CN103320607B - 一种冷固球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷固球及其制备方法，属于转炉炼钢技术领域。该冷固球，包括如下原料：氧化铁皮10-25重量份、粘结剂2-10重量份、水1-10重量份、一次除尘灰50-90重量份。本发明将氧化铁皮用作造球，实现了氧化铁皮的回收利用，大大降低外购含铁资源的费用，生产成本明显下降，社会、经济和环境效益明显。特别是在制备前对氧化铁皮中水分的控制和制备过程中水的重量份的添加，保证了冷固球的成球率。
Description
技术领域
本发明属于转炉炼钢技术领域，特别涉及一种冷固球及其制备方法。
背景技术
循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以“低消耗、低排放、高效率”为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式。循环经济模式是钢铁企业所寻求的理想发展模式。
当前，国家“十一五”计划中建设对大型国有钢铁企业，应本着“三高”、“四个一流”的建厂方针，力争做到资源利用最大化、循环利用最优化、污染物排放最小化。在转炉一次除尘技术的选择上，一般转炉均采用除尘效率较高的干法除尘技术。转炉煤气经干法除尘后产生的除尘灰，主要分为粗、细两种，由重力除尘分离出的粗颗粒除尘灰为一次除尘灰；由电除尘分离出的细粒度灰为二次除尘灰。这些除尘灰主要成分为TFe、CaO、SiO2，TFe含量约为50～55%。转炉除尘灰具有粒度细、含铁量高的特点，是宝贵的二次资源，如果直接排出，极度浪费资源，也不利用企业节省生产成本，并且还污染环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种冷固球及其制备方法，解决了现有技术中直接将一次除尘灰直接排出造成成本增加和污染环境的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种冷固球，包括如下原料：
氧化铁皮10-25重量份粘结剂2-10重量份
水1-10重量份一次除尘灰50-90重量份。
优选地，所述冷固球，包括如下原料：
氧化铁皮15-20重量份粘结剂5-6重量份
水4-6重量份一次除尘灰68-76重量份。
进一步地，所述粘结剂为水玻璃、水泥、糖浆、淀粉或聚乙烯醇中任意一种或几种。
进一步地，所述氧化铁皮中的水分含量在0.5%-3%。
进一步地，所述氧化铁皮的粒度为1-5mm。
进一步地，所述氧化铁皮的纯度为97.5%。
一种冷固球的制备方法，包括如下步骤：
将10-25重量份的氧化铁皮、50-90重量份的一次除尘灰与1-10重量份的水依次混合得到混合料；
将所述混合料储存在消化仓内进行消化，充分消化后输送至中间仓；
所述中间仓下方的卸灰阀将所述混合料喂入混碾机内，同时将所述混合料配加2-10重量份的粘结剂，在所述混碾机内充分混合搅拌；
从所述混碾机出来的混合料在高压下挤压成球，得到湿球；
经输送设备将所述湿球输送至成品仓，在所述成品仓中通过套筒石灰窑废气烘干和固化，即得。
进一步地，所述混合料在所述消化仓中消化的时间不少于16小时。
进一步地，所述烘干的时间不少于4小时。
本发明提供的一种冷固球及其制备方法，为解决单纯使用一次除尘灰生产冷固球，其产品铁含量达不到转炉使用的要求，通过配加一定量的氧化铁皮，可以明显提高冷固球的质量，同时也实现了氧化铁皮的回收利用，大大降低外购含铁资源的费用，生产成本明显下降，社会、经济和环境效益明显。特别是在制备前对氧化铁皮中水分的控制和制备过程中水的重量份的添加，保证了冷固球的成球率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的冷固球的制备方法流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种冷固球，包括如下原料：
氧化铁皮10-25吨粘结剂2-10吨
水1-10吨一次除尘灰50-90吨。
其中，该粘结剂通常选自水玻璃、水泥、糖浆、淀粉或聚乙烯醇中任意一种或几种均可以；
由于利用氧化铁皮造球，必须保证其水分和纯度。从漩流井捞取的铁皮存放在指定位置，必须保证晾干两天以上，因此该氧化铁皮中的水分含量在0.5%-3%。
由于刚回收的铁皮中，夹杂一些大块和垃圾，无法直接使用，容易损坏压球机和拉链机等设备。在料仓的下料口增加一个铁筛子，保证了铁皮的粒度和纯度，其中该氧化铁皮的粒度为1-5mm，该氧化铁皮的纯度为97.5%。
参见图1，本发明实施例还提供了一种冷固球的制备方法，包括如下步骤：
步骤101：将10-25吨的氧化铁皮、50-90吨的一次除尘灰与1-10吨的水依次混合得到混合料；
步骤102：将混合料储存在消化仓内进行消化，充分消化后输送至中间仓；
步骤103：中间仓下方的卸灰阀将混合料喂入混碾机内，同时将混合料配加2-10吨的粘结剂，在混碾机内充分混合搅拌；
步骤104：从混碾机出来的混合料在高压下挤压成球，得到湿球；
步骤105：经输送设备将湿球输送至成品仓，在成品仓中通过套筒石灰窑废气烘干和固化，即得。
实施例1：
本发明实施例提供的一种冷固球的制备方法，包括如下原料：
氧化铁皮15吨粘结剂5吨
水4吨一次除尘灰76吨。
其中，利用氧化铁皮造球，必须保证其水分和纯度。从漩流井捞取的铁皮存放在指定位置，必须保证晾干两天以上，使氧化铁皮中的水分小于3%。在本发明实施例中，该氧化铁皮中的水分为0.5%，刚回收的铁皮中，夹杂一些大块和垃圾，无法直接使用，容易损坏压球机和拉链机等设备。在料仓的下料口增加一个铁筛子，保证了铁皮的粒度和纯度。在本发明实施例中，氧化铁皮的粒度为5mm，该氧化铁皮的纯度为97.5%。
另外，考虑到使用淀粉作为粘结剂，具有价格低廉，工艺简单，不含对转炉炼钢有害杂质的特点，因此，在本发明实施例中，优选考虑用淀粉作为冷固球团生产的粘结剂。
步骤201：将上述氧化铁皮、一次除尘灰与水依次混合得到混合料，为生产提供原料。由于转炉中一次除尘灰中活性CaO含量较高，在造球前必须加入适量的水加湿浸润、充分消化，否则成品冷压球极易粉化，影响造球强度，甚至无法成球；
步骤202：将混合料储存在消化仓内进行消化，混合料在消化仓中消化的时间不少于16小时，需要充分消化后输送至中间仓；
步骤203：中间仓下方的星型卸灰阀将混合料喂入混碾机内，同时配加5吨的淀粉，在混碾机内进行充分的混合搅拌；
步骤204：从混碾机出来的混合料经输送设备喂入中压对辊压密机进行压实处理，压实后的物料经输送设备送入高压球机上方的中间仓内；
步骤205：混合料经中间仓下方的卸灰阀及溜槽喂入高压球机顶部的可调速预压机内，然后再由预压机连续加压喂入高压球机；
步骤206：在高压球机内，经高压下挤压成球，得到湿球；
步骤207：经输送设备将湿球输送至成品仓，在成品仓中通过套筒石灰窑废气烘干和固化，由于套筒石灰窑废气的主要成分为CO2气体，成品球中的Ca(OH)2与CO2气体反应生成CaCO3，可以起到提高成品球表面硬度的作用，同时废气温度约为80℃，利用废气余热可以用于成品球的干燥。烘干的时间不少于4小时，即得。
在本发明实施例制备冷固球的方法中，工艺制备的关键是：控制水的添加比例，在实验中，大量实验证明，水分过少则物料消化不足、无塑性，且缺乏足够的固结反应水；水分过多则会造成物料表面水膜增厚、空隙增加，影响粘结效果，而且不易脱模，4吨比例水份的添加是制备冷固球性能指标的最佳状态。
在本发明实施例中，将氧化铁皮用于造球，其成球率、平均球重、平均单重和粉末率见表1：
表1实验球各项性能指标对比表
其中，表1中的普通球是不加氧化铁皮，粘结剂5.5-6吨，水4-6吨，一次除尘灰88-90吨。实验球的工艺控制参数基本和普通球相同。从表1可以看出，本发明实施例1提供的制备方法，成球率至少提高2.84%，球重增加0.3克/个。粉末率9.80%，满足粉末率15%以下的标准要求。另外，本发明实施例1制备的冷固球的各项见表2：
表2冷固球主要技术要求
将本发明实施例1中的冷固球与普通烧结矿进行效用实验对比，将本发明实施例1制备的冷固球进行两批次转炉使用，分别为132C01269和132C01270炉次，而普通烧结矿进行一批次的转炉使用，该批次为132A00729炉次，具体见下：
132C01269炉次：冶炼钢种TD3，RH工艺路线，铁水装入量293.8吨，废钢量32.9吨，入炉铁水条件：Si0.15%，P0.088%，S0.003%，铁水温度1406℃。该炉次烧结矿加入0吨，加入本发明实施例1制备的冷固球5.3吨，转炉终点：C0.049%，P0.014%，S0.00047%，出钢量305.5t。从而得到转炉脱磷率为84.1%，转炉增硫0.0044%，冷固球收得率48.3%。
132C01270炉次：冶炼钢种TD3，RH工艺路线，铁水装入量292.4吨，废钢量33吨，入炉铁水条件：Si0.25%，P0.095%，S0.001%，铁水温度1354℃。该炉次烧结矿加入0吨，加入本发明实施例1制备的冷固球5.9吨，转炉终点：C0.044%，P0.014%，S0.00052%，出钢量304.2t。从而得到转炉脱磷率为85.3%，转炉增硫0.0051%，冷固球收得率48.9%。
132A00729炉次：冶炼钢种HS1，RH工艺路线，铁水装入量292.6吨，废钢量32.9吨，入炉铁水条件：Si0.28%，P0.091%，S0.0017%，铁水温度1381℃。该炉次普通烧结矿加入5.8吨，冷固球加入0吨，转炉终点：C0.046%，P0.016%，S0.00074%，出钢量305.1t。从而得到转炉脱磷率为82.4%，转炉增硫0.0057%，烧结矿收得率53.6%。
综上所述，132C01269和132C01270炉次，全部加入冷固球团，132A00729炉次，全部加入烧结矿，脱磷率和增硫量与加入烧结矿基本相当，而钢水收得率稍高于冷固球。因此，用冷固球代替烧结矿，使用效果良好，冷固球的使用效果等同于烧结矿。另外，目前，外购烧结矿单价892.67元/t，氧化铁皮加工费用170元/t，氧化铁皮单价120元/t，因此每回吃1吨氧化铁皮可降低成本602.67元。
本发明实施例提供的冷固球及其制备方法，实现废物回收利用的操作冷固球主要作为转炉的冷却剂、化渣剂，替代一部分矿石，从而实现降本增效。为解决单纯使用转炉一次灰生产冷固球团，其产品铁含量达不到转炉使用的要求，因此需要配加一部分含铁品味较高的物料，进一步提高冷固球团的铁含量，力争达到与烧结矿相同的冷却效果。通过深入研究发现，切割连铸坯产生的铁屑含铁量较高，在主要原料为转炉一次灰的前提下，配加一定量的氧化铁皮，可以明显提高造球的质量。利用铁皮造球，必须保证其水分和纯度。从漩流井刚捞取的铁皮，水分含量较高；夹杂一些大块和垃圾，无法直接使用，容易损坏压球机和拉链机等设备。
与全部使用一次灰相比，配加氧化铁皮后，由于铁皮的粒度、硬度大且不规则，因此不容易成球。通过完善工艺，重新优化原料配比、温度和消化时间等工艺参数，制备的冷固球的主要理化指标均满足质量要求。通过该方法的应用，实现了氧化铁皮的回收利用，烧结矿用量大幅度降低，生产成本明显下降，社会、经济和环境效益明显。
实施例2：
本发明实施例提供的一种冷固球的制备方法，包括如下原料：
氧化铁皮20吨聚乙烯醇6吨
水6吨一次除尘灰68吨。
其中，利用氧化铁皮造球，必须保证其水分和纯度。从漩流井捞取的铁皮存放在指定位置，必须保证晾干两天以上，使氧化铁皮中的水分小于3%。在本发明实施例中，氧化铁皮中的水分为2%。刚回收的铁皮中，夹杂一些大块和垃圾，无法直接使用，容易损坏压球机和拉链机等设备。在料仓的下料口增加一个铁筛子，保证了铁皮的粒度和纯度。在本发明实施例中，氧化铁皮的粒度为1mm，氧化铁皮的纯度为97.5%。
步骤301：将上述氧化铁皮、一次除尘灰与水依次混合得到混合料，为生产提供原料。由于转炉中一次除尘灰中活性CaO含量较高，在造球前必须加入适量的水加湿浸润、充分消化，否则成品冷压球极易粉化，影响造球强度，甚至无法成球；
步骤302：将混合料储存在消化仓内进行消化，混合料在消化仓中消化的时间不少于16小时，需要充分消化后输送至中间仓；
步骤303：中间仓下方的星型卸灰阀将混合料喂入混碾机内，同时配加6吨的聚乙烯醇，在混碾机内进行充分的混合搅拌；
步骤304：从混碾机出来的混合料经输送设备喂入中压对辊压密机进行压实处理，压实后的物料经输送设备送入高压球机上方的中间仓内；
步骤305：混合料经中间仓下方的卸灰阀及溜槽喂入高压球机顶部的可调速预压机内，然后再由预压机连续加压喂入高压球机；
步骤306：在高压球机内，经高压下挤压成球，得到湿球；
步骤307：经输送设备将湿球输送至成品仓，在成品仓中通过套筒石灰窑废气烘干和固化，由于套筒石灰窑废气的主要成分为CO2气体，成品球中的Ca(OH)2与CO2气体反应生成CaCO3，可以起到提高成品球表面硬度的作用，同时废气温度约为80℃，利用废气余热可以用于成品球的干燥。烘干的时间不少于4小时，即得。
在本发明实施例制备冷固球的方法中，工艺制备的关键是：控制水的添加比例，在实验中，大量实验证明，水分过少则物料消化不足、无塑性，且缺乏足够的固结反应水；水分过多则会造成物料表面水膜增厚、空隙增加，影响粘结效果，而且不易脱模，6吨比例的水也可以是制备冷固球性能指标一个较最佳状态。
氧化铁皮是炼钢生产过程中钢坯产生的氧化物，其主要成分为F2O3、F3O4、FeO及少量铁和其他杂质元素。其综合全铁含量高达70%以上，回收利用价值高。在转炉中使用可提高炉内化渣、成渣速度、提高脱磷率、降低氧耗和钢铁料消耗，是炼钢降低成本的有效途径之一。烧结矿在转炉炼钢过程中主要用于冷却剂和化渣剂，同时还可回收利用烧结矿中的铁元素增加钢水量。
实施例3：
本发明实施例提供的一种冷固球的制备方法，包括如下原料：
氧化铁皮10吨水玻璃10吨
水1吨一次除尘灰79吨。
其中，利用氧化铁皮造球，必须保证其水分和纯度。从漩流井捞取的铁皮存放在指定位置，必须保证晾干两天以上，使氧化铁皮中的水分小于3%。刚回收的铁皮中，夹杂一些大块和垃圾，无法直接使用，容易损坏压球机和拉链机等设备。在料仓的下料口增加一个10×10mm的铁筛子，保证了铁皮的粒度和纯度。在本发明实施例中，氧化铁皮的粒度为5mm以下，氧化铁皮的纯度为97.5%。
步骤401：将上述氧化铁皮、一次除尘灰与水依次混合得到混合料，为生产提供原料。由于转炉中一次除尘灰中活性CaO含量较高，在造球前必须加入适量的水加湿浸润、充分消化，否则成品冷压球极易粉化，影响造球强度，甚至无法成球；
步骤402：将混合料储存在消化仓内进行消化，混合料在消化仓中消化的时间不少于16小时，需要充分消化后输送至中间仓；
步骤403：中间仓下方的星型卸灰阀将混合料喂入混碾机内，同时配加10吨的水玻璃，在混碾机内进行充分的混合搅拌；
步骤404：从混碾机出来的混合料经输送设备喂入中压对辊压密机进行压实处理，压实后的物料经输送设备送入高压球机上方的中间仓内；
步骤405：混合料经中间仓下方的卸灰阀及溜槽喂入高压球机顶部的可调速预压机内，然后再由预压机连续加压喂入高压球机；
步骤406：在高压球机内，经高压下挤压成球，得到湿球；
步骤407：经输送设备将湿球输送至成品仓，在成品仓中通过套筒石灰窑废气烘干和固化，由于套筒石灰窑废气的主要成分为CO2气体，成品球中的Ca(OH)2与CO2气体反应生成CaCO3，可以起到提高成品球表面硬度的作用，同时废气温度约为80℃，利用废气余热可以用于成品球的干燥。烘干的时间不少于4小时，即得。
实施例4：
本发明实施例提供的一种冷固球的制备方法，包括如下原料：
氧化铁皮25吨糖浆2吨
水10吨一次除尘灰65吨。
其中，利用氧化铁皮造球，必须保证其水分和纯度。从漩流井捞取的铁皮存放在指定位置，必须保证晾干两天以上，使氧化铁皮中的水分小于3%。刚回收的铁皮中，夹杂一些大块和垃圾，无法直接使用，容易损坏压球机和拉链机等设备。在料仓的下料口增加一个10×10mm的铁筛子，保证了铁皮的粒度和纯度。在本发明实施例中，氧化铁皮的粒度为5mm以下，氧化铁皮的纯度为97.5%。
步骤501：将上述氧化铁皮、一次除尘灰与水依次混合得到混合料，为生产提供原料。由于转炉中一次除尘灰中活性CaO含量较高，在造球前必须加入适量的水加湿浸润、充分消化，否则成品冷压球极易粉化，影响造球强度，甚至无法成球；
步骤502：将混合料储存在消化仓内进行消化，混合料在消化仓中消化的时间不少于16小时，需要充分消化后输送至中间仓；
步骤503：中间仓下方的星型卸灰阀将混合料喂入混碾机内，同时配加2吨的糖浆，在混碾机内进行充分的混合搅拌；
步骤504：从混碾机出来的混合料经输送设备喂入中压对辊压密机进行压实处理，压实后的物料经输送设备送入高压球机上方的中间仓内；
步骤505：混合料经中间仓下方的卸灰阀及溜槽喂入高压球机顶部的可调速预压机内，然后再由预压机连续加压喂入高压球机；
步骤506：在高压球机内，经高压下挤压成球，得到湿球；
步骤507：经输送设备将湿球输送至成品仓，在成品仓中通过套筒石灰窑废气烘干和固化，由于套筒石灰窑废气的主要成分为CO2气体，成品球中的Ca(OH)2与CO2气体反应生成CaCO3，可以起到提高成品球表面硬度的作用，同时废气温度约为80℃，利用废气余热可以用于成品球的干燥。烘干的时间不少于4小时，即得。
本发明实施例提供的冷固球及其制备方法，为解决单纯使用一次除尘灰生产冷固球，其产品铁含量达不到转炉使用的要求，通过配加一定量的氧化铁皮，可以明显提高冷固球的质量，同时也实现了氧化铁皮的回收利用，大大降低外购含铁资源的费用，生产成本明显下降，社会、经济和环境效益明显。虽然配加氧化铁皮后，由于铁皮的粒度、硬度大且不规则，因此不容易成球,但通过重新优化原料配比、温度和消化时间等工艺参数，制备的冷固球的主要理化指标均满足质量要求，达到与烧结矿相同的冷却效果。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种冷固球，其特征在于，包括如下重量份的原料：
氧化铁皮10-25重量份粘结剂2-10重量份
水1-10重量份一次除尘灰50-90重量份；
其中，所述氧化铁皮中的水分含量在0.5％-3％；
其中，所述氧化铁皮的粒度为1-5mm；
其中，所述粘结剂为水玻璃、水泥、糖浆、淀粉或聚乙烯醇中任意一种或几种。
2.根据权利要求1所述的冷固球，其特性在于，包括如下重量份的原料：
氧化铁皮15-20重量份粘结剂5-6重量份
水4-6重量份一次除尘灰68-76重量份。
3.根据权利要求1所述的冷固球，其特性在于，所述氧化铁皮的纯度为97.5％。
4.一种冷固球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将10-25重量份的氧化铁皮、50-90重量份的一次除尘灰与1-10重量份的水依次混合得到混合料；
将所述混合料储存在消化仓内进行消化，充分消化后输送至中间仓；
所述中间仓下方的卸灰阀将所述混合料喂入混碾机内，同时向所述混合料配加2-10重量份的粘结剂，在所述混碾机内充分混合搅拌；
从所述混碾机出来的混合料在高压下挤压成球，得到湿球；
经输送设备将所述湿球输送至成品仓，在所述成品仓中通过套筒石灰窑废气烘干和固化，即得。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述混合料在所述消化仓中消化的时间不少于16小时。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述烘干的时间不少于4小时。
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| CN101270410A (zh) * | 2007-03-20 | 2008-09-24 | 尚国洪 | 一种冷固结球团及其制备方法 |
| CN103103310A (zh) * | 2011-11-11 | 2013-05-15 | 攀钢集团西昌钢钒有限公司 | 一种提钒冷压块及其制备方法和应用及提钒方法 |
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