[发明专利]一种控制钢渣中铬污染的电炉冶炼不锈钢方法

说明书

本发明提供了控制钢渣中铬污染的电炉冶炼不锈钢方法，包括如下步骤：在不锈钢冶炼过程中，将造渣原料分批次加入到冶炼炉内，使造渣原料溶解于钢渣中；其中，第一批次造渣原料采用石灰和白云石，后批次造渣原料采用白云石和低熔点的复合渣料。该方法显著消除渣中游离CaO的存在，并消除CaO边界析出的含铬的CaCr₂O₄和MgO相，同时复合渣料中的Al₂O₃还能起到改质不锈钢渣的作用，改善了不锈钢渣中铬的赋存状态，实现铬向稳定的尖晶石相富集，从而多纬度降低不锈钢冶炼过程产生电炉钢渣中铬的污染。

技术领域

本发明属于电炉炼钢技术领域，具体涉及一种控制钢渣中铬污染的电炉冶炼不锈钢方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，不锈钢产量不断升高，并同时伴随大量电炉不锈钢渣的产生。截止2018年，我国不锈钢的产量突破3000万吨，同比增长12%，按照每生产1吨钢会产生0.25吨不锈钢渣来计算，每年可产生约750万吨的电炉不锈钢渣，且不断呈上升趋势。在不锈钢冶炼过程中，需要向熔渣中添加一定量的石灰，以实现钢液脱磷和脱硫的目的。当石灰加入到熔融的钢渣中时，CaO会与熔渣中的SiO₂生成高熔点的硅酸二钙相，从而抑制石灰的持续溶解，导致钢渣中会存在一定量的未熔石灰相。同时从实验结果发现，当CaO加入到熔融的不锈钢渣时，会在未熔的CaO界面析出针状的CaCr₂O₄，同时也会析出含铬的MgO相。CaCr₂O₄是一种酸溶性物质，稳定性较差，在酸性条件下易发生溶出。同时MgO也是一种不稳定相，在热焖处理过程中，由于未溶石灰的消解而产生体积膨胀，引起扬尘，从而将含铬的污染物以细小颗粒物的形式带入到空气中，从而对钢铁企业周边的居民健康带来很大的影响。除此之外，不锈钢渣中的铬还可赋存于多种不稳定的物相中，在热焖打水过程中，会发生铬的溶出，从而危害环境。因此，开发出一种控制电炉不锈钢渣铬污染的方法，对于促进不锈钢的绿色冶炼有重要意义。

针对上述问题，中国专利CN110357459A提供了一种控制含铬钢渣中铬污染风险的方法，该方法需首先将CaO进行研磨处理，并进行强化搅拌，促进CaO在熔渣中的溶解，从而消除游离CaO的存在，并在出渣过程中加入改质剂，从而实现铬的无害化。该方法虽能有效降低铬的污染风险，但并不能完全实现CaO的溶解，因此不可避免会产生CaCr₂O₄和含铬的MgO相，在钢渣热焖时仍会带来环境污染。

发明内容

本发明的目的是克服现有电炉不锈钢冶炼过程中存在未溶解的CaO，而产生CaCr₂O₄和含铬的MgO相，在钢渣热焖时带来环境污染的问题。

为此，本发明提供了如下技术方案：

一种控制钢渣中铬污染的电炉冶炼不锈钢方法，包括如下步骤：

在不锈钢冶炼过程中，将造渣原料分批次加入到冶炼炉内，使造渣原料溶解于钢渣中；其中，第一批次造渣原料采用石灰和白云石，后批次造渣原料采用白云石和低熔点的复合渣料。

进一步的，所述第一批次造渣原料加入量不超过造渣原料总质量的60%。

进一步的，所述复合渣料为12CaO·7Al₂O₃或3CaO·Al₂O₃。

进一步的，所述复合渣料为包含12CaO·7Al₂O₃或/和3CaO·Al₂O₃的物质。

进一步的，所述后批次造渣原料所需白云石和复合渣料的用量根据造渣所需的碱度和MgO含量要求，利用物料平衡计算得到。

进一步的，所述后批次造渣原料在第一批次造渣原料的石灰和白云石完全溶解后再加入。