CN100350059C - 一种除尘镁铁球及其在电炉造渣中的应用 - Google Patents

一种除尘镁铁球及其在电炉造渣中的应用 Download PDF

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一种除尘镁铁球及其在电炉造渣中的应用，除尘镁铁球是用电炉除尘灰300份、镁质原料9-11份、氧化钙28-32份、结合剂28-32份与粘结剂18-22的粉尘料，搅拌混炼，制成并干燥为TFe 40-80份、MgO 8-20份、CaO 4-12份、SiO2 3-8份、P≤0.100、S≤0.650的球体，其直径15-50mm、体积密度＞3g/cm3、水份≤2.0%。除尘镁铁球在电炉造渣中的应用，是在炼钢时，把除尘镁铁球随废钢装入料篮，每吨钢水加18-25kg，钢水的成分达到所炼钢种要求后钢水出炉。本除尘镁铁球将电炉炼钢的除尘灰为主要原料制成，提高了电炉炼钢的金属料回收率，炼钢时把除尘镁铁球加入，可低温脱磷、脱碳，铁水热装比提高到55%。

Description

一种除尘镁铁球及其在电炉造渣中的应用
技术领域
本发明涉及一种除尘镁铁球及其在电炉造渣中的应用。
背景技术
钢铁冶金企业属高能耗、高污染的企业，每个生产环节都应降低能耗控制污染，否则企业的发展将受到限制。电炉炼钢涉及到电能的消耗与烟尘的污染。现在电炉生产过程中产生的烟尘通过除尘系统处理后，排放的烟尘达到国家要求的排放标准，但是除尘产物即除尘灰的处理却对环境产生了二次污染。现在的处理方法是运输倾倒，在运输过程中和倾倒过程中扬尘污染，同时粉尘中富含的FeO尘泥可利用原料被浪费掉。现有的电炉炼钢造渣不用镁铁球而用铁钒土等，不能有效利用电炉生产过程中产生的烟尘。
发明内容
为了避免电炉炼钢中产生的除尘产物中富含的FeO尘泥可利用原料被浪费掉，本发明提供一种有效利用电炉除尘产物一除尘灰中富含的TFe、FeO制成镁铁球，同时提供一种镁铁球在电炉炼钢时造渣中的使用方法。
本发明的基本技术方案是把电炉炼钢过程中产生的烟尘，经除尘系统处理时产生的除尘粉尘料为主料(电炉除尘灰的主要化学成份为下表1)，配合其辅料，制成镁铁球。
表1.
    项目   TFe   FeO   SiO2   MgO   P   S
    成份％   ≥45   ≥6   3-5   ≥2.0   ≥0.07   ≥0.7
镁铁球的制备步骤依次如下
1  混合搅拌
各粉尘料常温下(-10-50℃)在混炼机中进行充分搅拌混炼，各粉料的重量份配比如下：
主要原料为电炉除尘灰300
其它加入的辅助料有：
镁质原料  9-11                        氧化钙  28-32
结合剂硅酸盐水泥  28-32
粘结剂爆发碱  18-22。
镁质原料的主要成分MgO≥85％，一般用镁粉，氧化钙中CaO≥80％，
结合剂一般用普通425水泥、普通525水泥或矿渣32.5水泥，粘结剂用市售水玻璃，也称爆发碱(GBT4209-96)。
最佳组分与重量份配比如下：
主要原料为电炉除尘灰300
其它加入的辅助料有：
镁质原料  10                       氧化钙  30
结合剂硅酸盐水泥  30
粘结剂水玻璃  20                   一般每份1kg
镁质原料的主要成分MgO≥85％，氧化钙中CaO≥80％。
上述各种原料经人工称量后按顺序加入，混炼及加料顺序为：加入锅内电炉除尘灰300份，先加镁质原料与氧化钙搅拌干混合2分钟后，再加入结合剂搅拌湿混合5分钟，最后加入粘结剂搅拌湿混8分钟，即可出料。
2  挤压成型
挤压设备是对称压球机，一次压制成型。压球前检查对称压球机的压制辊子之间无杂物，压制辊子之间的间隙为0.5-2mm，加入混炼料时进行少量不间断输送，压成直径15-35mm，密度＞3g/cm3的镁铁球。
3  干燥定型
压制成的镁铁球烘烤干或在常温自然风干，在30℃，自然风干24小时，制成镁铁球，制成的镁铁球的组分与重量份配比为
TFe 40-80    MgO 8-20    CaO 4-12    SiO2 3-8
P≤0.100     S≤0.650    Al2O3及不可避免的杂质  ≤0.6。
包括结合剂与粘结剂的成分，其中TFe是各种铁的氧化物中铁的总量。
制成的镁铁球的最佳组分与重量分配比为，
TFe  60      MgO  14     CaO  8      SiO2  5
P≤0.100  S≤0.650      Al2O3及不可避免的杂质≤0.3。
根据定期化验的电炉除尘灰成份可进行镁质原料与氧化钙的填加，由于除尘灰成份相对稳定，所以镁铁球成分也较稳定。
物理性能为
直径15-50mm             体积密度＞3g/cm3
水份≤2.0％             ＜15mm的粉率(重量)≤15％。
镁铁球的使用
在炼钢时，把干燥定型的镁铁球随废钢装入电炉装料装置料篮，置于料篮的中部，每吨钢水加18-25kg，电炉熔化后期根据钢水中磷含量的高低，可补加镁铁球，每次补加不超过300kg，达到快速脱磷、脱碳的目的。
本发明将电炉炼钢生产过程中的烟尘通过除尘系统处理后的产物即电炉除尘灰为主要原料制成镁铁球，代替铁钒土、铁矿石等氧化剂，将废物利用，提高了电炉炼钢的金属料回收率，降低了炼钢的原料消耗，根除了电炉炼钢在除尘系统处理后对环境产生的二次污染。在电炉炼钢时，把本发明的镁铁球加入到冷料废钢中，促使电炉在兑铁水后很快形成了良好的泡沫渣，强化了脱碳、脱磷的动力学条件，实现了低温脱磷、脱碳，减少了热装铁水带来的碳高、磷高的负面影响。缩短熔化期，降低氧耗，杜绝了因熔清磷高而造成的冶炼时间延长和品种改炼现象。因为镁铁球具有强氧化性，在同等的冶炼时间与条件下，铁水热装比可由50％提高到55％，降低了炉料成本。
电炉炼钢使用本镁铁球与未使用本镁铁球的经济技术指标对比见表2。
表2
    项目   冶炼时间min   电极消耗kg/t     钢铁料回收率％   钢锭合格率％
    使用前   81   3.52     84.02   97.83
    使用后   80   3.27     84.70   98.24
    比较值   -1   -0.68     +0.68   +0.39
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
镁铁球研制实施例一
1将下述重量份配比的原料加到混炼机中，在27℃充分搅拌混炼：
电炉除尘灰  300kg-
镁质原料    10kg          氧化钙   30kg
结合剂      40kg          粘结剂   20kg
先加镁质原料与氧化钙搅拌干混合2分钟后，再加入结合剂搅拌湿混合5分钟，最后加入粘结剂搅拌湿混8分钟，即可出料。
2  挤压成型
将混合料加到对称压球机，一次压制成球形。
3  干燥定型
压制成的镁铁球在30℃自然风干24小时。
制成的镁铁球的组分与重量份配比为
TFe  60    MgO 14       CaO  6     SiO2  5
P 0.086    S 0.60       Al2O3及不可避免的杂质  0.3
物理性能为
直径  20mm         密度  3.5g/cm3
水份  1.5％        ＜15mm的粉率(重量)  10％。
镁铁球研制实施例二
1将下述重量份配比的原料加到混炼机中，在25℃充分搅拌混炼：
电炉除尘灰  300kg
镁质原料    10kg       氧化钙   30kg
结合剂      40kg       粘结剂   20kg
先加镁质原料与氧化钙搅拌干混合2分钟后，再加入结合剂搅拌湿混合5分钟，最后加入粘结剂搅拌湿混8分钟，即可出料。
2  挤压成型
将混合料加到对称压球机，一次压制成球形。
3  干燥定型
压制成的镁铁球在30℃自然风干24小时。
制成的镁铁球的组分与重量份配比为
TFe  58.6     MgO  16       CaO  8     SiO2  6.5
P  0.088      S  0.62       Al2O3及不可避免的杂质  0.26
物理性能为
直径  22mm         密度  3.8g/cm3
水份  1.3％        ＜15mm的粉率(重量)  8％。
由于电炉除尘灰的主要化学成分的含量不同，镁铁球研制实施例二制成的镁铁球的化学成分的含量与镁铁球研制实施例一的不同。
镁铁球在电炉造渣中的应用实施例一
本实施例冶炼的钢种是ML35，在炼钢时将镁铁球实施例一的镁铁球1000kg随废钢35吨装入料篮，置于料篮的中部，电炉熔化后，经分析钢水中磷含量为0.015％，S含量为0.061％，补加镁铁球300kg，钢水达要求之后出炉，其它冶炼方法与不加相镁铁球时相同。
镁铁球在电炉造渣中的应用实施例二
本实施例冶炼的钢种是LZ50，采用半热装、熔氧结合法工艺冶炼，在电炉装料期加入镁铁球，在炼钢时将镁铁球实施例一的镁铁球1500kg，随废钢28.6吨装入料篮，置于料篮的中部，电炉熔化后，经分析钢水中磷含量为0.015％，S含量为0.069％，未补加镁铁球，钢水达要求之后出炉，其它冶炼方法与不加相镁铁球时相同。
镁铁球在电炉造渣中的应用实施例三
本实施例冶炼的钢种是42CrMo，采用半热装、熔氧结合法工艺冶炼，在电炉装料期加入镁铁球，炼钢时将镁铁球实施例二的镁铁球1000kg，随废钢28.6吨装入料篮，置于料篮的中部，电炉熔化后，经分析钢水中磷含量为0.010％，S含量为0.091％，补加镁铁球400kg，钢水达要求之后出炉，其它冶炼方法与不加相镁铁球时相同。
镁铁球在电炉造渣中的应用实施例四
本实施例冶炼的钢种是20CrMnTi，采用半热装、熔氧结合法工艺冶炼，在电炉装料期加入镁铁球，炼钢时将镁铁球实施例二的镁铁球1000kg，随废钢27.3吨装入料篮，置于料篮的中部，电炉熔化后，经分析钢水中磷含量为0.008％，S含量为0.057％，钢水达要求之后出炉，其它冶炼方法与不加相镁铁球时相同。
镁铁球在电炉造渣中的应用实施例五
本实施例冶炼的钢种是40Cr，采用半热装、熔氧结合法工艺冶炼，在电炉装料期加入镁铁球，炼钢时将镁铁球实施例一的镁铁球1500kg，随废钢28.6吨装入料篮，置于料篮的中部，电炉熔化后，经分析钢水中磷含量为0.003％，S含量为0.044％，未补加镁铁球，钢水达要求之后出炉，其它冶炼方法与不加相镁铁球时相同。
上述五个实施例的冶炼效果见表4。表4
 钢种   冶炼时间min   冶炼电单耗kwh/t   氧单耗m3/t   钢铁料一次回收率％
 ML35   75   170   61   82.76
 LZ50   72   217   61   84.39
 42CrMo   85   183   63   81.76
 20CrMnTi   72   195   63   82.17
 40Cr   68   195   63   83.51

Claims (5)

1、一种除尘镁铁球，其组分与重量份配比为：
TFe 40-80    MgO 8-20   CaO 4-12             SiO2 3-8
P≤0.100     S≤0.650   Al2O3及不可避免的杂质≤0.6
其中TFe是各种铁的氧化物中铁的总量；
物理性能为
直径15-50mm               体积密度＞3g/cm3
水份≤2.0％(重量)         ＜15mm的粉率(重量)≤15％。
2、根据权利要求1所述的除尘镁铁球，其特征是它的组分与重量份配比为：
TFe 60      MgO 14      CaO 8                SiO2 5
P≤0.100    S≤0.650    Al2O3及不可避免的杂质≤0.3。
3、根据权利要求1或2所述的除尘镁铁球，其特征是它由下述步骤制成的产品：
一混合搅拌
将下述重量份配比的各粉尘料常温下，在混炼机中进行充分搅拌混炼电炉除尘灰300
镁质原料              9-11
氧化钙                28-32
结合剂硅酸盐水泥      28-32
粘结剂爆发碱          18-22
镁质原料的主要成分MgO≥85％，氧化钙中CaO≥80％，
上述各种原料经人工称量后按顺序加入，混炼及加料顺序为：加入锅内电炉除尘灰，先加镁质原料与氧化钙搅拌干混合2分钟后，再加入结合剂搅拌湿混合5分钟，最后加入粘结剂搅拌湿混8分钟；
二挤压成型
挤压设备是对称压球机，一次压制成型
三干燥定型
压制成的镁铁球烘烤干或在常温自然风干。
4、一种除尘镁铁球在电炉造渣中的应用，在电炉炼钢时，把权利要求1、2或3所述的除尘镁铁球随废钢装入电炉装料装置料篮，置于料篮的中部，每吨钢水加18-25kg，钢水的成分达到所炼钢种要求后钢水出炉。
5、根据权利要求4所述的除尘镁球在电炉造渣中的应用，其特征是：采用半热装、熔氧结合法工艺冶炼，在电炉装料期加入镁铁球，电炉熔化后期出钢水之前，根据钢水中磷含量的高低，补加镁铁球，每次补加不超过300kg。
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