高鋁尾渣用于電爐煉鋼生產(chǎn)的應(yīng)用研究

陳 勇

（攀枝花鋼城集團(tuán)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(yōu)勢(shì)得以快速發(fā)展，已經(jīng)成為建筑用鋼的重要生產(chǎn)方式。某電爐鋼廠采用鋼渣為主要原料生產(chǎn)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(yù)熔型精煉渣和活性石灰混合渣洗工藝，可以滿足生產(chǎn)要求，但成本相對(duì)較高。

該地區(qū)釩鐵生產(chǎn)企業(yè)采用鋁熱法冶煉工藝，同時(shí)產(chǎn)生1.5倍于釩鐵產(chǎn)量的高鋁尾渣，且尚未得到有效利用［1］。由于其組成與現(xiàn)有預(yù)熔型鋁酸鈣精煉渣相近，如果能用于煉鋼生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)尾渣的循環(huán)利用，會(huì)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)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(zhì)層（見(jiàn)圖1），中心斷面呈現(xiàn)金屬光澤（見(jiàn)圖2），上部氣孔較多，下部（釩鐵接觸層）相對(duì)致密。

將高鋁尾渣經(jīng)過(guò)挑選、破碎處理后，其成分檢測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表1。

圖1 整塊剛玉渣餅

圖2 剛玉渣餅內(nèi)部情況圖

表1 高鋁渣指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

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

2 試驗(yàn)方法

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

3 工業(yè)試驗(yàn)及結(jié)果分析

3.1 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)在某廠40t鋼包進(jìn)行，高鋁尾渣加入量按80kg/爐鋼（噸鋼2kg）控制，出鋼過(guò)程中隨合金罐在EBT爐出鋼1/3時(shí)，加入鋼包；試驗(yàn)爐次暫停使用預(yù)熔精煉渣，其他合金及石灰的加入量維持不變；根據(jù)生產(chǎn)需要在LF爐精煉過(guò)程中添加石灰進(jìn)行調(diào)渣；試驗(yàn)期間，在LF爐工位對(duì)鋼水進(jìn)行取樣。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)鋼種為HRB400，試驗(yàn)共計(jì)進(jìn)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(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 高鋁渣試驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)

3.2.1 脫硫速度分析

從表3.1可知，試驗(yàn)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(duì)比爐次的LF爐平均脫硫率為24.80%。可見(jiàn)，試驗(yàn)爐次在相同工序時(shí)間內(nèi)較對(duì)比爐次的平均脫硫率提高11.02%。說(shuō)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(diǎn)鋁酸鈣物相，熔渣脫硫率較好。

3.2.2 化渣情況分析

根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)觀察，使用高鋁渣后，LF化渣情況與使用對(duì)比爐次相當(dāng)，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(yù)熔渣對(duì)鋼包渣的影響，本次試驗(yàn)在LF不同時(shí)期分別對(duì)爐渣進(jìn)行取樣分析對(duì)比。取樣時(shí)間為L(zhǎng)F熔清樣和LF出站樣，對(duì)應(yīng)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)爐次爐渣檢測(cè)結(jié)果 單位：%

從試驗(yàn)情況來(lái)看，因高鋁尾渣中MgO含量較對(duì)比預(yù)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(nèi)，據(jù)文獻(xiàn)［3］介紹，適量的MgO含量（≤8%）可以降低熔渣對(duì)鋼包渣線的侵蝕速度，同時(shí)不降低熔渣的精煉性能。

4 結(jié)語(yǔ)

以攀西地區(qū)的釩鐵冶煉后高鋁渣為主料，通過(guò)配加適量活性石灰，可以直接用于建筑用鋼生產(chǎn)，其使用可以達(dá)到現(xiàn)有市售鋁酸鈣預(yù)熔精煉渣的效果，具有較大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益，為釩鐵冶煉廢棄物開(kāi)辟了新的應(yīng)用途徑。

［1］余利明，蔣玉明.西南地區(qū)剛玉渣市場(chǎng)細(xì)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.