CN100519781C - 自助燃烧生产炼钢用冷固球团的方法及产品 - Google Patents

Abstract

本发明自助燃烧生产炼钢用冷固球团的方法，是在已有成熟技术利用氧化铁皮、炼钢污泥、钢渣粉等加上粘结剂生产冷固球团的基础上，增加强氧化剂，在球团成型后，经过引燃，能产生化学反应，同时放出大量热量，从而使含铁球团自助燃烧，燃烧过程不使用任何燃料和传统能源(如烧煤、油、焦、气、电等等)，烧结后的球团硬度极高，不含水份，从根本上满足了炼钢生产的需要。强氧化剂为含氧的能使金属铁产生强氧化反应的无机或有机氧化剂，并且该强氧化剂不含对炼钢有害的成分。本发明是一种真正能缩短冶炼时间，早化渣，化好渣的产品。是一项长期以来想要达到的低能耗、低污染、高产品品质、真正提高钢厂经济效益的新技术。

Description

自助燃烧生产炼钢用冷固球团的方法及产品

技术领域

本发明属于钢铁工业领域，特别涉及一种生产炼钢用冷固球团的方法。

背景技术

近年来利用炼钢过程中产生的炼钢污泥、氧化铁皮、钢渣粉等原料生产炼钢用化渣降温助剂——冷固球团已是成熟的技术，它能解决炼钢过程中造渣、降温、降低废钢率、保护炉衬、缩短冶炼时间等技术问题。炼钢时，适时加入适量的冷固球团(为钢水总量的0.6％一8％)，渣的熔点得到了降低，保证了渣的良好流动性，使成渣过程迅速，实现了早化渣、化好渣的目的，并且缩短了冶炼时间，能使冶炼时间每炉缩短1----2分钟。快速成渣既保证了杂质去除和快速吹炼，又使粘枪事故减少，延长了氧枪寿命。冷压球团的含铁量一般高达65％以上，每吨球团就可以冶炼出0.65吨以上的钢，提高了金属收得率，增加了经济效益。应用冷固球团还可以使石灰、萤石等炉料消耗都有所降低。所以，使用冷压球团对炼钢增加产量和降低成本、保护环境都大有好处。

炼钢用冷固球团的生产过程是利用氧化铁皮、炼钢污泥、钢渣粉等加上粘结剂(一般使用泡花碱，俗称水玻璃)，按比例(粘结剂用量一般为原料总量的2～10％)配制，经混合均匀，通过压球机生产出冷固球团，再经过烘干工艺除去水分，增加强度，成为成分均匀，粒度均匀，强度好的复合造渣剂。生产冷固球团的原料可以是氧化铁皮、炼钢污泥、钢渣粉或其它含铁原料其中的一种或几种，可根据用户所要求的含金属铁量进行配比即可。氧化铁皮的含金属铁量一般在60～70％，炼钢污泥的含金属铁量一般为30～50％，钢渣粉的含金属铁量一般在20～40％，假如用户要求冷固球团的含金属铁量不低于65％，那么可以只采用氧化铁皮；如果生产不同品位的冷固球团，也可由三种原料进行配伍，这已是十分成熟的技术。

冷固球团，其物理特性：外型尺寸为：20mm X 40mm，应具有极高的强度，不易破碎，而内部组织结构要疏松，易早化渣，才能很好的满足炼钢生产工艺的要求。其化学性质：TFe(全铁，或金属铁)含量一般在30～70％，品位越高越好，氧化铁含量远高于传统造渣剂，而这是优良助剂能促使早化渣的关键。球内不含硫、磷等有害元素。

加工冷固球团，必须除掉其中的水分，现在所有生产厂家对冷固球团都是采用传统工艺的烘干方式进行烘干，包括晾晒或借助烧煤、油、焦、气、电等耗能的烘干设备，使用这些工艺不能很好的解决强度、含水量及对环境的污染等问题，它带来的不良后果是：第一，使用任何的烘干设备生产的球团其强度都很低，破损率高，粉尘量大。第二，采用任何的烘干设备往往都难以对含水量进行质控，每炉因烘干时间、温度的不同，含水量波动很大，特别人为因素太大，有的为了降低成本有意识的减少烘干时间，所以球团的性能大打折扣，严重影响炼钢的质量，甚至出现废钢。第三，采用传统燃料进行烘干，往往是高耗能、高成本，同时对周围环境产生较大的污染。

同时目前冷固球团的生产技术都为了其球团的可用性，一味的增加球团的密度，以换取强度的增加，陆续出现了采用高强度压球机，甚至出现了两次加压的报道，这种高密度球团，第一，并不能根本解决破损及含水量问题；第二，因密度高，使得热传导慢，化渣有效成分渗出慢，不能很好的实现早化渣、化好渣的目的；第三，因为使用高强度压球机，建厂成本大幅度增加，同时用电负荷大幅度上升，加大了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自助燃烧生产炼钢用冷固球团的方法，利用化学反应使冷固球团自助燃烧起来，达到烘干和增加强度的目的，低能耗、低污染，产品品质高，本发明同时提供利用该方法得到的冷固球团。

本发明自助燃烧生产炼钢用冷固球团的方法，其特征在于在生产冷固球团的原料中添加强氧化剂，加工成球团，在至少400℃下引燃，使原料中的金属铁发生氧化反应而进行自助燃烧烧结，控制烧结温度不超过铁的熔点，所述强氧化剂为含氧的无机或有机氧化剂，并且该强氧化剂不含对炼钢有害的成分，强氧化剂的用量占生产冷固球团原料质量的0.0002～5％。

生产冷固球团的原料已有非常成熟的技术，配方有很多种，如利用氧化铁皮、炼钢污泥、钢渣粉等加上粘结剂生产冷固球团。本发明是在已有成熟技术生产冷固球团的基础上，增加强氧化剂，在球团成型后，不用传统工艺中的烘干设备，不用一切燃料(如煤、油、焦、气、电等)，引燃后，能产生化学反应(金属铁的强氧化反应)，同时放出大量热量，只要将该热量保持住，就可使反应持续进行下去，从而达到含铁球团的自助燃烧起来的目的。烧结后的球团硬度极高，不含水份，从根本上满足了炼钢生产的需要。本发明也是提供了冷固球团中水分的烘干方式。

在上述背景技术中已描述，原料只要根据用户所要求的含金属铁量由不同的原料进行配伍即可，同时作为一种常识，原料选取时尽量利用废料降低成本。

众所周知，冷固球团的原料配方及生产过程，应不含及产生硫、磷等所有对炼钢有害的元素，保证炼钢质量。因此，所使用的强氧化剂应选择不含对炼钢有害的成分，可以选择无机和有机氧化剂，常用的有氯酸钾、硝酸钾、高氯酸钾、高氯酸铵、硝酸钡、硝酸锶、硝酸银、过氧酸钠、硝酸钠、次氯酸钠、过氧化苯甲酰等等。所述强氧化剂采用氯酸钾、硝酸钾、高氯酸钾、高氯酸铵、硝酸钡、硝酸锶、硝酸银、过氧酸钠、硝酸钠、次氯酸钠或过氧化苯甲酰等等，可以采用其中的一种，也可以采用其中的两种或两种以上。

强氧化剂的用量，根据氧化剂的氧化能力确定，引起铁的强氧化反应。

作为配合实施本发明自助燃烧的方法，可以采用圆柱形立式燃烧炉窑，它能自上而下的连续进出料，循环作业。整个窑体自上而下分为燃烧区、降温区、成品及出料区。使用时，只要保证球团的连续进料，一次点燃后就长期燃烧。

由压球机生产出的有一定含水量的冷固球团经输送机直接送入已点燃的炉中，球团在炉窑的中上区进行自助燃烧，燃烧完成后，随着出料口的出料，下沉到降温区，降温后当到达出料口时，温度约在80℃左右，形成成品出炉。炉内的燃烧完全是球团的自助燃烧，它不需要加入任何燃料和能源(如煤、油、焦、气、电等)，也不需要鼓风(其目的是防止散热，保持化学反应时的热量，保证自燃正常进行)等助燃措施。通过控制，可达到理想的烧结温度(烧结温度高时，可加入石灰石降温，随着出料可生产出炼钢所需的生石灰)，使烧结后的球团既达到要求的强度，又不会熔化粘连。

球团在炉内燃烧时为蓝色火焰，基本无烟，对环境的污染很小。

自助燃烧炉的体积根据产量需要而定，可大、可小，可高、可低，不受任何限制，炉窑底部可配合出料机实现自动出料。

本发明的优点：

利用自助燃烧方法生产的冷固球团，除了具有冷固球团所具有的造渣、降温等一切共有的性质外，还包括：

1、含水量近似为零，保证了炼钢过程的质量，减少了废钢。

2、强度极高，不存在炉料的破损，避免了国内其他厂家的产品因强度低，破损率高，造成球团利用率低，生产成本增加，同时破损后形成的散状铁鳞易被除尘风带走，不但增加消耗，也增加了除尘负荷，最终造成除尘污泥量增加等问题。

3、可采用低压成型球团的方式，只要能成型即可，通过自助燃烧方法进行烧结，达到对强度的要求，克服了已有技术需高压成型的缺陷。成型后的球团内部组织疏松，加入炼钢炉后，能迅速熔化，其化渣的有效成分能尽快起到作用，真正做到早化渣、化好渣，从而有效的减少冶炼时间。

所以，应用自助燃烧方法进行生产的冷固球团，是一种真正能缩短冶炼时间，早化渣，化好渣的产品。是一项长期以来想要达到的低能耗、低污染、高产品品质、真正提高钢厂经济效益的新技术，在国内、外钢铁炉料生产中有极其重大的意义。

具体实施方式

以下结合实施例说明，但不限制本发明。

实施例1：

氧化铁皮(含金属铁65％)与粘结剂(水玻璃)和强氧化剂硝酸钾混合均匀，其中水玻璃占氧化铁皮质量的6％，硝酸钾为氧化铁皮质量的1％。在压球机中成型球团形状，按照本发明所述的方式在立式燃烧炉窑中自助燃烧，控制烧结温度不超过1350℃(铁的熔点)，得到含水量接近为零的冷固球团。

实施例2：

利用氧化铁皮(含金属铁65％)和炼钢污泥(含金属铁40％)配成含金属铁60％的混合原料，加水玻璃和氯酸钾混合均匀，其中水玻璃占原料质量的6％，氯酸钾占原料质量的0.002％，在压球机中成型球团形状，按照本发明所述的方式在立式燃烧炉窑中自助燃烧，控制烧结温度不超过1350℃(铁的熔点)，得到含水量接近为零的冷固球团。

实施例3：

利用氧化铁皮(含金属铁65％)和炼钢污泥(含金属铁40％)、钢渣粉(含金属铁20％)配成含金属铁50％的混合原料，加水玻璃和硝酸钠混合均匀，其中水玻璃占原料质量的8％，硝酸钠占原料质量的3％，在压球机中成型球团形状，按照本发明所述的方式在立式燃烧炉窑中自助燃烧，控制烧结温度不超过1350℃(铁的熔点)，得到含水量接近为零的冷固球团。

实施例4：

利用氧化铁皮(含金属铁65％)和炼钢污泥(含金属铁40％)配成含金属铁60％的混合原料，加水玻璃和次氯酸钠混合均匀，其中水玻璃占原料质量的4％，次氯酸钠占原料质量的2％，在压球机中成型球团形状，按照本发明所述的方式在立式燃烧炉窑中自助燃烧，控制烧结温度不超过1350℃(铁的熔点)，得到含水量接近为零的冷固球团。

实施例5：

利用炼钢污泥(含金属铁50％)与粘结剂(水玻璃)和强氧化剂高氯酸钾混合均匀，其中水玻璃占原料质量的6％，高氯酸钾为原料质量的0.09％。在压球机中成型球团形状，按照本发明所述的方式在立式燃烧炉窑中自助燃烧，控制烧结温度不超过1350℃(铁的熔点)，得到含水量接近为零的冷固球团。

实施例6：

利用炼钢污泥(含金属铁50％)和钢渣粉(含金属铁20％)配成含金属铁40％的混合原料，加水玻璃和过氧化苯甲酰混合均匀，其中水玻璃占原料质量的10％，过氧化苯甲酰占原料质量的0.0009％，在压球机中成型球团形状，按照本发明所述的方式在立式燃烧炉窑中自助燃烧，控制烧结温度不超过1350℃(铁的熔点)，得到含水量接近为零的冷固球团。

Claims (5)

1、一种自助燃烧生产炼钢用冷固球团的方法，其特征在于在生产冷固球团的原料中添加强氧化剂，加工成球团，在至少400℃下引燃，使原料中的金属铁发生氧化反应而进行自助燃烧烧结，控制烧结温度不超过铁的熔点，所述强氧化剂采用氯酸钾、硝酸钾、高氯酸钾、高氯酸铵、硝酸钡、硝酸锶、硝酸银、过氧酸钠、硝酸钠、次氯酸钠或过氧化苯甲酰中的一种或几种，强氧化剂的用量占生产冷固球团原料质量的0.0002～5％。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述生产冷固球团的原料为氧化铁皮、炼钢污泥、钢渣粉中的一种或几种。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述自助燃烧在圆柱形立式燃烧窑炉中进行。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用石灰石控制球团的烧结温度。

5、一种权利要求1所述的自助燃烧生产炼钢用冷固球团的方法得到的冷固球团。