一种在铁水预处理工序消纳富铁赤泥的加料方法与流程

本发明涉及钢铁冶炼资源综合利用，具体涉及一种在铁水预处理工序消纳富铁赤泥的加料方法。

背景技术：

1、转炉除尘灰一般是指转炉在吹炼过程中产生的烟气经干法除尘后得到的细小粉尘。转炉除尘灰含有大量的cao等碱性氧化物，同时具有铁含量高、粒度细、比表面积大的特点，其中，铁元素主要以fe3o4和fe2o3的形式存在。转炉除尘灰是一种优质的含铁资源，但由于碱性氧化物含量高且粒度细，不仅具有一定的腐蚀性，还易自燃。

2、赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的副产物，因含有大量的赤铁矿而成红褐色，故称之为赤泥。赤泥产量大且碱度高，若采用传统的处理方式向海洋排放和/或在陆地堆存，会严重污染海水、空气和土壤，不仅占用空间大，还存在严重的生态环境安全隐患，同时也是对资源的一种浪费。

3、铁水预处理是指将铁水兑入炼钢炉之前脱除杂质元素或回收有价值元素的一种工艺。铁水预处理工艺可分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理两大类，普通铁水预处理包括铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱磷，特殊铁水预处理一般是针对铁水中含有的特殊元素进行提纯精炼或资源综合利用而进行的处理过程，例如铁水提钒、提铌、提钨、脱铬等预处理工艺。

4、铁水预处理是炼钢前的重要工艺，旨在改善铁水质量，提高冶炼效率，铁水预处理的主要方法包括铁沟散料法、铁水罐喷吹法和机械搅拌法。铁沟散料法是在高炉出铁时，在铁沟内的铁水上散入预处理剂，利用铁水流动时的冲击湍流运动使铁水与预处理剂搅拌混合的方法，这种方法简便易行，但有害元素脱除效率波动大，且严重污染环境。铁水罐内喷吹法是将预处理剂用喷枪喷入铁水罐内的铁水中，使其与铁水充分反应的方法，这种方法可以使预处理剂与铁水接触良好，有害元素脱除效率较高，但铁水温降较大、运行成本高。机械搅拌法（kr法）是一种通过搅拌使置于铁水表面的预处理剂与铁水有效接触的方法，kr法这可用于铁水的深度净化，能有效提高有害元素的脱除效率，且运行成本低，在国内外应用广泛，但是也存在铁水温降大、预处理剂消耗量大的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术利用机械搅拌法进行铁水预处理存在预处理剂消耗量大的问题，本发明提供一种在铁水预处理工序消纳富铁赤泥的加料方法，利用富铁赤泥、lt干法除尘灰和石灰石对铁水进行预处理，实现了富铁赤泥、lt干法除尘灰等固废中铁资源及有价矿物的回收利用，同时减少了预处理剂的消耗量。

2、本发明技术方案如下：

3、一种在铁水预处理工序消纳富铁赤泥的加料方法，包括如下步骤：

4、步骤一：使用供料装置将富铁赤泥、lt干法除尘灰和石灰石混合均匀，得到混合物料；

5、步骤二：利用氮气气流将混合物料喷入铁水中，降下搅拌头对铁水进行第一次搅拌，第一次搅拌结束后，提升搅拌头至等待位；

6、步骤三：降下搅拌头对铁水进行第二次搅拌，第二次搅拌结束后，提升搅拌头至等待位；

7、步骤四：将铁水运送至转炉中，加入废钢后吹炼。

8、进一步的，混合物料中，富铁赤泥、lt干法除尘灰和石灰石的质量比为4-5:2-2.5:1。

9、进一步的，混合物料中，cao的总含量为15wt%-25wt%；sio2的总含量为2wt%-2.5wt%。

10、进一步的，步骤二中，混合物料的吨钢加入量按照如下公式计算：

11、，

12、g为混合物料的吨钢加入量，单位为kg/t；

13、g0为混合物料的吨钢加入量的本年度历史炉次平均值，单位为kg/t；

14、t为本炉次铁水温度，单位为℃；

15、t平均为本班次中各炉次铁水的温度平均值，单位为℃；

16、（si+p）为本炉次铁水中的si元素和p元素的含量之和，单位为wt%；

17、（si+p）平均为本班次中各炉次钢水中的si元素和p元素的含量之和的平均值，单位为wt%；

18、t经验为铁水温度的本年度历史炉次平均值，单位为℃，为本炉次铁水温度的校正系数；

19、t预熔为石灰石的预熔时间，单位为min，石灰石的预熔时间为混合物料喷入铁水中后至开始吹炼的预测时间，t预熔经验为石灰石预熔时间的本年度历史炉次平均值，单位为min，为石灰石预熔时间的校正系数；

20、t分解为石灰石分解为cao和co2的理论计算时间，单位为min，t分解经验为石灰石分解为cao和co2的时间的本年度历史炉次平均值，单位为min，为石灰石分解为cao和co2的理论计算时间的校正系数。

21、进一步的，富铁赤泥中，fe2o3的含量为30wt%-60wt%，sio2的含量为3wt%-20wt%，al2o3的含量为10wt%-20wt%，cao的含量为2wt%-10wt%，na2o的含量为2wt%-10wt%，tio2的含量为0.1wt%-10wt%。

22、进一步的，lt干法除尘灰中，tfe的含量为46wt%-47wt%，cao的含量为15wt%-20wt%，sio2的含量为1.2wt%-1.5wt%，al2o3的含量为0wt%-1wt%，mgo的含量为1wt%-6.5wt%，s的含量为0.06wt%-0.37wt%，其余成分包括但不限于p、mno、tio2、na2o和k2o。lt干法除尘灰为采用蒸发冷却器+静电除尘器+煤气冷却器系统处理的粉尘，该种除尘灰具有良好的化渣效果，冷却能力约为矿石的0.85倍，能够有效降低造渣料和高价冷料的消耗，改善转炉终点控制，lt干法除尘灰的返炉利用还可以实现铁元素最大程度的回收利用。

23、进一步的，石灰石的粒度为5-15mm，石灰石干燥无杂质。小粒度石灰石可以在铁水中以较快的速度分解为cao和co2，cao一方面可以增加转炉渣的碱度、减少造渣料石灰的消耗，另一方面可以为复合铁酸钙的形成提供钙源；co2能够改善铁水包内预熔渣的流动性并避免出现结坨、板结。

24、进一步的，步骤二中，将搅拌头降至铁水液面下方300-500mm处对铁水进行第一次搅拌，搅拌头的转速为30-50转/min，第一次搅拌的时长为3-5min。搅拌头优选kr搅拌头。在第一次搅拌过程中，富铁赤泥、lt干法除尘灰、小粒度石灰石与铁水包内的铁渣充分混合；将搅拌头的转速控制在30-50转/min，可以避免剧烈搅拌导致的粉尘外溢，减少物料损失及浪费。

25、进一步的，步骤三中，将搅拌头降至铁水液面下方200-300mm处对铁水进行第二次搅拌，搅拌头的转速为40-60转/min，第二次搅拌的时长为1-2min。在第二次搅拌过程中，富铁赤泥、lt干法除尘灰、小粒度石灰石可与铁水包内的铁渣进一步混合，以保证混合均匀。

26、进一步的，供料装置包括高压氮气源，高压氮气源分别与混料储料罐的气流入口、铁水包和脱硫剂料罐的气流入口相连通，混料储料罐的进料口分别与富铁赤泥料仓、lt干法除尘灰料仓和小粒度石灰石料仓相连通，混料储料罐的出料口与和脱硫剂料罐的出料口分别与铁水包相连通。混料储料罐的进料口与富铁赤泥料仓、lt干法除尘灰料仓和小粒度石灰石料仓之间可设置混匀仓，混匀仓内设置搅拌装置，富铁赤泥、lt干法除尘灰和小粒度石灰石可先进入混匀仓内混合均匀，再以混合物料的形式进入混料储料罐内储存。高压氮气源可以作为运输载体将混合物料或脱硫剂输送至铁水包中，也可以直接进入铁水包内向铁水包吹氮。

27、本发明的有益效果在于：

28、本发明提供的一种在铁水预处理工序消纳富铁赤泥的加料方法，充分利用铁水预处理工序中脱硫结束到兑入转炉的等待时间，将石灰石和工业固废富铁赤泥、lt干法除尘灰混合均匀后，以氮气气流为载体喷入铁水中，然后使用铁水预处理工序中原有的搅拌头依次对铁水进行第一次搅拌和第二次搅拌，促进石灰石、富铁赤泥和lt干法除尘灰在铁水中均匀分散，石灰石、富铁赤泥和lt干法除尘灰在铁水提供的热量条件下可形成低熔点相的复合铁酸钙，为赤泥和lt干法除尘灰中的铁资源及有价矿物的回收、吹炼前期的化渣和快速脱磷提供有利条件，同时，复合铁酸钙覆盖在铁水包的渣层上面，还能起到一定的保温作用，减少了铁水热量的损失，减少铁水在预处理工序中的温降。