電渣二次利用于鋼水精煉脫硫中的研究
發(fā)布時間：2021-07-14 00:23
電渣重熔作為一種特種鋼冶煉技術(shù)在整個冶金行業(yè)具有舉足輕重的作用,目前電渣重熔中使用精煉渣主要還是以70%Al2O3+30%CaF2為主,其中CaF2選用于高品位螢石礦,螢石是一種不可再生資源,隨著螢石資源日益枯竭,價格也越來越高,這是冶金行業(yè)所面臨的共同問題。目前絕大多數(shù)鋼廠在重熔完畢后直接將用過一次的廢渣丟棄,一些企業(yè)也嘗試將電渣重復(fù)利用,但是利用量很少,因此如果能有效地將電渣返回渣進行處理并且能再次應(yīng)用到鋼水精煉脫硫中,對于降低成本改善環(huán)境具有重要的意義。本文主要通過高效地處理電渣返回渣,最大程度地脫去渣中的硫,再將處理過后的返回渣與現(xiàn)場取回的精煉渣以及根據(jù)理論在實驗室用純試劑配制的精煉渣進行熔點、黏度和鋼水脫硫試驗對比,以此來證實電渣返回渣二次利用于鋼水精煉脫硫的可行性。結(jié)果表明,通過將電渣返回渣平鋪在1100℃的大氣下進行氧化焙燒能有效地將渣中的硫以氣相的形式去除,在此條件下渣中的脫硫率能高達65%左右。通過將處理過后的電渣返回渣與其他兩組精煉渣對比發(fā)現(xiàn),電渣返回渣的熔點略高于精煉渣,平均熔...
【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】：67 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
627℃時CaO-SiO2-Al2O3-MgO（5％）四元渣系的硫容量曲線圖
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖1.2CaO-Al2O3-SiO2多元活度圖1.2常見的精煉渣的分類與性能1.2.1合成精煉渣簡介合成精煉渣是生產(chǎn)潔凈鋼的最簡便精煉手段，它可以有效地進行脫氧、脫氣、脫硫等去除有害元素及非金屬夾雜物。1950~1960年合成精煉渣在前蘇聯(lián)被大量投入生產(chǎn)中，當時所采用的精煉渣的成分比例大體為：CaO50％，Al2O330％，SiO230％，F(xiàn)eO≤0.5％[15]。但是大量的點狀夾雜物會出現(xiàn)在這樣的生產(chǎn)過程中。1960年左右，我國多家特殊鋼廠引入渣洗工藝冶煉軸承鋼[16]。現(xiàn)如今世界各地大部分鋼廠都是利用出鋼時鋼水的沖擊力使鋼水與渣充分接觸，然后通過精煉實現(xiàn)脫氣、脫硫、脫氧及夾雜物等有害元素的目的。合成精煉渣是提前加入鋼包爐內(nèi)的，出鋼時鋼水的沖擊力形成對精煉渣的攪拌作用，為達到精煉目的，精煉渣要有較高的堿度、低氧活度、低熔點及低粘度高流動性。目前合成精煉渣系主要有CaO-CaF2渣系、CaO-Al2O3渣系、CaO-Al2O3-CaF2渣系、等。其中CaO含量都在45％～60％左右，Al2O3在2％～30％，SiO2在15％～20％[17]。渣洗過程中鋼液中的硫與渣中的CaO發(fā)生反應(yīng)生成CaS而去除，夾雜物與被乳化的渣滴碰撞時吸附。同化進而隨渣滴上浮而被排出。渣洗后適當?shù)丶哟髷嚢枇Χ瓤稍龃笤摻佑|面積以及促進渣滴上浮，從而有效地提高精煉效果。
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文的aSiO2，可使氧離子的活度增大從而促進脫硫。MgO的脫硫能力稍低于CaO，在鋁酸鈣中含有少量的MgO對改善脫硫效率是有利的。當渣中MgO的含量在4.5％~8.8％之間時對脫硫反應(yīng)影響不大[22]。當MgO的含量增加時，Ls也不斷提高；但是過高含量的MgO會使渣的熔點變高，使渣迅速稠化從而惡化脫硫動力學(xué)條件，對于CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系來說，當Al2O3含量在15％~25％之間，MgO含量大于10％時，熔渣即進入固液兩相區(qū)。所以可以認為渣中MgO的最佳含量為6％~8％，當超過此值，脫硫效果會迅速惡化[18]。（4）爐渣堿度對脫硫的影響爐渣的堿度通常用堿性氧化物與酸性氧化物的濃度之比R=CaO/SiO2來表示，爐渣的堿度對整個冶金過程有很大的影響。在鈣系精煉渣系中，脫硫反應(yīng)主要是靠渣中的活性CaO來提供氧離子，渣的堿度越高，脫硫能力就越強，Ls隨R的增加呈遞增趨勢，但當R＞5以后增幅逐漸變校雖然渣的堿度增大，渣中CaO含量增加，爐渣的黏度也變大，使得渣鋼界面硫擴散成為主要限制性環(huán)節(jié)，使脫硫動力學(xué)條件變差，再繼續(xù)提高熔渣堿度會使脫硫效果惡化[18]。從二元堿度和光學(xué)堿度兩個方面的影響得出鋼水脫硫需要渣控制在一個合適的堿度范圍，即R=3.5~5.0之間。下圖1.3是鋼渣二元堿度對硫分配系數(shù)的影響[23]。圖1.2硫的分配系數(shù)與堿度的關(guān)系國外LF精煉渣堿度較高（有時渣中CaO含量可高達65％），而國內(nèi)LF精煉渣堿度多數(shù)處于中低水平（1.6~30）[24,25]。某國內(nèi)鋼廠LF爐精煉渣堿度為
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋼包鑄余渣作為轉(zhuǎn)爐脫磷助熔劑理論及實踐[J]. 唐萍,李敬想,周海,彭情亮,劉炳宇,李具中. 鋼鐵. 2016(03)
[2]我國螢石礦選礦技術(shù)進展[J]. 李麗匣,劉廷,袁致濤,張晨. 礦產(chǎn)保護與利用. 2015(06)
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[8]LF鋼渣返回利用的脫硫研究[J]. 趙俊學(xué),李小明,郭家林,黃敏,馬杰. 煉鋼. 2009(04)
[9]精煉鋼渣硫賦存形式及含硫相形成機理[J]. 何環(huán)宇,倪紅衛(wèi),甘萬貴,林路. 鋼鐵. 2009(03)
[10]LF爐熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用技術(shù)的應(yīng)用[J]. 解養(yǎng)國,吳耀光,胡玉暢,賈紅芳. 中國冶金. 2008(07)
博士論文
[1]鋼渣中有價組元回收及資源化利用的基礎(chǔ)研究[D]. 崔玉元.東北大學(xué) 2013
碩士論文
[1]40噸LF爐精煉渣系優(yōu)化與研究[D]. 周英明.中南大學(xué) 2007
本文編號：3283018
【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】：67 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
627℃時CaO-SiO2-Al2O3-MgO（5％）四元渣系的硫容量曲線圖
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文圖1.2CaO-Al2O3-SiO2多元活度圖1.2常見的精煉渣的分類與性能1.2.1合成精煉渣簡介合成精煉渣是生產(chǎn)潔凈鋼的最簡便精煉手段，它可以有效地進行脫氧、脫氣、脫硫等去除有害元素及非金屬夾雜物。1950~1960年合成精煉渣在前蘇聯(lián)被大量投入生產(chǎn)中，當時所采用的精煉渣的成分比例大體為：CaO50％，Al2O330％，SiO230％，F(xiàn)eO≤0.5％[15]。但是大量的點狀夾雜物會出現(xiàn)在這樣的生產(chǎn)過程中。1960年左右，我國多家特殊鋼廠引入渣洗工藝冶煉軸承鋼[16]。現(xiàn)如今世界各地大部分鋼廠都是利用出鋼時鋼水的沖擊力使鋼水與渣充分接觸，然后通過精煉實現(xiàn)脫氣、脫硫、脫氧及夾雜物等有害元素的目的。合成精煉渣是提前加入鋼包爐內(nèi)的，出鋼時鋼水的沖擊力形成對精煉渣的攪拌作用，為達到精煉目的，精煉渣要有較高的堿度、低氧活度、低熔點及低粘度高流動性。目前合成精煉渣系主要有CaO-CaF2渣系、CaO-Al2O3渣系、CaO-Al2O3-CaF2渣系、等。其中CaO含量都在45％～60％左右，Al2O3在2％～30％，SiO2在15％～20％[17]。渣洗過程中鋼液中的硫與渣中的CaO發(fā)生反應(yīng)生成CaS而去除，夾雜物與被乳化的渣滴碰撞時吸附。同化進而隨渣滴上浮而被排出。渣洗后適當?shù)丶哟髷嚢枇Χ瓤稍龃笤摻佑|面積以及促進渣滴上浮，從而有效地提高精煉效果。
武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文的aSiO2，可使氧離子的活度增大從而促進脫硫。MgO的脫硫能力稍低于CaO，在鋁酸鈣中含有少量的MgO對改善脫硫效率是有利的。當渣中MgO的含量在4.5％~8.8％之間時對脫硫反應(yīng)影響不大[22]。當MgO的含量增加時，Ls也不斷提高；但是過高含量的MgO會使渣的熔點變高，使渣迅速稠化從而惡化脫硫動力學(xué)條件，對于CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系來說，當Al2O3含量在15％~25％之間，MgO含量大于10％時，熔渣即進入固液兩相區(qū)。所以可以認為渣中MgO的最佳含量為6％~8％，當超過此值，脫硫效果會迅速惡化[18]。（4）爐渣堿度對脫硫的影響爐渣的堿度通常用堿性氧化物與酸性氧化物的濃度之比R=CaO/SiO2來表示，爐渣的堿度對整個冶金過程有很大的影響。在鈣系精煉渣系中，脫硫反應(yīng)主要是靠渣中的活性CaO來提供氧離子，渣的堿度越高，脫硫能力就越強，Ls隨R的增加呈遞增趨勢，但當R＞5以后增幅逐漸變校雖然渣的堿度增大，渣中CaO含量增加，爐渣的黏度也變大，使得渣鋼界面硫擴散成為主要限制性環(huán)節(jié)，使脫硫動力學(xué)條件變差，再繼續(xù)提高熔渣堿度會使脫硫效果惡化[18]。從二元堿度和光學(xué)堿度兩個方面的影響得出鋼水脫硫需要渣控制在一個合適的堿度范圍，即R=3.5~5.0之間。下圖1.3是鋼渣二元堿度對硫分配系數(shù)的影響[23]。圖1.2硫的分配系數(shù)與堿度的關(guān)系國外LF精煉渣堿度較高（有時渣中CaO含量可高達65％），而國內(nèi)LF精煉渣堿度多數(shù)處于中低水平（1.6~30）[24,25]。某國內(nèi)鋼廠LF爐精煉渣堿度為
【參考文獻】：
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[5]中國螢石礦開發(fā)利用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析[J]. 孔志崗,朱杰勇,楊杰. 化工礦物與加工. 2011(04)
[6]電渣重熔過程中渣成分變化的研究[J]. 陳艷梅,趙俊學(xué),樊君,崔雅茹,李小明,路曉濤. 特殊鋼. 2010(06)
[7]中國螢石產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略思考[J]. 牛麗賢,張壽庭. 中國礦業(yè). 2010(08)
[8]LF鋼渣返回利用的脫硫研究[J]. 趙俊學(xué),李小明,郭家林,黃敏,馬杰. 煉鋼. 2009(04)
[9]精煉鋼渣硫賦存形式及含硫相形成機理[J]. 何環(huán)宇,倪紅衛(wèi),甘萬貴,林路. 鋼鐵. 2009(03)
[10]LF爐熱態(tài)鋼渣循環(huán)利用技術(shù)的應(yīng)用[J]. 解養(yǎng)國,吳耀光,胡玉暢,賈紅芳. 中國冶金. 2008(07)
博士論文
[1]鋼渣中有價組元回收及資源化利用的基礎(chǔ)研究[D]. 崔玉元.東北大學(xué) 2013
碩士論文
[1]40噸LF爐精煉渣系優(yōu)化與研究[D]. 周英明.中南大學(xué) 2007
本文編號：3283018
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