的不穩(wěn)定性，處理后的鋼渣再進(jìn)行綜合利用。目前國(guó)內(nèi)外鋼渣處理普遍采用熱悶、熱潑、盤(pán)法、水淬、風(fēng)淬、粉化、滾筒法等濕法工藝，這些工藝均未從根本上解決鋼渣穩(wěn)定性問(wèn)題。
[0004]在國(guó)內(nèi)，武漢鋼鐵(集團(tuán))公司徐國(guó)濤提出將干燥的鋼渣加入到液態(tài)高爐渣中，冷卻后得到水渣，在高溫下與高爐渣反應(yīng)，消解掉煉鋼用石灰或白云石的殘余氧化鈣，與酸性高爐渣形成硅酸鈣或硅酸二鈣，消解游離CaO，讓鋼渣反應(yīng)后成為水渣，水渣經(jīng)水淬處理工藝后，可成為水泥工業(yè)所需要的材料。
[0005]首鋼針對(duì)現(xiàn)有鋼渣處理技術(shù)存在的問(wèn)題，從液態(tài)鋼渣源頭出發(fā)，對(duì)鋼渣余熱回收、快速穩(wěn)定化處理、金屬與尾渣分離以及尾渣深加工利用進(jìn)行了深入研究，形成了一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全流程鋼渣處理及綜合利用技術(shù)。
[0006]寶鋼目前采用的鋼渣處理工藝主要有熱潑、格柵、滾筒法等，以上方法處理的鋼渣都可降低游離氧化鈣的含量，保持鋼渣一定的穩(wěn)定性。其中滾筒法處理的鋼渣顆粒均勻、粒徑小、游離氧化鈣含量低、鋼渣穩(wěn)定性較好，但大部分鋼渣游離氧化鈣含量超過(guò)了綜合利用的技術(shù)指標(biāo)。
[0007]京冶推廣的此工藝的原理是利用200-1500°C的鋼渣傾翻在熱悶裝置中，蓋上裝置蓋，噴水產(chǎn)生飽和蒸汽，利用水汽與鋼洛中的游離氧化鈣(f-CaO)和游離氧化鎂(f-MgO)反應(yīng)產(chǎn)生的體積膨脹應(yīng)力，使鋼渣冷卻、龜裂，鋼渣進(jìn)而粉化，該技術(shù)理論上可以解決鋼渣中f-CaO、f-Mg0造成的鋼渣穩(wěn)定性差的問(wèn)題，但實(shí)際上存在占地面積大、工藝不穩(wěn)定、維保費(fèi)用高等問(wèn)題，單靠熱燜工藝無(wú)法保證鋼渣完全穩(wěn)定化，需要后續(xù)配套壓力設(shè)備進(jìn)行二次壓蒸才能作為綜合利用原料使用。
[0008]目前技術(shù)存在的問(wèn)題:
[0009]1)現(xiàn)有鋼渣處理技術(shù)對(duì)鋼渣不安定因素消解雖有一定效果，但均不徹底，用于建材制品存在較大的安全隱患；
[0010]2)鋼渣的不穩(wěn)定，造成很多綠色建材領(lǐng)域不能使用，附加值很低，且現(xiàn)有游離氧化鈣檢測(cè)方法無(wú)法分開(kāi)Ca (OH) 2和CaO,故無(wú)法依據(jù)該方法判定鋼洛的穩(wěn)定性情況。
[0011]3)渣處理后鋼渣仍有80-200攝氏度的余溫，沒(méi)有合適回收利用途徑，浪費(fèi)能源。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種改進(jìn)的轉(zhuǎn)爐鋼渣處理工藝，采用壓蒸處理的方法，進(jìn)一步消解?；幚砗箐撛械膄-CaO和f-MgO，降低不穩(wěn)定的f-CaO和f-MgO的含量，提高轉(zhuǎn)爐鋼渣穩(wěn)定性，從而使轉(zhuǎn)爐鋼渣可以安全可靠的用于建筑建材行業(yè)，提高鋼渣的附加值和利用途徑。
[0013]本發(fā)明公開(kāi)了一種提高鋼渣穩(wěn)定性的方法，為利用液態(tài)鋼渣?；幚砗蟮挠酂釋?duì)?；幚砗蟮匿撛M(jìn)行保溫，并在保溫過(guò)程中加壓，對(duì)粒化后的鋼渣進(jìn)行壓蒸處理。
[0014]較優(yōu)的，所述?；幚磉x自水淬法、風(fēng)淬法、滾筒法、熱潑法、粒化輪法或盤(pán)潑水冷法。
[0015]所述壓蒸為在溫度大于100°C的飽和水蒸氣下的處理工藝。較優(yōu)的，所述壓蒸處理的條件為:壓力1.2~2.0MPa，溫度150~250°C，持續(xù)壓蒸I~3小時(shí)。
[0016]更優(yōu)的，所述壓蒸處理的條件為:壓力1.2~1.8MPa，溫度150~250°C，持續(xù)壓蒸I~3小時(shí)。
[0017]最優(yōu)的，所述壓蒸處理的條件為:壓力1.2MPa，溫度250°C，持續(xù)壓蒸3小時(shí)。
[0018]較優(yōu)的，所述壓蒸處理時(shí)鋼渣的粒徑小于等于50mm。
[0019]更優(yōu)的，所述壓蒸處理時(shí)鋼渣的粒徑小于等于25mm。
[0020]本發(fā)明還公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)爐鋼渣改性處理工藝，包括如下步驟:·[0021 ] I)鋼渣預(yù)處理:對(duì)液態(tài)鋼渣進(jìn)行?；幚?、初選鐵，獲得預(yù)處理鋼渣；
[0022]2)鋼渣加工:利用?；幚淼挠酂釋?duì)步驟I)制得的預(yù)處理鋼渣進(jìn)行保溫，并在保溫過(guò)程中加壓，對(duì)預(yù)處理鋼渣進(jìn)行壓蒸處理，獲得改性鋼渣；
[0023]3)改性鋼渣的后續(xù)處理。
[0024]較優(yōu)的，步驟I)所述粒化處理選自水淬法、風(fēng)淬法、滾筒法、熱潑法、?；喎ɑ虮P(pán)潑水冷法。
[0025]較優(yōu)的，步驟I)預(yù)處理鋼渣的粒徑小于等于50mm。
[0026]更優(yōu)的，步驟I)預(yù)處理鋼渣的粒徑小于等于25mm。
[0027]所述初選鐵為回收并除去鋼渣中的鐵，較優(yōu)的，通過(guò)初選鐵使預(yù)處理鋼渣中的含鐵量〈2%(質(zhì)量百分比)。
[0028]較優(yōu)的，步驟2)所述壓蒸處理的條件為:壓力1.2~2.0MPa，溫度150~250°C，持續(xù)壓蒸I~3小時(shí)。
[0029]更優(yōu)的，步驟2)所述壓蒸處理的條件為:壓力1.2~1.8MPa，溫度150~250°C，持續(xù)壓蒸I~3小時(shí)。
[0030]最優(yōu)的，步驟2)所述壓蒸處理的條件為:壓力1.2MPa，溫度250°C，持續(xù)壓蒸3小時(shí)。
[0031]較優(yōu)的，步驟3)所述鋼渣的后續(xù)處理為對(duì)步驟2)的改性鋼渣進(jìn)一步粉碎、磁選、篩分，進(jìn)行深加工。
[0032]另外，本發(fā)明還公開(kāi)了前述提高鋼渣穩(wěn)定性的方法及改性處理工藝在鋼渣處理中的應(yīng)用。
[0033]本發(fā)明轉(zhuǎn)爐鋼渣處理改性工藝處理后獲得的鋼尾渣(改性鋼渣)可以用于鋼渣的后續(xù)處理和利用:鋼渣的后續(xù)處理可以將鋼尾渣進(jìn)一步粉碎、磁選，進(jìn)行深加工；鋼渣的利用為將改性工藝處理后的鋼尾渣直接應(yīng)用到水泥、鋼渣混凝土等的生產(chǎn)。
[0034]本發(fā)明轉(zhuǎn)爐鋼渣處理改性工藝能夠利用鋼渣處理過(guò)程中自身的余熱，渣不落地直接對(duì)?；蟮匿撛M(jìn)行增壓處理，在壓蒸過(guò)程中進(jìn)一步消解鋼渣中不穩(wěn)定的f-CaO和f-MgO,獲得改性后更穩(wěn)定的鋼尾渣用于鋼渣的后續(xù)處理和利用。
[0035]本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)為:1)充分利用鋼渣自身余熱，在適當(dāng)加壓的情況下，即可達(dá)到鋼渣穩(wěn)定化處理的目的；2)該壓蒸改性工藝可作為渣處理(如熱潑法、水淬法渣處理等)后續(xù)配套工藝，既能大幅度提高鋼渣利用價(jià)值，又能保證渣不落地，清潔環(huán)保，經(jīng)濟(jì)實(shí)用?？梢?jiàn)，本發(fā)明的改性工藝能大幅度提高鋼渣穩(wěn)定性；拓展鋼渣的應(yīng)用范圍，提高鋼渣附加值；充分回收渣處理余熱，節(jié)約能源 。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1:轉(zhuǎn)爐鋼渣壓蒸處理改性工藝流程圖【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0038]1.實(shí)驗(yàn)材料
[0039]1.1將液態(tài)鋼渣首先進(jìn)行水淬?；幚恚@得粒徑< 25mm的鋼渣，將鋼渣渣不落地直接經(jīng)過(guò)皮帶進(jìn)行傳輸，皮帶頂端和上部各設(shè)置一套除鐵器，對(duì)水淬粒化的鋼渣進(jìn)行初選鐵。將初選鐵后剩余的鋼渣分為兩部分，一部分輸送到壓蒸處理裝置中，利用鋼渣自身余熱，通過(guò)增壓裝置進(jìn)行加壓，達(dá)到壓力1.2MPa，溫度250攝氏度后，持續(xù)蒸壓3小時(shí)，放出鋼渣，通過(guò)篩分獲得水淬粒化處理并壓蒸后的A類(lèi)渣2-4mm、A類(lèi)渣< 6mm作為實(shí)驗(yàn)組；另一部分水淬?；幚淼匿撛贿M(jìn)行壓蒸處理，篩分制得未壓蒸處理的A類(lèi)渣2-4mm、A類(lèi)渣< 6mm作為對(duì)照組。
[0040]1.2將液態(tài)鋼渣首先進(jìn)行熱潑法處理，獲得粒徑< 50mm的鋼渣，然后渣不落地直接經(jīng)過(guò)皮帶進(jìn)行傳輸，皮帶頂端和上部各設(shè)置一套除鐵器，對(duì)熱潑法?；幚砗蟮匿撛M(jìn)行初選鐵。將初選鐵后剩余的鋼渣分為兩部分，一部分輸送到壓蒸處理裝置中，利用鋼渣自身余熱，通過(guò)增壓裝置進(jìn)行加壓，達(dá)到壓力2.0MPa，溫度150攝氏度后，持續(xù)蒸壓I小時(shí)，放出鋼渣，通過(guò)篩分獲得熱潑處理并壓蒸后的B類(lèi)渣2-4mm、B類(lèi)渣< 6mm為實(shí)驗(yàn)組；另一部分熱潑處理的鋼渣不進(jìn)行壓蒸處理，篩分得未壓蒸處理的B類(lèi)渣2-4mm、B類(lèi)渣< 6mm作為對(duì)照組。
[0041]2.實(shí)驗(yàn)方法
[0042]2.1游離氧化鈣含量的檢測(cè)
[0043]對(duì)A類(lèi)渣和B類(lèi)渣的游離氧化鈣含量進(jìn)行檢測(cè)，具體方法參考標(biāo)準(zhǔn)YB/T140-2009鋼渣化學(xué)分析方法中游離鈣的測(cè)定。
[0044]2.2通過(guò)鋼渣混凝土試塊驗(yàn)證穩(wěn)定性[0045]I)鋼渣混凝土的制備:按照普通混凝土制備，由水泥(購(gòu)自海豹水泥公司)、骨料(實(shí)驗(yàn)材料部分的A類(lèi)洛2_4mm、A類(lèi)洛< 6mm、B類(lèi)洛2_4mm、B類(lèi)洛< 6mm)和水按照水泥:骨料:水=350:2300:200的質(zhì)量比混合，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)等工藝硬化而成。
[0046]2 )鋼渣混凝土試塊壓蒸穩(wěn)定性檢測(cè):
[0047]按照GB/T750_1992〈水泥壓蒸安定性試驗(yàn)方法 > 進(jìn)行試塊成型、沸煮和壓蒸。
[0048]按照GB/T50081-2002〈普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) > 進(jìn)行鋼渣混凝土試塊抗壓強(qiáng)度檢測(cè)；試件為邊長(zhǎng)150mm的立方體試件(標(biāo)準(zhǔn)試件)。
[0049]3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0050]鋼渣游離氧化鈣含量及鋼渣混凝土穩(wěn)定性檢測(cè)的結(jié)果見(jiàn)下表1，由表1可知將不同粒徑、不同粒化處理的鋼渣通過(guò)壓蒸處理的方法進(jìn)行改性，A、B類(lèi)渣的f-CaO含量均下降。經(jīng)過(guò)壓蒸處理后鋼渣制備的鋼渣混凝土試塊抗壓強(qiáng)度見(jiàn)表2，由表2看出成型后實(shí)驗(yàn)組7天、28天的壓蒸強(qiáng)度雖然不高，但試塊未損壞，由此可證明前期進(jìn)行原料壓蒸時(shí)已將不穩(wěn)定成分大幅度降低。
[0051 ] 表1鋼渣蒸壓處理改性后檢測(cè)數(shù)據(jù)
[0052]
【權(quán)利要求】
1.一種提高鋼渣穩(wěn)定性的方法，為利用液態(tài)鋼渣粒化處理后的余熱對(duì)粒化處理后的鋼渣進(jìn)行保溫，并在保溫過(guò)程中加壓，對(duì)粒化后的鋼渣進(jìn)行壓蒸處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述?；幚磉x自水淬法、風(fēng)淬法、滾筒法、熱潑法、?；喎ɑ虮P(pán)潑水冷法。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述壓蒸處理的條件為:壓力1.2~2.0MPa，溫度150~250°C，持續(xù)壓蒸I~3小時(shí)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述壓蒸處理的條件為:壓力1.2~1.8MPa，溫度150~250°C，持續(xù)壓蒸I~3小時(shí)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，壓蒸處理時(shí)鋼渣的粒徑小于等于50mm。
6.一種轉(zhuǎn)爐鋼渣改性處理工藝，包括如下步驟: 1)鋼渣預(yù)處理:對(duì)液態(tài)鋼渣進(jìn)行?；幚?、初選鐵，獲得預(yù)處理鋼渣； 2)鋼渣加工:利用粒 化處理的余熱對(duì)步驟I)制得的預(yù)處理鋼渣進(jìn)行保溫，并在保溫過(guò)程中加壓，對(duì)預(yù)處理鋼渣進(jìn)行壓蒸處理，獲得改性鋼渣； 3)改性鋼渣的后續(xù)處理和利用。
7.如權(quán)利要求6所述的改性處理工藝，其特征在于，步驟I)所述?；幚磉x自水淬法、風(fēng)淬法、滾筒法、熱潑法、?；喎ɑ虮P(pán)潑水冷法。
8.如權(quán)利要求6所述的改性處理工藝，其特征在于，步驟I)所述預(yù)處理鋼渣的粒徑小于等于50mm。
9.如權(quán)利要求8所述的改性處理工藝，其特征在于，步驟I)所述預(yù)處理鋼渣的粒徑小于等于25mm。
10.如權(quán)利要求6所述的改性處理工藝，其特征在于，步驟2)所述壓蒸處理的條件為:壓力1.2~2.0MPa，溫度150~250°C，持續(xù)壓蒸I~3小時(shí)。
11.如權(quán)利要求6所述的改性處理工藝，其特征在于，步驟3)所述鋼渣的后續(xù)處理為對(duì)步驟2)的改性鋼渣進(jìn)一步粉碎、磁選、篩分，進(jìn)行深加工。
【文檔編號(hào)】C21B3/06GK103571983SQ201210258482
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】楊剛, 韓甲興, 劉國(guó)威, 王幼琴, 金強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海寶冶鋼渣綜合開(kāi)發(fā)實(shí)業(yè)有限公司, 中冶寶鋼技術(shù)服務(wù)有限公司