CN103614616B - 一种炼钢降温冷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种炼钢降温冷料及其制备方法，属于冶金行业。技术方案是：化学成分质量百分比：C：≤1.2%，Mn：≤1.4%，S：≤0.045%，P：≤0.045%，Si：≤0.7%，Fe：≥92%，其它为不可避免的杂质，表观密度：≥5.0t/m3。生产工艺为钢渣经磁选、筛分后作原料，预烧温度200—300oC，保温8—15分钟，加热温度：800—1100oC，成型温度：700—1000oC，成型压力：950—1100t。本发明的有益效果是：有利于节能、减排、环保和资源回收，缩短冶炼周期，提高了金属收得率，降低炼钢成本，缓解了废钢严重不足的问题。具有工艺简单、生产成本低、能耗低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种炼钢降温冷料及其制备方法，属于冶金行业钢渣回收利用技术领域。
背景技术
我国钢产量居世界首位，转炉炼钢过程中由于热量有富余，需要加入一定数量的冷却剂，以准确命中终点温度，通过转炉含铁冷料结构优化的研究与实践，使用不同种类含铁冷料对吹炼工艺操作，钢铁料消耗和生产成本产生不同影响。通常情况下，转炉选择使用的含铁冷料作为冷却剂，取决于以下因素:
（1）含铁料资源是否充足；
（2）含铁冷料的采购价格是否合理，不能只看表观价格，通过全成分分析，确定金属回收价格，分析转炉使用哪种含铁冷料对降低钢铁料消耗和生产成本最有利；
（3）含铁冷料是否具有良好的冶炼特性。
传统的炼钢降温冷料一般采用废钢、生铁块、海绵铁、还原铁，废钢、铁块资源紧张时，采用烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块。
（1）采用废钢作为炼钢降温冷料
近年来，全国炼钢生产废钢铁年消耗约为 1 亿吨 ，其中转炉炼钢和电炉炼钢分别占 6 成和 2 成，预计到 2018 年，中国废钢铁用量将达到 1.5 亿吨以上 。2012年全国炼钢综合吨钢废钢单耗为 115.6 kg，其中转炉炼钢废钢单耗 69.87 kg，同比下降11.6 kg；电炉炼钢废钢单耗 577.7 kg，同比下降 102.3 kg。因此，从现在起必须重视废钢铁的回收再利用，增加转炉炼钢和电炉炼钢钢铁原料中的废钢比对节能减排有巨大效果。目前,我国废钢资源短缺,国际废钢价格比国内生铁价格高,以及我国电价比国外高等原因,使我国电炉钢比例逐年下降。我国钢材主要是用于基本建设, 废钢回吐社会周期长。所以，我国短期内废钢资源供给不会得到缓解。
另外，废钢尺寸分选较麻烦，将不易入炉、运送、分选的大尺寸、特殊形状的废钢通过气割、落锤、剪切、切碎机破碎等方法分割。由于废钢资源不一，堆比密度不均，成分差异很大，品质不均匀，使转炉冶炼周期有所加长，反过来对炼钢生产有影响。冶金企业对废钢铁质量检验有两大难题，一是扣杂质，二是废钢铁定级问题，这两大难题一直困扰着我们。而且废钢中部分有色金属和其他杂质，影响钢的质量，尤其是高品质钢（优特钢）的生产质量。
（2）采用生铁块、海绵铁、还原铁作为炼钢降温冷料
生铁块、海绵铁、还原铁因需大量造渣，增加石灰消耗及渣量，金属损失严重。
（3）采用烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块作为炼钢降温冷料
烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块，这些含铁冷料的加入使转炉内局部供氧增加，瞬间发生比较剧烈的反应，会使烟尘量加大，易造成环境污染及能源浪费。
国内外非高炉生产炼钢含铁降温冷料的还原铁（含直接还原铁和熔融还原铁），是在特定条件下组织的生产，这就是目前全世界没有得到普及的根本原因。属于直接还原范畴的Midrex、希尔3、属于熔融还原的Corex、Corex基础上升级版Finex。直接还原分为煤基、气基作还原剂的工艺。用煤去制气，再去还原铁矿石，在能源利用率和成本上均无法与国外气基直接还原水平相比，因为煤制气要占总投资的1/3，煤的能源利用率比较低，造成产品成本高，没有市场竞争力。我国缺少天然气、高品位铁矿石，所以我们不必去苛求要搞气基直接还原铁生产。熔融还原Corex是奥钢联开发技术，国内宝钢Corex-3000两座，2007年投产以来出现竖炉粘结、金属化率难以控制等。COREX 生产工艺对原燃料的质量要求还是比较高的，摆脱不了炉料的造块，还要使用一定数量的焦炭，而高热值的炉气量大，尚没有得到科学、合理的充分利用。还原炉炉墙厚，造成设备作业率低，生产成本高。
发明内容
本发明目的是提供一种炼钢降温冷料及其制备方法，利用炼钢钢渣作原料，热加工成型，作为炼钢降温冷料，缩短炼钢冶炼周期，提高金属收得率，解决背景技术中存在的问题。
本实用发明的技术方案是：
一种炼钢降温冷料，呈圆柱体或长方体或正方体或球体，化学成分质量百分比：C：≤1.2%，Mn：≤1.4%，S：≤0.045%，P：≤0.045%，Si：≤0.7%，Fe：≥92%，其它为不可避免的杂质，表观密度：≥5.0t/m3。
较佳方案，炼钢降温冷料呈圆柱体，化学成分质量百分比：C：≤1.0%，Mn：≤1.0%，S：≤0.040%，P：≤0.040%，Si：≤0.7%，Fe：≥93%，其它不可避免的杂质，表观密度：5.6—6.5t/m3。
上述炼钢降温冷料的制备方法，包含如下工艺步骤：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，其化学成分质量百分比为：C：≤1.2%，Mn：≤1.4%，S：≤0.045%，P：≤0.045%，Si：≤0.7%，Fe：≥92%，其它为不可避免的杂质，粒度小于60mm；
（2）将上述原料放入高温窑中进行预烧，预烧温度：200—300oC，保温8—15分钟；
（3）将预烧后的原料在高温窑中进行加热，加热温度：800—1100 oC；
（4）将加热好的上述原料，运输至热压力成型机进行热成型，成型温度：700—1000 oC，成型压力：950—1100t；
（5）成型后自然冷却。
较佳方案，所述步骤（1）中原料：Fe：≥93%；粒度小于50mm。
较佳方案，所述步骤（3）中加热温度：800—900oC；所述步骤（4）中成型温度：700—880 oC，成型压力：980—1050t。
更佳方案，所述步骤（4）中成型温度：700—800 oC，成型压力：1000—1050t。
本发明的有益效果是：有利于节能、减排、环保和资源回收，易熔解，不用进行切割，提高入炉炉料密度和装料速度，有利于炼钢前期化渣操作，无环保冒烟困扰，缩短冶炼周期，提高了金属收得率，提高了产量，降低炼钢成本，缓解了废钢严重不足的问题。具有工艺简单、生产成本低、能耗低的优点。
具体实施方式
以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
实施例1：一种炼钢降温冷料，呈圆柱体，￠220mm ×高 170mm，化学成分质量百分比：C：1.2%，Mn：1.4%，S：0.045%，P：0.045%，Si：0.7%，Fe：92%，其它为不可避免的杂质，表观密度：6.5t/m3。
上述炼钢降温冷料的制备方法，包含如下工艺步骤：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，化学成分质量百分比为：C：1.2%，Mn：1.4%，S：0.045%，P：0.045%，Si0.7%，Fe：92%，其它为不可避免的杂质，粒度小于60mm，不同粒度的原料混合均匀；
（2）将上述原料进行机械运输、布料、分料到天然气高温窑预烧，预烧温度300oC，保温10分钟；
（3）再加热1100 oC；
（4）将加热料通过运料车分料到热压力机进行热成型，成型温度1000 oC，成型压力950t，成型时间2分钟；
（5）成型后自然冷却。
将上述炼钢降温冷料按照100 Kg/t，加入60吨转炉中进行冶炼，其各项质量指标与使用废钢、生铁块、海绵铁、还原铁、烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块作为降温冷料试验结果对比见表1。
实施例2：一种炼钢降温冷料，呈长方体，220mm × 170mm× 170mm，化学成分质量百分比：C：1.0%，Mn：1.2%，S：0.040%，P：0.040%，Si：0.6%， Fe：92.5%，其它为不可避免的杂质，表观密度：6.2t/m3。
上述炼钢降温冷料的制备方法，包含如下工艺步骤：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，化学成分质量百分比为：C：1.0%，Mn：1.2%，S：0.040%，P：0.040%，Si：0.6%，Fe：92.5%，其它为不可避免的杂质，粒度小于50mm；不同粒度的原料混合均匀；
（2）将上述原料进行机械运输、布料、分料到天然气高温窑预烧，预烧温度280oC，保温9分钟；
（3）再加热1000 oC；
（4）将加热料通过运料车分料到热压力机进行热成型，成型温度980oC，成型压力1000t，成型时间2分钟；
（5）成型后自然冷却。
将上述炼钢降温冷料按照100 Kg/t，加入60吨转炉进行冶炼，其各项质量指标与使用废钢、生铁块、海绵铁、还原铁、烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块作为降温冷料试验结果对比见表1。
实施例3：一种炼钢降温冷料，呈正方体，170mm × 170mm× 170mm，化学成分质量百分比：C：0.8%，Mn：0.9%，S：0.038%，P：0.040%，Si：0.6%， Fe：94%，其它为不可避免的杂质，表观密度：6.1t/m3。
上述炼钢降温冷料的制备方法，包含如下工艺步骤：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，化学成分质量百分比为：C：0.8%，Mn：0.9%，S：0.038%，P：0.040%，Si：0.6%，Fe：94%，其它为不可避免的杂质，粒度小于50mm，不同粒度的原料混合均匀；
（2）将上述原料进行机械运输、布料、分料到天然气高温窑预烧，预烧温度250oC，保温10分钟；
（3）再加热950 oC；
（4）将加热料通过运料车分料到热压力机进行热成型，成型温度900 oC，成型压力1000t，成型时间2分钟；
（5）成型后自然冷却。
将上述炼钢降温冷料按照98 Kg/t，加入60吨转炉进行冶炼，其各项质量指标与使用废钢、生铁块、海绵铁、还原铁、烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块作为降温冷料试验结果对比见表1。
实施例4：一种炼钢降温冷料，呈圆柱体，￠240mm ×高 190mm，化学成分质量百分比：C：0.6%，Mn：0.7%，S：0.035%，P：0.036%，Si：0.5%，Fe：94.5%，其它为不可避免的杂质，表观密度：5.8t/m3。
上述炼钢降温冷料的制备方法，包含如下工艺步骤：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，化学成分质量百分比为：C：0.6%，Mn：0.7%，S：0.035%，P：0.036%，Si：0.5%，Fe：94.5%，其它为不可避免的杂质，粒度小于50mm，不同粒度的原料混合均匀。
（2）将上述原料进行机械运输、布料、分料到天然气高温窑预烧，预烧温度240oC，保温13分钟；
（3）再加热900 oC；
（4）将加热料通过运料车分料到热压力机进行热成型，成型温度850 oC，成型压力1000t，成型时间2分钟；
（5）成型后自然冷却。
将上述炼钢降温冷料按照 105Kg/t，加入60吨转炉进行冶炼，其各项质量指标与使用废钢、生铁块、海绵铁、还原铁、烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块作为降温冷料试验结果对比见表1。
实施例5：一种炼钢降温冷料，呈球体，￠230mm ，化学成分质量百分比：C：0.4%，Mn：0.6%，S：0.035%，P：0.035%，Si：0.5%，Fe：95%，其它为不可避免的杂质，表观密度：5.0t/m3。
上述炼钢降温冷料的制备方法，包含如下工艺步骤：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，化学成分质量百分比为：C：0.4%，Mn：0.6%，S：0.035%，P：0.035%，Si：0.5%，Fe：95%，其它为不可避免的杂质，粒度小于50mm；不同粒度的原料混合均匀；
（2）将上述原料进行机械运输、布料、分料到天然气高温窑预烧，预烧温度240oC，保温9分钟；
（3）再加热900 oC；
（4）将加热料通过运料车分料到热压力机进行热成型，成型温度800 oC，成型压力1050t，成型时间3分钟；
（5）成型后自然冷却。
将上述炼钢降温冷料按照102 Kg/t，加入60吨转炉进行冶炼，其各项质量指标与使用废钢、生铁块、海绵铁、还原铁、烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块作为降温冷料试验结果对比见表1。
实施例6：一种炼钢降温冷料，呈圆柱体，￠220mm ×高 180mm，化学成分质量百分比：C：0.35%，Mn：0.45%，S：0.030%，P：0.035%，Si：0.4%， Fe：96%，其它为不可避免的杂质，表观密度：5.5t/m3。
上述炼钢降温冷料的制备方法，包含如下工艺步骤：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，化学成分质量百分比为：C：0.35%，Mn：0.45%，S：0.030%，P：0.035%，Si：0.4%，Fe：96%，其它为不可避免的杂质，粒度小于50mm；不同粒度的原料混合均匀；
（2）将上述原料进行机械运输、布料、分料到天然气高温窑预烧，预烧温度230oC，保温8分钟；
（3）再加热800 oC；
（4）将加热料通过运料车分料到热压力机进行热成型，成型温度750 oC，成型压力1080t，成型时间3分钟；
（5）成型后自然冷却。
将上述炼钢降温冷料按照 100Kg/t，加入60吨转炉进行冶炼，其各项质量指标与使用废钢、生铁块、海绵铁、还原铁、烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块作为降温冷料试验结果对比见表1。
实施例7：一种炼钢降温冷料，呈圆块状，化学成分质量百分比：C：0.32%，Mn：0.43%，S：0.031%，P：0.035%，Si：0.3%，Fe：93.5%，其它为不可避免的杂质，表观密度：5.9t/m3。
上述炼钢降温冷料的制备方法，包含如下工艺步骤：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，化学成分质量百分比为：C：0.32%，Mn：0.43%，S：0.031%，P：0.035%，Si：0.3%，Fe：93.5%，其它为不可避免的杂质，粒度小于50mm；不同粒度的原料混合均匀；
（2）将上述原料进行机械运输、布料、分料到天然气高温窑预烧，预烧温度200oC，保温15分钟；
（3）再加热800 oC；
（4）将加热料通过运料车分料到热压力机进行热成型，成型温度700 oC，成型压力1100t，成型时间3分钟；
（5）成型后自然冷却。
将上述炼钢降温冷料按照100 Kg/t，加入60吨转炉进行冶炼，其各项质量指标与使用废钢、生铁块、海绵铁、还原铁、烧结矿、球团矿、块矿、尘泥压块作为降温冷料试验结果对比见表1。
通过上表可以看出，通过本发明生产的炼钢降温冷料其质量指标、理化性能指标金属所得率均高于背景技术炼钢生产用的含铁降温冷料，炼钢冶炼周期短，为我国生产高品质钢材，进一步提高强韧性、提高服役寿命和实现节能环保目标，实现高品质钢高洁净度、高均质化和高表面质量，提供更优质的原料。
Claims (6)
1.一种炼钢降温冷料，其特征在于炼钢降温冷料呈圆柱体或长方体或正方体或球体，化学成分质量百分比：C：≤1.2%，Mn：≤1.4%，S：≤0.045%，P：≤0.045%，Si：≤0.7%，Fe：≥92%，其它为不可避免的杂质，表观密度：≥5.0t/m3，该炼钢降温冷料通过以下工艺制成：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，其化学成分质量百分比为：C：≤1.2%，Mn：≤1.4%，S：≤0.045%，P：≤0.045%，Si：≤0.7%，Fe：≥92%，其它为不可避免的杂质，粒度小于60mm；
（2）将上述原料放入高温窑中进行预烧，预烧温度：200—300oC，保温8—15分钟；
（3）将预烧后的原料在高温窑中进行加热，加热温度：800—1100 oC；
（4）将加热好的上述原料，运输至热压力成型机进行热成型，成型温度：700—1000 oC，成型压力：950—1100t；
（5）成型后自然冷却。
2.根据权利要求1所述的炼钢降温冷料，其特征在于呈圆柱体，化学成分质量百分比：C：≤1.0%，Mn：≤1.0%，S：≤0.040%，P：≤0.040%，Si：≤0.7%，Fe：≥93%，其它不可避免的杂质，表观密度：5.6—6.5t/m3。
3.一种炼钢降温冷料的制备方法，其特征在于包含如下工艺步骤：
（1）原料：钢渣经磁选、筛分后，其化学成分质量百分比为：C：≤1.2%，Mn：≤1.4%，S：≤0.045%，P：≤0.045%，Si：≤0.7%，Fe：≥92%，其它为不可避免的杂质，粒度小于60mm；
（2）将上述原料放入高温窑中进行预烧，预烧温度：200—300oC，保温8—15分钟；
（3）将预烧后的原料在高温窑中进行加热，加热温度：800—1100 oC；
（4）将加热好的上述原料，运输至热压力成型机进行热成型，成型温度：700—1000 oC，成型压力：950—1100t；
（5）成型后自然冷却，得到炼钢降温冷料；
（6）上述炼钢降温冷料呈圆柱体或长方体或正方体或球体，化学成分质量百分比：C：≤1.2%，Mn：≤1.4%，S：≤0.045%，P：≤0.045%，Si：≤0.7%，Fe：≥92%，其它为不可避免的杂质，表观密度：≥5.0t/m3。
4.根据权利要求3所述的炼钢降温冷料的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中原料：Fe：≥93%；粒度小于50mm。
5.根据权利要求3所述的炼钢降温冷料的制备方法，其特征在于所述步骤（3）中加热温度：800—900oC；所述步骤（4）中成型温度：700—880 oC，成型压力：980—1050t。
6.根据权利要求5所述的炼钢降温冷料的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中成型温度：700—800 oC，成型压力：1000—1050t。
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