發(fā)布時(shí)間：2020-11-07 19:06

　　 近年來，隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，鋼產(chǎn)量逐步增大，鋼渣產(chǎn)量也在急劇增多。煉鋼過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐鋼渣是一種大型的固體廢棄物，處理難度要比高爐渣大很多。大量鋼渣若不被綜合處理利用，土地資源大量被占用的同時(shí)，也對水體、大氣、土壤造成嚴(yán)重污染，甚至危害到人們的身體健康。舊渣未被處理，新渣繼續(xù)產(chǎn)生，這個(gè)問題已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國乃至全世界鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此鋼鐵工業(yè)固廢利用的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了鋼渣循環(huán)利用處理方向。本論文主要采用微波處理技術(shù)對包鋼轉(zhuǎn)爐鋼渣進(jìn)行碳熱還原，研究了氣化脫磷的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)以及不同處理?xiàng)l件下對脫磷的影響。本論文從以下三個(gè)部分研究： 第一部分結(jié)合熱力學(xué)計(jì)算軟件Factsage6.2，對反應(yīng)5C+Ca3(PO4)2=3CaO+1/2P4+5CO進(jìn)行了是否添加SiO2條件下的熱力學(xué)脫磷反應(yīng)計(jì)算，得出焙燒過程中，在不同壓力條件下反應(yīng)進(jìn)行的最低開始反應(yīng)溫度和吉布斯自由能，并確定了該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，探明了氣化脫磷的熱力學(xué)條件。研究結(jié)果表明在微波場加熱的方式下，溫度設(shè)定在1100~1350℃，真空度控制在0.01atm以下，可順利實(shí)現(xiàn)氣化脫磷，且為固-固相反應(yīng)。 第二部分在熱力學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)上，在不同碳當(dāng)量、保溫時(shí)間、粒度、溫度，真空度的處理?xiàng)l件下對鋼渣氣化脫磷進(jìn)行研究。結(jié)果表明氣化脫磷率，隨著溫度的升高而增大，一煉鋼鋼渣壓塊，真空度為0.01atm條件下，1100℃時(shí)氣化脫磷率達(dá)31%，1350℃時(shí)氣化脫磷率會升至35.68%；隨著碳當(dāng)量的倍數(shù)增加，氣化脫磷率先升高，后降低，氣化脫磷率存在一峰值，表明存在一最適宜的碳當(dāng)量倍數(shù)；一煉鋼鋼渣壓塊，真空度為0.01atm條件下，碳當(dāng)量為2~3倍時(shí)，氣化脫磷率較高，約為34%；物料粒度越細(xì)，真空度越低，適當(dāng)延長保溫時(shí)間，均有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，提高氣化脫磷率。粒度0.075mm以下，3Ceq，溫度1300℃，保溫30min，分壓為0.01atm時(shí)包鋼轉(zhuǎn)爐一煉鋼鋼渣的氣化脫磷率最高達(dá)34.31%。并對包鋼轉(zhuǎn)爐二煉鋼鋼渣采取常壓、不壓塊（其余條件均與一煉鋼鋼渣相同）進(jìn)行了對比試驗(yàn)。 第三部分在熱力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了反應(yīng)的氣化脫磷動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)；通過對動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出鋼渣的氣化脫磷反應(yīng)為二級反應(yīng)，且其反應(yīng)活化能為55.516KJ/mol，界面化學(xué)反應(yīng)是氣化脫磷的限制性環(huán)節(jié)。 本論文研究結(jié)果可為包鋼轉(zhuǎn)爐渣實(shí)現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)零排放提供理論指導(dǎo)。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：X757
【部分圖文】：

圖1.1 滾筒法處理工藝流程圖⑤淺盤熱潑工藝：1500℃高溫液渣倒入淺盤，定量間歇注水，使其急劇迅速冷卻溫至700℃左右，翻盤進(jìn)渣車再次噴水，使其冷卻至 200℃，最后入池降溫冷卻，此過大部分的鋼渣被粉化，回收達(dá)標(biāo)渣料，返回?zé)掍撋�產(chǎn)中。其工藝特點(diǎn)是普遍適用高溫態(tài)渣的處理，機(jī)械化自動(dòng)化程度高，污染小，工作條件好，渣鋼粉化率高，易于分離選，但是開始要求鋼渣的溫度很高，對設(shè)備維護(hù)量大，投資相對較大，運(yùn)營成本高。藝流程如圖 1.2 所示。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1.1 滾筒法處理工藝流程圖⑤淺盤熱潑工藝：1500℃高溫液渣倒入淺盤，定量間歇注水，使其急劇迅速冷卻降溫至700℃左右，翻盤進(jìn)渣車再次噴水，使其冷卻至 200℃，最后入池降溫冷卻，此過程大部分的鋼渣被粉化，回收達(dá)標(biāo)渣料，返回?zé)掍撋�產(chǎn)中。其工藝特點(diǎn)是普遍適用高溫液態(tài)渣的處理，機(jī)械化自動(dòng)化程度高，污染小，工作條件好，渣鋼粉化率高，易于分離磁選，但是開始要求鋼渣的溫度很高，對設(shè)備維護(hù)量大，投資相對較大，運(yùn)營成本高。工藝流程如圖 1.2 所示。圖 1.2鋼渣淺盤熱潑工藝流程圖⑥鋼渣余熱自解熱悶工藝：將高溫液態(tài)鋼渣倒入渣坑緩冷至 600℃左右，轉(zhuǎn)入悶罐中蓋上裝置蓋

易于磁選分離，鋼渣處理過后游離的氧化鈣氧化鎂含量極低，無廢水無噪聲，粉塵含量很低，設(shè)備自動(dòng)化的程度很高，整體運(yùn)行平穩(wěn)安全。但是廠房占地兒廣，對運(yùn)營的設(shè)備檢修困難，投入大。工藝流程圖如圖1.3。圖1.3 余熱自解熱悶工藝流程圖包鋼在 2007 年利用先進(jìn)工藝技術(shù)，新建了一條熱潑、余熱自解熱燜鋼渣處理生產(chǎn)線，極大的提高了鋼渣以及尾渣的處理利用價(jià)值。投入 6 千多萬元，利用先進(jìn)的工藝與優(yōu)質(zhì)設(shè)備，建成了年產(chǎn) 80 萬噸的冶金廢渣微粉處理的生產(chǎn)線，為企業(yè)的節(jié)能減排，二次資源循環(huán)利用做出了巨大貢獻(xiàn)。對于轉(zhuǎn)爐渣，包鋼采取以下三種方法處理利用：一是制造生產(chǎn)鋼渣轉(zhuǎn)，日產(chǎn) 1000 m2的地面磚，二是引資建冶金渣微粉處理基地，三是將其處理做部分路基的回填用料�；�本實(shí)現(xiàn)了鋼渣的零排放。2）轉(zhuǎn)爐鋼渣的綜合利用現(xiàn)狀目前國內(nèi)外對轉(zhuǎn)爐鋼渣綜合利用方面采取了多種方式并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。國外
【參考文獻(xiàn)】

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1 王向鋒;于淑娟;侯洪宇;楊大正;王再義;;鞍鋼鋼渣綜合利用現(xiàn)狀及其發(fā)展方向[J];鞍鋼技術(shù);2009年03期

2 武文華，唐惠慶，黃務(wù)滌;微波干燥和焙燒球團(tuán)礦[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);1994年02期

3 陳登福,白晨光;我國鋼鐵工業(yè)的清潔生產(chǎn)和二次資源的綜合利用[J];鋼鐵;2001年02期

4 陳津,劉瀏,曾加慶,任瑞剛,劉金營;微波加熱還原含碳鐵礦粉試驗(yàn)研究[J];鋼鐵;2004年06期

5 王書桓;吳艷青;劉新生;徐志榮;呂曉芳;;硅還原轉(zhuǎn)爐熔渣氣化脫磷實(shí)驗(yàn)研究[J];鋼鐵;2008年02期

6 朱桂林;楊景玲;郝以黨;孫樹杉;;我國鋼鐵渣綜合利用“十一五”現(xiàn)狀和“十二五”展望[J];中國鋼鐵業(yè);2011年07期

7 艾立群;周朝剛;呂巖;侯鵬;;微波加熱鋼渣脫磷的升溫特性[J];鋼鐵釩鈦;2011年02期

8 侯貴華;李偉峰;郭偉;陳景華;羅駒華;王京剛;;轉(zhuǎn)爐鋼渣的顯微形貌及礦物相[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2008年04期

9 單志峰;國內(nèi)外鋼渣處理技術(shù)與綜合利用技術(shù)的發(fā)展分析[J];工業(yè)安全與防塵;2000年02期

10 田鐵磊;張玉柱;李杰;;鋼渣還原脫磷技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望[J];甘肅冶金;2012年05期

本文編號：2874357