釩鈦特色資源綜合回收利用技術(shù)論文
1前言
進(jìn)入21實世紀(jì)，我國鋼鐵工業(yè)持續(xù)快速增長，致使資源及環(huán)境壓力越來越大，同時隨著鋼材價格持續(xù)走低，導(dǎo)致企業(yè)的利潤空間被極大壓縮，多數(shù)企業(yè)處于微利或萬損狀態(tài)，再繼續(xù)走傳統(tǒng)的以犧牲高能耗、低效率利用資源的道路已不符合時代要求。為此，如何充分利用鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品、廢棄渣等，以替代或減少轉(zhuǎn)爐冶煉過程中原材料的消耗，實現(xiàn)資源的綜合利用，降低鋼鐵生產(chǎn)成本以及環(huán)境污染，是目前鋼鐵企業(yè)面臨的關(guān)鍵間題。本工作以此為著眼點，針對承鋼釩鈦特色，通過對煉鋼過程中生產(chǎn)的副產(chǎn)品、廢棄渣等回收，并通過不斷的工藝研究，使之循環(huán)利用到煉鋼生產(chǎn)中，實現(xiàn)了資源的綜合利用，降低了生產(chǎn)成本.
2具體研究思路
2. 1技術(shù)背景
河北鋼鐵股份有限公司承德分公司(以下簡稱“承鋼”)具有得天獨厚的釩鈦資源優(yōu)勢，被譽(yù)為中國北方的釩鈦工業(yè)基地，為充分發(fā)揮釩鈦資源優(yōu)勢，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，生產(chǎn)采用雙聯(lián)工藝，即提釩+半鋼煉鋼生產(chǎn)工藝，含釩鐵水在入煉鋼轉(zhuǎn)爐之前要經(jīng)過提釩處理得到釩渣，以回收含釩鐵水中的釩元素，再使用釩渣生產(chǎn)相應(yīng)的釩合金等釩產(chǎn)品，提釩后的鐵水稱之為“半鋼”，然后再入煉鋼轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼生;在實際生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝存在以下問題:
(1)由于半鋼中Si, Mn等元素含量為痕跡，煉鋼爐渣組分單一，成渣速度慢;傳統(tǒng)工藝使用螢石化渣，加入量控制在4-6kg/t，但存在時間短、易返干，大量使用會增加噴濺，加劇對爐襯侵蝕的間題，另外由于螢石的主要成分為CaF2，生產(chǎn)過程不利于環(huán)保。
(2)煉鋼過程中生產(chǎn)的副產(chǎn)品除塵灰、煉鋼尾渣、氧化鐵皮以及鋼包拆除后的包料等外賣或外排，沒有加以充分利用。
(3)提釩產(chǎn)生的副產(chǎn)品釩渣全部生產(chǎn)成氮化釩鐵、釩鐵等釩合金，而加工釩產(chǎn)品需要投入大量的人力、物力及財力，因此使用氮化釩鐵、釩鐵等進(jìn)行釩的合金化成本較高
針對以上存在間題以及承鋼特色，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品、廢棄物為原材料進(jìn)行回吃利用，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行一系列的工藝優(yōu)化及技術(shù)改進(jìn)，并推廣使用，以實現(xiàn)資源綜合利用及企業(yè)降本增效。
2. 2主要技術(shù)方案
由于承鋼所用鐵水中含V, Ti, Cr等微量元素，為提取鐵水中的釩元素，采用雙聯(lián)工藝，即鐵水經(jīng)提釩轉(zhuǎn)爐提釩處理后得到半鋼和釩渣，半鋼入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼，釩渣送釩化廠加工為釩鐵合金。
由于半鋼中Si,Mn等元素含量痕跡，因此在煉鋼過程中爐渣Si02, Ti02等酸性氧化物含量很少，致使?fàn)t渣組分單一、堿度高、粘度大、流動性差，所以其化渣效果不佳，從而造成化渣時間長，渣料消耗升高，也限制了濺渣護(hù)爐效果及爐齡的提高。目前，為改善半鋼煉鋼化渣效果，主要使用螢石進(jìn)行造渣，但使用螢石造渣，存在對轉(zhuǎn)爐爐襯侵蝕嚴(yán)重、濺渣效果不良等一系列問題.
由于鐵水經(jīng)提釩后用半鋼煉鋼，半鋼中Si, Mn等元素含量痕跡，煉鋼過程依靠渣中Fe0化渣，爐渣二元堿度高達(dá)5.0以上，爐渣是典型的鐵鈣渣系。
為了改善這種半鋼煉鋼冶金性能不良的渣系，以及充分利用承鋼特色資源，將煉鋼工序所產(chǎn)生的廢棄物(鋼包拆包料、煉鋼尾渣等)及副產(chǎn)品(釩重新渣)應(yīng)用于生產(chǎn)，實現(xiàn)資源綜合利用，降低成產(chǎn)成本。
具體工藝方案為:
(1)鋼包渣在煉鋼工序的綜合利用
承鋼采取半鋼-煉鋼轉(zhuǎn)爐-精煉-連鑄機(jī)的工藝路線，生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量的鋼包渣其化學(xué)成分，半鋼煉鋼過程中充分利用鋼包渣中MnO, Si02, A1202等成分，使初期渣形成適當(dāng)堿度、多組元、高氧化性渣，使得初期渣熔點相應(yīng)降低，成渣時間縮短，促進(jìn)石灰熔化，加快初期渣成渣速度，提高爐渣冶金效果。
將其作為轉(zhuǎn)爐調(diào)渣劑應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐造渣，可以起到代替石灰增加轉(zhuǎn)爐渣量，改善渣系，并且在整個過程中降低爐渣有效堿度，使單純依靠Fe0化渣的現(xiàn)象所緩和，渣中Fe0含量大幅度降低。
(2)鋁鎂球在煉鋼工序的綜合利用
將鋼包拆包廢料作為主要原料配制成分所示的鋁鎂球化渣劑，其重要成分為A1202及Si02,均為半鋼造渣的有益元素，能夠有效彌補(bǔ)半鋼造渣所欠缺的Si02, A1203。在以Ca0為基的堿性爐渣中，鋁鎂球中的A1202能夠與Ca0形成一些低熔點的化合物，能夠促使2Ca0 Si02的形態(tài)發(fā)生改變，達(dá)到化渣的目的，起到調(diào)整渣系結(jié)構(gòu)的作用。
(3)復(fù)合化渣球在煉鋼工序的綜合利用
將轉(zhuǎn)爐廢渣料作為主要原料配制成分所示的復(fù)合化渣球，利用其中含有較高的Si02和Mg0起到了提高半鋼煉鋼爐渣有效堿度，縮短成渣時間的作用，同時替代部分白云石及螢石。另外由于轉(zhuǎn)爐煉鋼爐渣堿度通常大于3.0，石灰在渣化過程中其表面會形成質(zhì)地致密、熔點高的`2Ca0 SiO,阻礙著石灰進(jìn)一步的渣化。加入復(fù)合渣球，增加冶煉前期渣中的Mg0和Mn0，確保渣中Mg0的質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于過飽和狀態(tài)，可減少爐渣對爐襯中Mg0的侵蝕。渣中含有較高的Mn0，能在渣中形成Mn0Si02化合物，其熔點為12850C，可使2Ca0Si02解體，促進(jìn)石灰進(jìn)一步渣化。
復(fù)合化渣球使用方法:
在開吹前隨底灰加入復(fù)合渣球8-12kg/t，吹煉過程視化渣情況再補(bǔ)充少量該化渣劑，原則上不使用螢石，返干時加入復(fù)合渣球3 -5 kg / t。復(fù)合渣球中Mg0含量與白云石相近，為保證終渣Mg0含量在合理區(qū)間，應(yīng)同時等量減少白云石的用量。
3結(jié)語
(1)結(jié)合承鋼特色資源，將煉鋼工序所產(chǎn)生的鋼包渣、鋼包拆包料、尾渣重新應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼生產(chǎn)，可以改善半鋼煉鋼以鐵鈣渣系為主的單一渣系，有效的縮短了初期渣成渣時間，提高爐渣冶金能力;其中鋼包渣屬于煉鋼白綜合物料，成本較低，鋁鎂球及復(fù)合化渣劑利用煉鋼廢棄物料為主要原料，制成化渣球，以上物料均為煉鋼所產(chǎn)生的廢棄物，應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐半鋼煉鋼生產(chǎn)，實現(xiàn)了資源綜合利用及企業(yè)降本增效。
(2)使用釩渣進(jìn)行釩合金化的的生產(chǎn)工藝，打破了傳統(tǒng)以價格昂貴得釩合金等貴重金屬的合金化方式，并簡化生產(chǎn)工藝流程，降低成產(chǎn)成本，開辟一條新型的低成本節(jié)能型煉鋼途徑，實現(xiàn)了資源綜合利用及企業(yè)降本增效。
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