CN109504853A - 一种转炉炼钢用发热剂及其制作方法 - Google Patents

一种转炉炼钢用发热剂及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转炉炼钢用发热剂及其方法，包括工业硅粉、废轮胎胶粉以及粘结剂；其中，所述的工业硅粉所占重量百分比为10％～30％，所述的废轮胎胶粉所占重量百分比60％～80％，粘结剂所占重量百分比为5％～15％。本发明的技术效果在于，转炉炼钢用发热剂所用主要原料均为工业生产中产生的对环境影响极大的废弃物。其中工业硅粉为光伏产业所产生的不可回收利用的废弃物，废轮胎胶粉为城市垃圾。工业硅粉与废轮胎胶粉均为高发热量物质。上述原料经合理的配比压球后，不仅其发热效果优于现有现有同类发热剂，且找到了一种废弃物资源综合利用的方法。

Description

一种转炉炼钢用发热剂及其制作方法
技术领域
本发明涉及-冶金技术领域，具体涉及一种转炉炼钢用发热剂及其生产方法，利用工业硅粉及废轮胎胶粉压制成球，在转炉炼钢过程中提供热量。。
背景技术
随着我国炼钢业的发展以及国际铁矿石资源的日益紧张，废钢在炼钢过程中的使用量不断增加。但在转炉及电炉冶炼时，废钢比增加，务必会导致冶炼前期炉内热量不足的现象产生，出现成渣慢，初渣流动性较差的情况，给生产带来不便。为解决这一问题，钢厂一般会根据冶炼需求，在冶炼初期，会向炉中加入不同的发热剂，这类发热剂一般为高品位的硅铁及硅碳合成球等。这类发热剂一般含有一定量的硅铁，而硅铁的生产不仅成本高昂，而且会带来严重的环境负荷。
据不完全统计2016年全国旧轮胎产生量就达3.5亿条左右约合1200万吨，同时正以每年8％～10％的速度递增。预计到2020年，全国旧轮胎产生量或将高达2000万吨成为不容忽视的“城市矿产”。
一方面轮胎橡胶独有的耐磨，耐老化，防水等特性使之在自然环境中很难降解，如不对其另行处理会对自然环境造成巨大的、长远的污染。另一方面如果能做到旧轮胎回收处理既符合我国当前可持续发展的理念实现废物再利用从中获取经济效益，也可以节约资源减少对环境的危害。在我国旧轮胎以令人惊诧的速度增加，但旧轮胎橡胶作为新材料领域中的“宝”循环再利用率仅有50％左右，其开发潜力巨大，如果旧轮胎开发处理得好就是一座取之不尽，用之不竭的“金矿”。
太阳能光伏发电被业界视为最清洁环保的可持续能源利用形式，近些年在全球得到迅猛发展。近年来，中国迅速崛起为太阳能光伏电池生产大国。2000年，中国光伏电池产量仅为3兆瓦，到2007年年底达到了1088兆瓦，居世界第一。制备太阳能电池时，需要将高纯硅铸成多晶硅锭，然后切割成硅片。不管是半导体工业所用的单晶硅还是太阳能电池所用的多晶硅，都需要将高纯的晶体硅切割成硅片。在切割过程中，会产生大量的工业硅粉，该硅粉中金属硅的含量可达70％以上，但因该工业硅粉具有粒度小、活性高等特点，目前尚未有优秀的处理方法，已经造成严重的环境污染问题，国内外对工业硅粉的综合回收将进行了大量的研究工作，但还没有研究出具有巨大的经济效益和环保效益的回收技术。解决工业硅粉的问题，要大力发展循环经济、绿色经济、和环保产业，最大程度地提高废料的利用效率。
上述两种原料中的废轮胎胶粉与金属硅均为优秀的炼钢用发热剂，其氧化反应方程式为：
CnHm+O＝CO2+H2O+热量
Si+O＝SiO2+热量
由上述方程式可知，轮胎胶粉与金属硅在氧化时，均能放出热量，因此废轮胎胶粉与工业硅粉在本方案中均为热源物质，在转炉冶炼过程中可促进冶炼工艺。
发明内容
本发明是根据上述现有技术的不足之处，提供了一种转炉炼钢用发热剂，其特征在于，包括工业硅粉、废轮胎胶粉以及粘结剂；其中，所述的工业硅粉所占重量百分比为10％～30％，所述的废轮胎胶粉所占重量百分比60％～80％，粘结剂所占重量百分比为5％～15％。
在本发明中，同时提供了转炉炼钢用发热剂的制作方法，其特征在于，所述的转炉炼钢用发热剂的制作方法包括以下的步骤：
S10：废旧轮胎破碎：将废旧轮胎利用破碎机进行破碎，去除钢丝，得到废旧轮胎橡胶；
S20：废旧轮胎橡胶粉碎：将步骤S10中所述的废旧轮胎橡胶用粉碎机进行粉碎，得到废轮胎胶粉粒；
S30：废旧轮胎橡胶筛选：将步骤S20中所述的废轮胎胶粉粒通过筛粉机进行筛分；筛选出粒度为1～6mm的废轮胎胶粉；粒度大于6mm的废轮胎胶粉进行烘箱加温；烘箱温度在200℃-300℃；得到热废轮胎胶粉粒；
S40：废轮胎胶粉二次破碎：将步骤S30中所述的热废轮胎胶粉粒用粉碎机进行二次粉碎；得到细废轮胎胶粉粒；
S50：废轮胎胶粉二次筛选：将步骤S40中所述的细废轮胎胶粉粒通过筛粉机进行筛分；筛选出粒度为1～6mm的废轮胎胶粉；粒度大于6mm的废轮胎胶粉回到步骤S40进行再次粉碎；直至废轮胎的利用率达到95％以上；
S60：工业硅粉收集：在高纯的晶体硅切割成硅片过程中，通过粉尘收集器收集工业硅粉；
S70：工业硅粉粉碎：将步骤S60中所述的工业硅粉通过粉碎机粉碎；
S80：工业硅粉筛粉：将步骤S70中所得到的工业硅粉进行筛选并去除杂质，得到颗粒不大于3mm的工业硅粉；颗粒大于3mm的工业硅粉回到步骤S70；
S90：粉剂混合：将步骤S80中所述的颗粒不大于3mm的工业硅粉和步骤S30和步骤S50中得到的所述的粒度为1～6mm的废轮胎胶粉，按照工业硅粉所占重量百分比为10％～30％，废轮胎胶粉所占重量百分比60％～80％，通过混粉机混合；得到混合粉；
S100：混合粉加温：将步骤S90中所述的混合粉通过蒸汽加温到60℃-80℃；得到热混合粉；
S110：粘结剂配置：按照所述的粘结剂为水玻璃、糊精、酸甲基纤维素钠、改性淀粉中的一种或多种的组合的配置方法进行粘结剂配制；
S120：添加粘结剂：在步骤S100所述的热混合粉中，按照粘结剂所占重量百分比为5％～15％的比例加入步骤S110中配置好的粘结剂；并通过混粉机进行搅拌，搅拌速度为100转/min-200转/min，搅拌时间为30分钟-40分钟；得到混合固体；
S130：压球制作：将步骤120中所述的混合固体置入高压对辊压球机的模具中；通过高压对辊压球机压成球状体；得到转炉炼钢用发热剂。
进一步，所述的工业硅粉粒度不大于3mm，废轮胎胶粉粒度为1～6mm。
进一步，所述的粘结剂为水玻璃、糊精、酸甲基纤维素钠、改性淀粉中的一种或多种的组合。
进一步，所述的工业硅粉的发热量大于等于28MJ/kg。
进一步，所述的废轮胎胶粉的发热量大于等于33MJ/kg。
进一步，所述的转炉炼钢用发热剂为球状体。
本发明的技术效果在于，转炉炼钢用发热剂所用主要原料均为工业生产中产生的对环境影响极大的废弃物。其中工业硅粉为光伏产业所产生的不可回收利用的废弃物，废轮胎胶粉为城市垃圾。工业硅粉与废轮胎胶粉均为高发热量物质。上述原料经合理的配比压球后，不仅其发热效果优于现有现有同类发热剂，且找到了一种废弃物资源综合利用的方法。
附图说明
图1是本发明的制作方法的流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中更公开的一种转炉炼钢用发热剂，包括工业硅粉、废轮胎胶粉以及粘结剂；其中，工业硅粉所占重量百分比为10％～30％，废轮胎胶粉所占重量百分比60％～80％，粘结剂所占重量百分比为5％～15％。为此根据不同的配置进行了4个不同的实施例进行配置，同时，工业硅粉粒度不大于3mm，废轮胎胶粉粒度为1～6mm。粘结剂为水玻璃、糊精、酸甲基纤维素钠、改性淀粉中的一种或多种的组合，具体如下：
实施例1：用工业硅粉所占重量百分比为10％，废轮胎胶粉所占重量百分比80％，粘结剂所占重量百分比为10％配置；所用的粘结剂为水玻璃、糊精、酸甲基纤维素钠、改性淀粉的组合；按照本发明的制作方法进行配置。
实施例2：工业硅粉所占重量百分比为30％，所述的废轮胎胶粉所占重量百分比60％，粘结剂所占重量百分比为10％，所用的粘结剂为水玻璃、改性淀粉的组合；按照本发明的制作方法进行配置。
实施例3：工业硅粉所占重量百分比为20％，废轮胎胶粉所占重量百分比75％，粘结剂所占重量百分比为5％，所用的粘结剂为糊精、酸甲基纤维素钠的组合；按照本发明的制作方法进行配置。
实施例4：，工业硅粉所占重量百分比为25％，废轮胎胶粉所占重量百分比60％，粘结剂所占重量百分比为15％；所用的粘结剂为水玻璃按照本发明的制作方法进行配置。
本发明的制作方法具体如下：
S10：废旧轮胎破碎：将废旧轮胎利用破碎机进行破碎，去除钢丝，得到废旧轮胎橡胶；
S20：废旧轮胎橡胶粉碎：将步骤S10中所述的废旧轮胎橡胶用粉碎机进行粉碎，得到废轮胎胶粉粒；
S30：废旧轮胎橡胶筛选：将步骤S20中所述的废轮胎胶粉粒通过筛粉机进行筛分；筛选出粒度为1～6mm的废轮胎胶粉；粒度大于6mm的废轮胎胶粉进行烘箱加温；烘箱温度在200℃-300℃；得到热废轮胎胶粉粒；
S40：废轮胎胶粉二次破碎：将步骤S30中所述的热废轮胎胶粉粒用粉碎机进行二次粉碎；得到细废轮胎胶粉粒；
S50：废轮胎胶粉二次筛选：将步骤S40中所述的细废轮胎胶粉粒通过筛粉机进行筛分；筛选出粒度为1～6mm的废轮胎胶粉；粒度大于6mm的废轮胎胶粉回到步骤S40进行再次粉碎；直至废轮胎的利用率达到95％以上；
S60：工业硅粉收集：在高纯的晶体硅切割成硅片过程中，通过粉尘收集器收集工业硅粉；
S70：工业硅粉粉碎：将步骤S60中所述的工业硅粉通过粉碎机粉碎；
S80：工业硅粉筛粉：将步骤S70中所得到的工业硅粉进行筛选并去除杂质，得到颗粒不大于3mm的工业硅粉；颗粒大于3mm的工业硅粉回到步骤S70；
S90：粉剂混合：将步骤S80中所述的颗粒不大于3mm的工业硅粉和步骤S30和步骤S50中得到的所述的粒度为1～6mm的废轮胎胶粉，按照上述的比例，通过混粉机混合；得到混合粉；
S100：混合粉加温：将步骤S90中所述的混合粉通过蒸汽加温到60℃-80℃；得到热混合粉；
S110：粘结剂配置：按照所述的粘结剂为上述的组合的配置方法进行粘结剂配制；
S120：添加粘结剂：在步骤S100所述的热混合粉中，按照粘结剂所占重量百分比为5％～15％的比例加入步骤S110中配置好的粘结剂；并通过混粉机进行搅拌，搅拌速度为100转/min-200转/min，搅拌时间为30分钟-40分钟；得到混合固体；
S130：压球制作：将步骤120中所述的混合固体置入高压对辊压球机的模具中；通过高压对辊压球机压成球状体；得到转炉炼钢用发热剂。
将上述实施例制得的发热剂在国内某300吨转炉进行试验，每组实施例现场试验10炉，同时与其目前使用的碳质发热剂做对比，效果如下表1所示：
表1不同实施例情况下制得的发热剂使用效果对比表
注：上述试验情况为相同铁水条件下所得到的数据。
由以上实施例可知，采用本发明方法所制备的发热剂，与原碳质发热剂相比，在加入量相同的情况下，升温效果明显优于原发热剂。
为了进一步提升转炉炼钢用发热剂的性能，工业硅粉的发热量大于等于28MJ/kg，废轮胎胶粉的发热量大于等于33MJ/kg；转炉炼钢用发热剂为球状体。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种转炉炼钢用发热剂，其特征在于，包括工业硅粉、废轮胎胶粉以及粘结剂；其中，所述的工业硅粉所占重量百分比为10％～30％，所述的废轮胎胶粉所占重量百分比60％～80％，粘结剂所占重量百分比为5％～15％。
2.根据权利要求1一种所述的转炉炼钢用发热剂的制作方法，其特征在于，所述的转炉炼钢用发热剂的制作方法包括以下的步骤：
S10：废旧轮胎破碎：将废旧轮胎利用破碎机进行破碎，去除钢丝，得到废旧轮胎橡胶；
S20：废旧轮胎橡胶粉碎：将步骤S10中所述的废旧轮胎橡胶用粉碎机进行粉碎，得到废轮胎胶粉粒；
S30：废旧轮胎橡胶筛选：将步骤S20中所述的废轮胎胶粉粒通过筛粉机进行筛分；筛选出粒度为1～6mm的废轮胎胶粉；粒度大于6mm的废轮胎胶粉进行烘箱加温；烘箱温度在200℃-300℃；得到热废轮胎胶粉粒；
S40：废轮胎胶粉二次破碎：将步骤S30中所述的热废轮胎胶粉粒用粉碎机进行二次粉碎；得到细废轮胎胶粉粒；
S50：废轮胎胶粉二次筛选：将步骤S40中所述的细废轮胎胶粉粒通过筛粉机进行筛分；筛选出粒度为1～6mm的废轮胎胶粉；粒度大于6mm的废轮胎胶粉回到步骤S40进行再次粉碎；直至废轮胎的利用率达到95％以上；
S60：工业硅粉收集：在高纯的晶体硅切割成硅片过程中，通过粉尘收集器收集工业硅粉；
S70：工业硅粉粉碎：将步骤S60中所述的工业硅粉通过粉碎机粉碎；
S80：工业硅粉筛粉：将步骤S70中所得到的工业硅粉进行筛选并去除杂质，得到颗粒不大于3mm的工业硅粉；颗粒大于3mm的工业硅粉回到步骤S70；
S90：粉剂混合：将步骤S80中所述的颗粒不大于3mm的工业硅粉和步骤S30和步骤S50中得到的所述的粒度为1～6mm的废轮胎胶粉，按照工业硅粉所占重量百分比为10％～30％，废轮胎胶粉所占重量百分比60％～80％，通过混粉机混合；得到混合粉；
S100：混合粉加温：将步骤S90中所述的混合粉通过蒸汽加温到60℃-80℃；得到热混合粉；
S110：粘结剂配置：按照所述的粘结剂为水玻璃、糊精、酸甲基纤维素钠、改性淀粉中的一种或多种的组合的配置方法进行粘结剂配制；
S120：添加粘结剂：在步骤S100所述的热混合粉中，按照粘结剂所占重量百分比为5％～15％的比例加入步骤S110中配置好的粘结剂；并通过混粉机进行搅拌，搅拌速度为100转/min-200转/min，搅拌时间为30分钟-40分钟；得到混合固体；
S130：压球制作：将步骤120中所述的混合固体置入高压对辊压球机的模具中；通过高压对辊压球机压成球状体；得到转炉炼钢用发热剂。
3.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢用发热剂，其特征在于，所述的工业硅粉粒度不大于3mm，废轮胎胶粉粒度为1～6mm。
4.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢用发热剂，其特征在于，所述的粘结剂为水玻璃、糊精、酸甲基纤维素钠、改性淀粉中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢用发热剂，其特征在于，所述的工业硅粉的发热量大于等于28MJ/kg。
6.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢用发热剂，其特征在于，所述的废轮胎胶粉的发热量大于等于33MJ/kg。
7.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢用发热剂，其特征在于，所述的转炉炼钢用发热剂为球状体。
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