CN103627898A - 磁选粉加工成型的方法及其成品的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁选粉加工成型的方法及其成品的应用，属于冶金领域。本发明提供一种流程短、成本低的磁选粉加工成型方法。本发明方法包括以下步骤：a、混合：磁选粉、粘结剂、水三组分按照重量比磁选粉﹕粘结剂﹕水=75～85︰10～15︰5～10混合均匀，形成混合物；b、定型、干燥：将a步骤的混合物定型，干燥，得成品磁选块。本发明方法制得的成品磁选块可以用作冶金辅料，具体地作为炼钢工艺中冷却剂。本发明的磁选粉加工成型方法，流程短、无污染、低能耗、成本低，为钢渣资源综合利用提供新途径。

Description

磁选粉加工成型的方法及其成品的应用

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及磁选粉加工成型的方法及其成品的应用。

背景技术

目前国内很多炼钢转炉采用顶吹或顶底复吹工艺进行炼钢生产。采用氧气顶吹工艺炼钢，炼钢转炉中有富余的热量，根据热平衡计算加入适量的冷却剂以准确控制转炉内的终点温度、进而保证钢铁的质量。目前氧气顶吹工艺中转炉用的冷却剂有废钢、生铁块、铁矿石、氧化铁皮、球团矿、烧结矿、石灰石或生白云石等，其中一般为废钢。废钢作为冷却剂的冷却效果好，回收铁效率高，但价格昂贵，同时废钢形状不稳定，一般需要打砸至一定直径再投入转炉中，若将废钢直接投入使用，会对设备造成影响，继而影响炼钢成本。其中，废钢作为冷却剂投入转炉内，对废钢有以下要求：(1)废钢的外形尺寸和块度应保证从炉口顺利加入。废钢单重不能过重，以便减轻对转炉内衬的影响，同时在吹炼期必须全部熔化。轻型废钢和重型废钢合理搭配。废钢的长度应该小于转炉口直径的1/2，废钢的重量一般不超过300kg，长度不大于1000mm。(2)废钢中不得混有铁合金，同时废钢应清洁干燥等。

随着我国钢铁产量不断增大，钢渣产量也不断增多，开发利用钢渣资源，是实现冶金钢渣资源化综合利用的重要措施。目前，钢渣处理的各种技术已经非常成熟，如经磁选、打砸，精选等步骤，将不同成分的钢渣物质筛选，其中筛选后的物料一般为粒钢、磁选粉、转炉尾渣等。磁选粉是粒径小于30mm，TFe(含铁量)为30～50%的物料。目前磁选粉主要作为炼铁高炉中的烧结料，但其中铁含量偏低，同时制作烧结剂成本较高，进一步导致炼钢成本较高。

为提高磁选粉综合利用效率并降低炼钢成本，本发明提供一种成本低、无污染的方法将磁选粉加工成型，同时所得成品用作冶金辅料。

发明内容

本发明目的在于提高磁选粉的利用率。将磁选粉加工成磁选块并作为转炉回炉中冷却剂，降低转炉内温度并回收其中的铁。

磁选粉加工成型的方法包括以下步骤：

a、混合：磁选粉、粘结剂、水按照重量比磁选粉﹕粘结剂﹕水=75～85﹕10～15﹕5～10混合均匀，形成混合物；

b、定型、干燥：将a步骤的混合物定型，干燥，得成品磁选块。

其中，a步骤中粘结剂由玻璃和六偏磷酸钠按照重量比水玻璃︰六偏磷酸钠=5～10︰1配制而成，其中水玻璃是NaO·nSiO₂的水溶液，其中水玻璃的波美度为38～48，六偏磷酸钠是Na₆O₁₈P₆，当水玻璃和六偏磷酸钠按照上述重量比例范围混合后，粘结效果好。

其中，a步骤所述磁选粉的粒径≤30mm，TFe≥30%。

进一步地，所述磁选粉中P≤1%，S≤1%，其中P、S为重量百分比。

进一步地，所述磁选粉可采用商业购买，保证磁选粉的粒径、TFe、含硫量和含磷量满足上述范围即可。

磁选粉的粒径越小，磁选粉、粘结剂和水越容易混合均匀。若磁选粉的粒径＞30mm，则磁选粉、粘结剂和水不容易混合均匀，不易定型。磁选粉中含铁量越高，加工成型后的成品中含铁量也较高，在作为冷却剂的同时回收铁效率高；若最终制得的成品的含铁量较低，则回收利用铁效率不高。但将铁含量较低的磁选粉加工成型的方法可行，并且制得的成品仍然可以发挥冷却剂的作用，只是回收利用铁效率低。磁选粉中P≤1%，S≤1%，P、S为重量百分比，制得的成品在炼钢转炉中作为冷却剂时，最后生产的钢铁中P、S含量低，满足生产钢铁的质量要求。

磁选粉为主要原料，粘结剂起粘结、固定、成型作用，同时磁选粉、粘结剂和水按照上述重量比例混合后，混合物定型、干燥处理后所得成品稳定性好。

其中，a步骤所述混合可采用搅拌机、手动搅拌等多种方式，使磁选粉、粘结剂和水混合均匀即可，否则加工成型后的成品的物理化学性质不均一，不稳定。

其中，b步骤中所述定型，将混合物放入固定形状的模子或成型机中定型。将混合物定型为具有规则形状后再进行干燥处理，最后将成品作为冷却剂投入转炉中，具有不会影响转炉内衬的作用。

其中，b步骤中所述干燥，采用晾晒、阴干、烘箱烘干等多种方式。因为干燥处理后制得成品的含水量＞2.5%时，将成品直接投入转炉内会发生爆炸危险。故控制干燥后成品的含水量(水占成品总重量的比率)≤2.5%，且该含水量的成品的形状稳定。

其中，上述方法制得成品为黑灰色块状或球状的磁选块，磁选块的抗压强度≥10kg/cm²，粒径≥50mm。

具体的，上述方法制得成品磁选块的抗压强度≥20kg/cm²，粒径≥300mm。

本发明方法制得的成品为磁选块，可以作为冶金辅料，将磁选块作为炼钢等工艺中冶金辅料回收其中的铁。

本发明方法制得的成品磁选块可以作为炼钢转炉回炉中冷却剂。将上述成品磁选块投入转炉内，在炉内高温作用下，磁选块逐渐熔化，降低炉内温度并回收磁选块中铁。作为冷却剂时，不宜将粒径＜30mm的磁选粉直接投入转炉中，原因是在炼钢过程中转炉温度为1000～2000℃，粉状磁选粉直接投入转炉内，会立即粉碎，并影响转炉设备运转，这不仅不能很好地发挥冷却剂的作用并最终影响炼钢的成本。故本发明将磁选粉加工成磁选块，尤其是成品磁选块的抗压强度和粒径越大，则使用时不会影响转炉内衬设备，并且冷却效果更好，但磁选块的粒径不宜超过转炉口直径的1/2。

本发明有益效果：磁选粉加工成型方法步骤简单，设备少，流程短，投资小，生产快。磁选粉加工成型后成品用作转炉回炉中冷却剂，与废钢相比，成本低，并且回收其中铁元素，实现磁选粉的综合利用。

具体实施方式

本发明提供一种磁选粉加工成型方法及其成品的应用。本发明方法成本低，故本发明方法制得的成品作为炼钢转炉中冷却剂使用时，同时也降低了炼钢成本。

本发明的磁选粉加工成型的方法：将磁选粉、粘结剂、水混合均匀形成混合物，然后定型、干燥，得成品。

磁选粉加工成型方法的关键在于：原料配比和干燥处理，即磁选粉、粘结剂和水的重量比例，粘结剂中水玻璃和六偏磷酸钠的重量比例。

具体的，原料重量比为：磁选粉﹕粘结剂﹕水=75～85﹕10～15﹕5～10。

具体的，粘结剂中水玻璃和六偏磷酸钠重量比为：水玻璃︰六偏磷酸钠=5～10︰1。

具体的，磁选粉的粒径≤30mm，TFe≥30%，P≤1%，S≤1%，其中P、S为重量百分比。

具体的，粘结剂中水玻璃是NaO·nSiO₂的水溶液，其中水玻璃的波美度为38～48；六偏磷酸钠是Na₆O₁₈P₆。

将磁选粉、粘结剂和水均匀混合后，放入固定形状模子中或定型机中定型，然后进行干燥处理。原料在上述配比范围混合均匀和干燥处理后成品磁选块的含水量≤2.5%，抗压强度≥10kg/cm²，粒度≥50mm。成品磁选块可以作为冶金辅料，具体的，在炼钢等工艺中作为冶金辅料，回收磁选块中的铁。同时，将上述粒径和抗压强度的磁选块作为冷却剂投入转炉内，磁选块不会影响设备，磁选块缓慢熔化，逐渐降低转炉内温度，同时成品中水分逐渐挥发，不会发生爆炸危险。在实际炼钢工艺，将粒径范围为300～500mm，抗压强度≥20kg/cm²，水分含量≤2.5%的磁选粉投入转炉内，冷却效果好并且充分回收其中铁。

本发明涉及的设备是发明人按照实际操作出发，但本发明方案不局限于所限定的条件，凡是属于上述范围所作的改变和转换，都应属于本发明。下面通过具体实施例进一步说明本发明方案。

实施例：

将磁选粉、粘结剂和水以及粘结剂中水玻璃和六偏磷酸钠按照下表1中各组分重量比混合均匀，然后定型、干燥制得表2所示的成品。

表1磁选粉加工成型方法中各组分比例

表2加工成型方法条件及成品磁选块的参数

表1中各实施例中磁选粉的粒径≤30mm，将磁选粉、粘结剂和水充分混合均匀后，经表2中定型和干燥处理后成品磁选块的抗压强度≥20kg/cm²，粒径为300～500mm。通过上述方法制得每块磁选块的重量一般为30kg，同时生产每吨磁选块的平均成本为500元。

最后将制得的成品用作转炉中的冷却剂。每转炉的磁选块耗量为1t左右，而每转炉消耗废钢的成本为2000元左右。故可以看出将磁选粉加工成磁选块后，将其作为转炉炼钢中冷却剂，可明显降低炼钢成本。本发明的磁选粉加工成型方法步骤简短、原料易得，同时在生产过程中无污染、低能耗、低成本，具有明显的经济效益和社会效益，并且实现钢渣资源综合利用。

Claims (10)

1.磁选粉加工成型的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、混合：磁选粉、粘结剂、水按照重量比磁选粉﹕粘结剂﹕水=75～85︰10～15︰5～10混合均匀，形成混合物；

b、定型、干燥：将a步骤的混合物定型，干燥，得成品磁选块。

2.根据权利要求1所述的磁选粉加工成型的方法，其特征在于：所述粘结剂由水玻璃和六偏磷酸钠按照重量比水玻璃︰六偏磷酸钠=5～10︰1配制而成。

3.根据权利要求1所述的磁选粉加工成型的方法，其特征在于：所述磁选粉的粒径≤30mm，TFe≥30%。

4.根据权利要求1所述的磁选粉加工成型的方法，其特征在于：所述磁选粉中P≤1%，S≤1%，其中P、S为重量百分比。

5.根据权利要求1所述的磁选粉加工成型的方法，其特征在于：所述粘结剂中水玻璃是NaO·nSiO₂的水溶液，其中水玻璃的波美度为38～48。

6.根据权利要求1所述的磁选粉加工成型的方法，其特征在于：所述成品磁选块的含水量≤2.5%。

7.根据权利要求1所述的磁选粉加工成型的方法，其特征在于：所述成品磁选块的抗压强度≥10kg/cm²，粒径≥50mm。

8.根据权利要求1所述的磁选粉加工成型的方法，其特征在于：所述成品磁选块的抗压强度≥20kg/cm²，粒径≥300mm。

9.权利要求1所述的磁选粉加工成型的方法制得的成品磁选块在冶金辅料中的应用。

10.权利要求1所述的磁选粉加工成型的方法制得的成品磁选块在炼钢转炉中作为冷却剂的应用。