CN102912067A

CN102912067A - 一种赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产方法

Info

Publication number: CN102912067A
Application number: CN2012104142430A
Authority: CN
Inventors: 李建云; 陈良; 曾晖; 巩国志; 郑春玉; 陈伟; 杜春峰; 王延平
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2013-02-06

Abstract

本发明提供了一种赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产方法，其通过以下步骤实现：拜耳法氧化铝生产过程产生的高铁赤泥经烘干、破碎，得到赤泥散料；赤泥散料与低硫煤粉经混合、压球或造球、烘干工序，得到生球；生球进转底炉进行直接还原得到赤泥海绵铁。该工艺具有设计合理、产品价格低、性能优越等特性，可以完全代替球团矿、烧结矿、块矿作为炼钢冷却剂使用，为炼钢工序带来明显效益。

Description

一种赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产方法

技术领域

本发明属于冶金行业技术领域，具体的涉及一种赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产方法。

背景技术

炼钢工序往往会添加一部分冷却剂来平衡富余热量，目前炼钢主要采用烧结矿、球团矿、块矿作为冷却剂，为了进一步降低生产成本，有的炼钢厂会使用一部分赤泥压块作为冷却剂使用。

赤泥压块，一般采用含铁量较高的拜耳法赤泥或者经过分选的高铁赤泥作为原料，经晾晒、混合、压球、烘干制得成品赤泥压块。赤泥压块作为炼钢冷却剂使用主要会对炼钢系统产生以下三方面的不利影响。

1、拜耳法赤泥和高铁赤泥都含有一定量的碱金属，其Na₂O质量百分比一般为2%~10%，经200℃~400℃烘干后，无法将赤泥中的碱金属脱除，碱金属随赤泥进入炼钢工序后，会对炼钢设备产生碱害。

2、赤泥压块生产过程中虽然添加了一定量的粘结剂用于提高赤泥压块的抗压强度，但最终的成品赤泥压块抗压强度依然较差，经长途运输和高压打料后，碎料及粉料较多，由此导致利用率低，从而降低其冷却效果和金属收得率。

3、赤泥压块生产过程中一般会添加3%~11%粘结剂用于提高赤泥压块的抗压强度，但这样做的同时会导致赤泥压块的TFe含量降低、杂质含量增加，进而导致炼钢工序热能综合利用效率降低。

因此，需要提出一种质量优越的赤泥质炼钢冷却剂的生产方法。

发明内容

为了克服上述不利影响，本发明提供了一种设计合理、价格低廉、性能优越的赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产方法。

为实现上述发明目的，本发明提供的赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产步骤包括：

1、将高铁赤泥进行烘干、破碎处理，得到赤泥散料。由于高铁赤泥含水量太大（一般为25%~40%），需进行烘干处理方能进入下道工序使用。

2、将处理好的赤泥散料与还原剂按一定比例混合，得到混合料。

3、混合料经压球或造球、烘干后得到生球。

4、生球进转底炉进行直接还原得到赤泥海绵铁。

其中步骤1中所述的高铁赤泥为拜耳法氧化铝生产过程中经分选技术产生的残渣，其组份及含量比例包括：TFe 35%～42%、Al₂O₃ 8%～20%、SiO₂ 4%～15%和Na₂O 2%～10%，所述的高铁赤泥中粒度小于74μm的部分≥80%。

其中所述步骤1中，赤泥烘干热源可以为钢铁厂废弃不用的低温热源，热源温度200℃~400℃。

其中所述步骤1中，赤泥烘干采用通用烘干机烘干，也可以采用其他方法烘干，本领域的技术人员可以根据实际情况灵活选用。

其中所述步骤1中，赤泥烘干后水分≤12%。

其中所述步骤1中，赤泥采用球磨机或雷蒙磨进行破碎，或者其他方式对赤泥进行破碎，本领域的技术人员可以根据实际情况灵活选用。

其中所述步骤2中，还原剂选用低S煤粉，低S煤粉中粒度小于74μm的部分≥90%，S含量小于0.5%。低S煤粉采用球磨机或雷蒙磨进行破碎，或者其他方式对赤泥进行破碎，本领域的技术人员可以根据实际情况灵活选用。

优选的，赤泥和还原剂的配比应满足如下关系：添加还原剂是为了赤泥中的氧化铁还原成金属铁，配料时要求：赤泥中氧化铁的氧含量与还原剂中碳含量比为0.8~1.1（摩尔百分比）。

其中所述步骤2中，还原剂的水分≤12%。

其中所述步骤2中，混合料的水分为7%~12%。

其中所述步骤3中，混合料采用对辊压球机压球或者造球盘造球，球径为20mm~50mm。

其中所述步骤3中，烘干工序采用链蓖机，烘干热源来自本方法产生的200℃～900℃的预热空气，烘干时间为12～30分钟，烘干后的生球温度为50℃～700℃，烘干后的生球水份小于4%。

其中所述步骤4中，直接还原的温度为1250℃～1350℃，还原时间20min~60min。生球通过直接还原，赤泥中的氧化铁大部分被还原成金属铁；赤泥中90%以上的碱金属氧化物还原后气化被转底炉烟气带走；同时因为有了铁颗粒的还原长大过程，颗粒间的粘结效果增强，所得赤泥海绵铁的抗压强度可以满足炼钢实际生产需要。

其中所述步骤4中，赤泥海绵铁性能指标：TFe＞50%、Na₂O＜0.50%、S＜0.10%，颗粒尺寸10mm~50mm，抗压强度＞2000N/球。

本发明提供的赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产方法具有设计合理、生产成本低、含铁量高、抗压强度高等特性，可以完全代替球团矿、烧结矿、块矿作为炼钢冷却剂使用。赤泥海绵铁用于炼钢冷却剂使用后，因其铁基本上是金属铁，与球团矿、烧结矿、块矿相比，炼钢炉温降小，吹损少；赤泥海绵铁中丰富的Al₂O₃成分还可以作为调渣使用，从而减少调渣剂的用量和炼钢渣的产量，为炼钢工序带来明显效益。

附图说明

图1：本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例中高铁赤泥为拜耳法氧化铝生产过程中产生的残渣，粒度小于74μm的部分≥80%。还原剂选用低S煤粉，低S煤粉中粒度小于74μm的部分≥90%，S含量小于0.5%。高铁赤泥和低S煤粉采用球磨机或雷蒙磨进行破碎，本领域的技术人员可以根据实际情况灵活选用。

实施例1：

采用TFe 35.2%、Al₂O₃ 16.56%、SiO₂ 9.27%、Na₂O 7.46%的高铁赤泥，与成分为A^f12.17%、V^f9.52%、固定C 82.03%、S 0.39的、水10%煤粉按照质量百分比88:12进行混合，混合料水份控制在9%左右，采用高压压球机制得长宽高为：20mm—30mm-40mm的枕头状生球；生球在链蓖烘干机中烘干15min～20min，将水份脱至4%以下；然后至入转底炉中还原，在1250℃下还原40min～60min，得到TFe 51.89%、Al₂O₃ 25.98%、SiO₂ 15.77%、Na₂O 0.42%、S 0.075%、抗压强度2046N/球的赤泥海绵铁。具体工艺请参见图1。1吨钢水中可添加此赤泥海绵铁40kg，可减少造渣剂用量2kg，可降低吨钢生产成本10.76元，经济效益显著。

实施例2：

采用TFe 38.4%、Al₂O₃ 12.64%、SiO₂ 5.36%、Na₂O 4.62%的高铁赤泥，与成分为A^f12.17%、V^f9.52%、固定C 82.03%、S 0.39、水5%的煤粉按照质量百分比87:13进行混合，混合料水份控制在9%左右，采用圆盘造球机制得直径20mm~40mm生球；生球在链蓖烘干机中烘干12min～20min，将水份脱至4%以下；然后至入转底炉中还原，在1300℃下还原30min～50min，得到TFe 58.96%、Al₂O₃ 19.23%、SiO₂ 9.21%、Na₂O 0.32%、S 0.080%、抗压强度2126N/球赤泥海绵铁。1吨钢水中可添加此赤泥海绵铁35kg，可减少造渣剂用量2kg，可降低吨钢生产成本14.56元，经济效益显著。

实例3：

采用TFe 41.6%、Al₂O₃ 8.97%、SiO₂ 4.62%、Na₂O 2.35%的高铁赤泥，与成分为A^f 11.72%、V^f 10.09%、固定C 77.01%、S 0.41、水7%的焦粉按照质量百分比86:14进行混合，混合料水份控制在7%左右，采用高压压球机制得长宽高为：20mm—30mm-40mm的枕头状生球；生球在链蓖烘干机中热风烘干20min～30min，将水份脱至4%以下；然后至入转底炉中还原，在1350℃下还原20min～40min，得到TFe 65.54%、Al₂O₃ 14.23%、SiO₂ 8.64%、Na₂O 0.19%、S 0.091%、抗压强度2437N/球赤泥海绵铁。1吨钢水中可添加此赤泥海绵铁30kg，可减少造渣剂用量2kg，可降低吨钢生产成本18.36元，经济效益显著。

实例4：

采用TFe 41.6%、Al₂O₃ 19.64%、SiO₂ 14.61%、Na₂O 9.65%的高铁赤泥，与成分为A^f 11.72%、V^f 10.09%、固定C 77.01%、S 0.41、水12%的焦粉按照质量百分比86:14进行混合，混合料水份控制在11.5%左右，采用高压压球机制得长宽高为：30mm—40mm—50mm的枕头状生球；生球在链蓖烘干机中热风烘干15min～30min，将水份脱至4%以下；然后至入转底炉中还原，在1350℃下还原20min～60min，得到TFe 51.11%、Al₂O₃ 24.13%、SiO₂ 19.15%、Na₂O 0.46%、S 0.089%、抗压强度2156N/球赤泥海绵铁。1吨钢水中可添加此赤泥海绵铁40kg，可减少造渣剂用量2kg，可降低吨钢生产成本4.22元，经济效益显著。

Claims

1.一种赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产方法，该方法包括：

1）将高铁赤泥进行烘干、破碎处理，得到赤泥散料；

2）将处理好的赤泥散料与还原剂混合，得到混合料；

3）混合料经压球或造球，后经烘干后得到生球；

4）生球进转底炉进行直接还原得到赤泥海绵铁；

所述的高铁赤泥按重量百分比包括：TFe 35%～42%，Al₂O₃ 8%～20%，SiO₂4%～15%和Na₂O 2%～10%，且高铁赤泥中粒度小于74μm的部分重量占比不小于80%；

所述的高铁赤泥烘干后水分≤12%；

所述还原剂包括低S煤粉，低S煤粉中粒度小于74μm的部分≥90%，S含量小于0.5%。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高铁赤泥中氧化铁的氧含量与还原剂中碳含量的摩尔百分比为0.8~1.1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂的水分含量不高于12%，混合料的水分含量为7%~12%。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合料采用对辊压球机压球或者造球盘造球，球径为20mm~50mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中的烘干过程采用链蓖机，使用200℃～900℃的预热空气作为热源，烘干时间为12～30分钟，烘干后的生球水份小于4%。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4）中还原温度为1250℃～1350℃，还原时间为20min~60min。

7.根据权利要求1～6任一方法制备的赤泥海绵铁质炼钢冷却剂。