[发明专利]一种不锈钢钢渣干法分选工艺

说明书

本发明公开了一种不锈钢钢渣干法分选工艺，该工艺由不锈钢熔融渣铸渣鄂破、电炉渣球磨分选、AOD渣干法快冷球磨分选和AOD渣干法平衡冷却缓冷粉化分选四个工艺段构成，电炉渣球磨分选的产品为块钢粒钢、钢精粉和电炉渣细粉，AOD渣干法快冷球磨分选的产品为块钢粒钢、钢精粉和β‑C₂S物相细渣粉，AOD渣干法平衡冷却粉化分选的产品为块钢粒钢、钢精粉和γ‑C₂S物相细渣粉，钢块粒钢返回炼钢循环利用，钢精粉作为烧结原料配用，电炉渣细粉、γ‑C₂S物相细渣粉、β‑C₂S物相细渣粉作为生产水泥的辅料配用，本工艺适用于各类种系不锈钢渣的分选，分选过程安全环保、金属收得率高、金属料洁净、渣粉的资源化利用程度高。

【技术领域】

本发明涉及不锈钢钢渣分选技术领域，具体地说，是一种不锈钢钢渣干法分选工艺。

【背景技术】

我国是不锈钢生产大国，不锈钢出渣量约占钢产量的30％，其中，电炉钢渣冷却后呈块状，破碎后呈粒状，AOD钢渣则有冷却后自然粉化的特性，由于倒渣操作和大包注余等，渣中含有较多的不锈钢金属，这部分金属以两种不同状态存在，一是大包注余和倒渣操作过程中产生的大块金属，二是钢渣混合产生的金属液滴凝固在渣中的小金属颗粒，对不锈钢渣进行处理其目的就是对不锈钢渣进行金属与渣的分离，实现金属与尾渣都能够循环再利用。目前对不锈钢钢渣的处理工艺可综述为干法处理，即对热态不锈钢渣打水粉化，再进行机械筛选，在筛选上料过程中将形态不规则的大块铸余钢吊出进行机械分割，200系和400系不锈钢有磁性，对筛上料破碎磁选选出渣钢和粒钢，筛下余渣中金属料用干磁选机磁选出称之为磁选粉，300系不锈钢没有磁性，经人工手选选出渣钢后再破碎与筛下余渣一起用水选方式分离出粒钢和钢精粉，尾泥经压滤脱水，渣钢和粒钢返回炼钢循环再利用，磁选粉或钢精粉用于烧结配料，尾渣多用于矿渣微粉配料。该类工艺存在的不足表现在下述方面：一是打水对热渣粉化，不论是向热渣罐打水、闷渣池打水还是热渣堆打水，均会不同程度产生溢尘，厂房内作业环境恶劣，其中向热渣堆打水、插管打水溢尘最为严重；二是粉化渣在转序、分选过程中会再次扬尘，污染环境；三是大块铸余钢片、铸余钢坨需断碎成合格块才能入炉，断碎作业效率低，危险系数高；四是因打水处理粉化的不锈钢渣多为干湿不均，平均含水分基本在8～12％之间，分选出的渣钢、粒钢、磁选粉附渣量大，需要进行干磨或水磨精选才能再利用，导致处理工序延长，进一步污染现场环境；五是因300系不锈钢不上磁，磁选法分选300系金属料受限，对于粒钢、精粉多采取以水为介质的跳汰机、螺旋分级机、摇床分选，有的采取金属感应分选，为此需要对300系不锈钢渣增设处理线，带来成本增高；六是因AOD钢渣的主要物相是2CaO·SiO₂，C₂S在降温过程中会发生晶型转变，其一表现为在2130℃发生液相渣与α-C₂S的可逆转变、在1420℃发生α-C₂S与α′_H-C₂S的可逆转变、在1160℃发生α′_H-C₂S与α′_L-C₂S的可逆转变，其二表现为冷却方式为平衡冷却条件下在725℃发生α′_L-C₂S与γ-C₂S的可逆转变，其三表现为在快速过冷条件下670℃左右时发生α′_L-C₂S与β-C₂S的可逆转变，而β-C₂S是一种介稳态，它在525℃时会单向转变为γ-C₂S，由于α′_L-C₂S、β-C₂S、γ-C₂S的密度(g/cm³)分别为3.14、3.20、2.94相差较大，α′_L-C₂S、β-C₂S转变为γ-C₂S均发生体积膨胀从而发生粉化，其中β-C₂S单向转变γ-C₂S体积膨胀约12％，β-C₂S具有胶凝性，而γ-C₂S物相渣无胶凝性，β-C₂S物相渣的价值远大于γ-C₂S物相渣，因此对不锈钢钢渣的处理我们更希望在快速过冷条件下得到β-C₂S物相渣并快速降温跨越β-C₂S物相向γ-C₂S物相单向转变的相变温度使β-C₂S物相渣得到保持，而冷却温度的可调可控成为必备的前提条件。