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赤泥基熔剂在炼钢过程中的应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-10-24 10:54:59

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 董欢欢 | 2022-10-24 10:54:59

       本技术利用富含Fe2O3/Al2O3/Na2O的铝业赤泥为熔剂,通过系列研究充分证明了在炼钢工艺条件下,赤泥基熔剂对推动半钢深脱磷、提高石灰溶解速率、促进高拉碳出钢等方面的显著优势最终技术研究成果如下:(1)利用富含Fe2O3/Al2O3/Na2O的铝业赤泥作为熔剂,炼钢过程中实现了深度脱磷/脱硫前移,[C]在2.5%-3.5%的范围内,[P]、[S]分别降至0.02%以下;并将终点渣中(FeO%)含量可降低至14%以下,提高钢水纯净度、降低铁损;(3)应用高铁拜耳赤泥作为熔剂开发了中高磷铁水炼钢技术(铁水初始[P]为0.3%以上),并得到达到合格钙镁磷肥标准的终点钢渣(4)开发了钢铁工业大规模消纳铝业赤泥的技术途径,明确了不同种类赤泥基熔剂在炼钢流程中的加入方式和使用量的计算准则。极大提升了钢铁工业消纳社会及工业废弃物的水平,提升了钢铁企业与社会、地区和谐生态发展能力,具有重要的社会和环境效益。

性能指标:

        本技术从熔剂选择和渣系改进的角度,克服由传统炼钢渣自身不足带来的炼钢技术瓶颈问题,并实现了:1. 半钢深脱磷:将富含Al2O3/Na2O的铝业赤泥经烘干处理后制球,作为熔剂以特定方式加入到炼钢流程中。在炼钢前期半钢条件下形成了极为有利于深脱磷的热力学和动力学条件。2. 高拉碳出钢,降低终渣(FeO),提高钢水纯净度。3. 中高磷铁水脱磷,提高钢渣中P2O5溶解度,对钢渣潜在的改质作用。4. 大幅消纳铝业赤泥的有效途径。

成果亮点:

       1. 基于本研究,共发表各类学术论文20篇,形成博硕士学位论文6篇。具有自主知识产权。2. 技术先进性:申请了系列专利,由中国金属学会组织科技成果评价并被评为国际先进水平。3. 获奖情况:“赤泥在炼钢过程中的应用基础及关键技术”获得2021年冶金科学进步奖三等奖。

赤泥是氧化铝企业的典型固废,每生产1吨氧化铝将产生1.2-2.0吨赤泥。赤泥处理目前是世界性难题,世界各国以堆存为主。世界各国以堆存为主,全球赤泥累积堆积量已超过30亿吨。鉴于钢铁企业的巨大产能,将富含Al2O3/Na2O的铝业赤泥烘干造球后作为炼钢熔剂使用,无疑是一条非常有效的规模化利用途径本技术围绕赤泥固废的资源化利用以及对现有炼钢工艺的改进开展。赤泥是氧化铝企业的典型固废,每生产1吨氧化铝将产生1.2-2.0吨赤泥。赤泥处理目前是世界性难题,世界各国以堆存为主,全球赤泥累积堆积量已超过30亿吨。

技术转移/合作的领域包括1)产生赤泥等的氧化铝企业;各钢铁企业2)需要处理各类大宗固废的环保企业。

张延玲教授,博士生导师,2003年博士毕业于北京科技大学冶金与生态工程学院,2003-2005年在日本东北大学从事博士后研究工作。2006年至今,就职于钢铁冶金新技术国家重点实验室,任副主任,兼任中国金属学会冶金反应工程分会秘书长。2007年获得日本资源·素材学会颁发的“最佳论文奖”,以《冶金物理化学》主讲教师身份获2010年国家精品课程称号。长期从事二次资源综合利用、冶金熔渣基础物性及常见金属氧化物的热力学行为(活度、溶解度、饱和蒸气压等)、以及冶金物理化学研究新方法等方面的基础研究工作。主持国家"十三五"重大专项课题1项,主持国家自然科学基金重点资助项目、面上项目、青年科学基金项目共计5项,企业合作项目多项。科学研究中,极为注重完整知识体系的建设,与团队合作从基础理论研究,到放大试验,再到工业转化,形成系列成果。在本领域TOP期刊发表论文几十篇,获得授权发明专利多项,产学研合作成果显著。

赤泥在炼钢工艺中作为助熔剂/造渣剂使用,可有效除去铁水的有害杂质PS,对炼钢工艺技术进步本身也具有推动作用。故该方法具有非常重要的社会和环保意义。极大提升了钢铁企业与社会、地区和谐生态发展水平,具有重要的社会和环境效益,现已实现案例如下:

1. 直接经济效益

钢铁料消耗降低1-3kg/t(赤泥带入Fe2O3,渣料消耗(包括石灰等各类造渣剂)平均降低2-3kg/t(石灰溶解效率高,利用率高)。采用本技术后,粗钢成本平均降低2-5/t

2. 间接效益

该技术的成功应用一方面推动了炼钢工艺技术进步另一方面,开发了一条钢铁工业规模化消纳赤泥,这一世界级难处理固废,的有效途径,极大提升了冶金工业整体生态发展水平,社会及环境效益显著。

合作方式:技术许可、作价入股

目前处于何种研发阶段:产业化

推广应用情况:在铝业公司完成赤泥基熔剂球生产线建设,并投入运行;赤泥球在大型钢铁企业作为常规原料投入使用,产生了明显的经济效益和社会效益。

期望技术转移成交价格(大概金额):谈。