CN109439893A - 不锈钢渣高炉烧结方法 - Google Patents

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刘光勇
陈彦虎
董兴红
胡前胜
何丛珍
李志斌
郑佳奎
田伟光
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Abstract

本发明公开了一种不锈钢渣高炉烧结方法，属一种不锈钢渣的处理方法，包括如下步骤：步骤A、配料，步骤B、混合，步骤C、布料烧结，步骤D、将烧结后的原料输送至破碎机中进行破碎，通过混合烧结的方式对不锈钢渣进行综合利用，烧结得到的成品矿可直接进行冶炼或外售，从而实现自产自用，降低了不锈钢的生产成本，有利于改善不锈钢渣排放带来的环境污染问题；在烧结原料中配加不锈钢渣，有利于烧结过程中的液相生成，改善烧结矿的强度，提高烧结矿的成品率，降低白云石、生石灰及煤粉的消耗，并且改善高炉的流动性，有助于降低高炉的生产成本。

Description

不锈钢渣高炉烧结方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢渣的处理方法，更具体的说，本发明主要涉及一种不锈钢渣高炉烧结方法。
背景技术
不锈钢渣是冶炼不锈钢过程中产生的固体废渣，大部分为镍铁合金冶炼渣。不锈钢渣化学成分包括钙、硅、镁、铝、锰、镍、铬和铁等；主要矿物相为硅酸二钙 (C2S) 、硅酸三钙 (C3S) 、蔷薇辉石及铁相固溶体等。我国不锈钢年产量高达数千万吨，按照每生产3吨不锈钢产生1吨不锈钢渣计算，2017年我国年产不锈钢2577.37万吨，则产生不锈钢渣859.12万吨。如此巨量的不锈钢渣目前大部分被露天堆放或填埋，不仅占用土地、污染生态环境，还严重危害人体健康，制约着企业的可持续发展。目前不锈钢渣资源化利用的途径主要有：被用作路基、井下填充材料，替代部分河砂充当混凝土集料，作为混合材生产水泥等。在某种程度上取得了不锈钢渣资源化综合利用的效果，但途中需各种长途转运，成本高，且其附加值低，资源浪费。因而有必要针对不锈钢渣的处理方法做进一步的研究和改进。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种不锈钢渣高炉烧结方法，以期望解决现有技术中不锈钢渣产生量大，堆积占用土地、污染生态环境，作为填充材料需长途转运，导致成本过高等技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种不锈钢渣高炉烧结方法，所述的方法包括如下步骤：
步骤A、配料，称取原料，以质量百分比计铁矿65％至70％ 、生石灰4％至6％、白云石2％至3％、不锈钢渣1.5％至2.5％、煤粉3％至3.5％、返回矿14％至18％、除尘灰1％至2.5％
步骤B、混合，将上一步骤中称取的原料在回转窑混合机中进行第一次混合，混合过程中加入水为粘结剂；再将第一次混合的原料加入回转窑混合机再次搅拌混合，并使原料在回转窑混合机转动的过程中形成颗粒状；
步骤C、布料烧结，将上一步骤中得到的颗粒状原料进入烧结机中经过预热炉、点火炉进行烧结，直至原料烧结完成；
步骤D、将烧结后的原料输送至破碎机中进行破碎，其被破碎后形成均匀的粒状，冷却并筛分后即得到成品烧结矿。
作为优选，进一步的技术方案是：所述步骤D中的筛分为两段筛分，通过两段筛分得到粒径大于22mm的成品烧结矿。
更进一步的技术方案是：所述步骤C在进行烧结前，首先在烧结机的底部布上一层铺底料，所述铺底料为经过所述方法中的烧结、破碎、冷却处理、且筛分后的二次筛下料，且所述铺底料的粒径小于22mm。
更进一步的技术方案是：所述步骤A之前还包括不锈钢渣原料预处理，将热态不锈钢渣用渣包直接运至渣处理车间，经冷却后选出大块铁，然后将不锈钢渣破碎为粒径小于100mm的状态，并经过球磨水洗，选出其中的铁组分，球磨水洗的尾浆随水进入过滤机过滤，过滤后得到不锈钢渣原料。
更进一步的技术方案是：对预处理后出现板结的不锈钢渣原料再次进行破碎，直至其粒径小于8mm。
更进一步的技术方案是：所述步骤A中的返回矿为所述方法的自身返矿、高炉返矿或者两者的混合物。
更进一步的技术方案是：所述步骤B中颗粒状的原料粒径小于10mm，且含水量小于原料总质量的8.5％。
更进一步的技术方案是：所述步骤C中的烧结方式为持续50min以上的连续性抽风烧结。
本发明还提供了一种用于不锈钢渣高炉烧结的混合物，所述混合物包括以质量百分比计的铁矿65％至70％ 、生石灰4％至6％、白云石2％至3％、不锈钢渣1.5％至2.5％、煤粉3％至3.5％、返回矿14％至18％、除尘灰1％至2.5％。
作为优选，进一步的技术方案是：所述的不锈钢渣包括以质量百分比计：Fe：2.61％，CaO：49.79％，SiO2：29.01％，MgO：6.56％，Al2O3：1.61％，Cr2O3：1.41％，P2O5:0.16％，MnO：0.84％，S：0.61％，F：0.70％，不可避免的杂质及水分：6.70％。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要是：
通过混合烧结的方式对不锈钢渣进行综合利用，烧结处理得到的成品矿直接进行冶炼，从而实现自产自用，降低了不锈钢的生产成本，有利于改善不锈钢渣排放带来的环境污染问题；
在烧结原料中配加不锈钢渣，有利于烧结过程中的液相生成，改善烧结矿的强度，提高烧结矿的成品率，降低白云石、生石灰及煤粉的消耗，并且改善高炉的流动性，有助于降低高炉的生产成本；
减少了企业对于不锈钢渣处理的资金投入，为钢铁厂节能减排提供了很好的技术支持。并且不锈钢渣所含成分与其初始原料相似，不会增加炼铁以及炼钢的渣系，避免产生新渣系而增加企业的排渣负担。
附图说明
图1为用于说明本发明所述方法的工艺流程图；
图2为用于说明本发明所述方法的不锈钢渣预处理流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
本实施例是一种不锈钢渣高炉烧结方法，参考图1所示，该方法按照如下步骤操作：
步骤S11、配料，本次拟制备的原料总和为0.5t，称取原料，具体为铁矿335kg、生石灰30kg、白云石10kg、不锈钢渣12.5kg、煤粉15kg、返回矿90kg、除尘灰7.5kg；
步骤S12、混合，将上一步骤中称取的原料在回转窑混合机中进行第一次混合，混合过程中加入水为粘结剂；再将第一次混合的原料加入回转窑混合机再次搅拌混合，并使原料在回转窑混合机转动的过程中形成颗粒状；
步骤S13、布料烧结，将上一步骤中得到的颗粒状原料由梭式布料器进入烧结机中经过预热炉、点火炉进行烧结，直至原料烧结完成；原料在烧结机中烧结的方式为持续50min以上的连续性抽风烧结；
步骤S14、将烧结后的原料输送至破碎机中进行破碎，该破碎机采用单辊破碎机，其被破碎后形成均匀的粒状，然后经环冷机冷却并进行筛分后即得到成品烧结矿。
实施例2
本实施例是一种不锈钢渣高炉烧结方法，参考图1所示，该方法按照如下步骤操作：
步骤S21、不锈钢渣原料预处理，参考图2所示，将热态不锈钢渣用渣包直接运至渣处理车间，经水冷或风冷后后，使用机械选出大块铁，然后将不锈钢渣破碎为粒径小于100mm的状态，并经过球磨水洗，选出其中的铁组分，球磨水洗的尾浆随水进入过滤机过滤，过滤后得到不锈钢渣原料；该不锈钢渣原料中，以质量百分比计包括Fe：2.61％，CaO：49.79％，SiO2：29.01％，MgO：6.56％，Al2O3:1.61％，Cr2O3：1.41％，P2O5:0.16％，MnO：0.84％，S：0.61％，F：0.70％，不可避免的杂质及水分：6.70％；
步骤S22、配料，本次拟制备的原料总和为1t，称取原料，具体为铁矿700kg、生石灰40kg、白云石30kg、不锈钢渣20kg、煤粉35kg、返回矿150kg、除尘灰25kg；返回矿为所述方法的自身返矿、高炉返矿或者两者的混合物；
步骤S23、混合，将上一步骤中称取的原料在回转窑混合机中进行第一次混合，混合过程中加入水为粘结剂；再将第一次混合的原料加入回转窑混合机再次搅拌混合，并使原料在回转窑混合机转动的过程中形成颗粒状；颗粒状的原料粒径小于10mm，且含水量小于原料总质量的8.5％
步骤S24、布料烧结，将上一步骤中得到的颗粒状原料由梭式布料器进入烧结机中经过预热炉、点火炉进行烧结，直至原料烧结完成；原料在烧结机中烧结的方式为持续50min以上的连续性抽风烧结；
步骤S25、将烧结后的原料输送至破碎机中进行破碎，该破碎机采用单辊破碎机，其被破碎后形成均匀的粒状，然后经环冷机冷却；
步骤S26、将烧结、破碎并冷却后的原料进行两段筛分，得到粒径大于22mm的成品烧结矿，其他小于22mm的原料作为烧结前的铺底料。
实施例3
本实施例是一种不锈钢渣高炉烧结方法，参考图1所示，该方法按照如下步骤操作：
步骤S31、不锈钢渣原料预处理，参考图2所示，将热态不锈钢渣用渣包直接运至渣处理车间，经水冷或风冷后后，使用机械选出大块铁，然后将不锈钢渣破碎为粒径小于100mm的状态，并经过球磨水洗，选出其中的铁组分，球磨水洗的尾浆随水进入过滤机过滤，过滤后得到不锈钢渣原料；该不锈钢渣原料中，以质量百分比计包括Fe：2.61％，CaO：49.79％，SiO2：29.01％，MgO：6.56％，Al2O3:1.61％，Cr2O3：1.41％，P2O5:0.16％，MnO：0.84％，S：0.61％，F：0.70％，不可避免的杂质及水分：6.70％；由于经过预处理的不锈钢渣经渣场堆存风干后，会出现板结，经过简单破碎后粒径小于3mm能达到75%以上，全在8mm以下；
步骤S32、配料，本次拟制备的原料总和为5t，称取原料，具体为铁矿3450kg、生石灰265kg、白云石140kg、不锈钢渣75kg、煤粉195kg、返回矿800kg、除尘灰75kg；返回矿为所述方法的自身返矿、高炉返矿或者两者的混合物；
步骤S33、混合，将上一步骤中称取的原料在回转窑混合机中进行第一次混合，混合过程中加入水为粘结剂；再将第一次混合的原料加入回转窑混合机再次搅拌混合，并使原料在回转窑混合机转动的过程中形成颗粒状；原料在烧结机中烧结的方式为持续50min以上的连续性抽风烧结；在进行烧结前，首先在烧结机的底部布上一层铺底料，所述铺底料为经过所述方法中的烧结、破碎、冷却处理、且筛分后的二次筛下料，且所述铺底料的粒径小于22mm；
步骤S34、布料烧结，将上一步骤中得到的颗粒状原料由梭式布料器进入烧结机中经过预热炉、点火炉进行烧结，直至原料烧结完成；
步骤S35、将烧结后的原料输送至破碎机中进行破碎，该破碎机采用单辊破碎机，其被破碎后形成均匀的粒状，然后经环冷机冷却。
步骤S36、将烧结、破碎并冷却后的原料进行两段筛分，得到粒径大于22mm的成品烧结矿，其他小于22mm的原料作为烧结前的铺底料。
正如上述实施例所描述的方法，本发明主要目的在于提供一种合理、环保、节约资源、降低生产成本的不锈钢渣综合利用于高炉烧结的使用方法。不锈钢渣是冶炼不锈钢的副产物，随着不锈钢产业的发展，不锈钢渣的处理已经成为限制不锈钢绿色生产、可持续发展的重要因素；而不锈钢渣目前的使用方向只停留在作为填充材料、作为水泥掺合料等附加值低的使用方法，经济价值低。另外传统的高炉烧结熔剂只停留在白云石、石灰石、生石灰、消石灰之间徘徊，随着工业发展，这些碱性熔剂的价格随之上涨，这使得高炉烧结的成本大大增加。具体而言，本发明所述的将不锈钢渣作为烧结熔剂替代部分白云石和石灰石，不仅综合利用了厂内的不锈钢渣资源，减少了渣场堆存及环境污染，提高了不锈钢渣的高附加值运用，还大大的降低了烧结的原料成本，提高了烧结矿的质量和产量，增大钢铁厂经济收益空间，实现了绿色发展、可持续发展。
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本说明书和权利要求公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种不锈钢渣高炉烧结方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：
步骤A、配料，称取原料，以质量百分比计铁矿65％至70％ 、生石灰4％至6％、白云石2％至3％、不锈钢渣1.5％至2.5％、煤粉3％至3.5％、返回矿14％至18％、除尘灰1％至2.5％；
步骤B、混合，将上一步骤中称取的原料在回转窑混合机中进行第一次混合，混合过程中加入水为粘结剂；再将第一次混合的原料加入回转窑混合机再次搅拌混合，并使原料在回转窑混合机转动的过程中形成颗粒状；
步骤C、布料烧结，将上一步骤中得到的颗粒状原料进入烧结机中经过预热炉、点火炉进行烧结，直至原料烧结完成；
步骤D、将烧结后的原料输送至破碎机中进行破碎，其被破碎后形成均匀的粒状，冷却并筛分后即得到成品烧结矿。
2.根据权利要求1所述的不锈钢渣高炉烧结方法，其特征在于所述步骤D中的筛分为两段筛分，通过两段筛分得到粒径大于22mm的成品烧结矿。
3.根据权利要求1所述的不锈钢渣高炉烧结方法，其特征在于：所述步骤C在进行烧结前，首先在烧结机的底部布上一层铺底料，所述铺底料为经过所述方法中的烧结、破碎、冷却处理、且筛分后的二次筛下料，且所述铺底料的粒径小于22mm。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的不锈钢渣高炉烧结方法，其特征在于：所述步骤A之前还包括不锈钢渣原料预处理，将热态不锈钢渣用渣包直接运至渣处理车间，经冷却后选出大块铁，然后将不锈钢渣破碎为粒径小于100mm的状态，并经过球磨水洗，选出其中的铁组分，球磨水洗的尾浆随水进入过滤机过滤，过滤后得到不锈钢渣原料。
5.根据权利要求4所述的不锈钢渣高炉烧结方法，其特征在于：对预处理后出现板结的不锈钢渣原料再次进行破碎，直至其粒径小于8mm。
6.根据权利要求1所述的不锈钢渣高炉烧结方法，其特征在于：所述步骤A中的返回矿为所述方法的自身返矿、高炉返矿或者两者的混合物。
7.根据权利要求1所述的不锈钢渣高炉烧结方法，其特征在于：所述步骤B中颗粒状的原料粒径小于10mm，且含水量小于原料总质量的8.5％。
8.根据权利要求1所述的不锈钢渣高炉烧结方法，其特征在于：所述步骤C中的烧结方式为持续50min以上的连续性抽风烧结。
9.一种用于不锈钢渣高炉烧结的混合物，其特征在于所述混合物包括以质量百分比计的铁矿65％至70％ 、生石灰4％至6％、白云石2％至3％、不锈钢渣1.5％至2.5％、煤粉3％至3.5％、返回矿14％至18％、除尘灰1％至2.5％。
10.根据权利要求9所述的用于不锈钢扎高炉烧结的混合物，其特征在于：所所述的不锈钢渣包括以质量百分比计：Fe：2.61％，CaO：49.79％，SiO2：29.01％，MgO：6.56％，Al2O3:1.61％，Cr2O3：1.41％，P2O5：0.16％，MnO：0.84％，S：0.61％，F：0.70％，不可避免的杂质及水分：6.70％。
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