CN112062545A - 一种含铁尘泥球及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含铁尘泥球及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含铁尘泥球及其制备方法和应用，该制备方法包括如下步骤：原料筛分和混料、碾压成型、烘烤和冷却。本发明得到的含铁尘泥球直接在转炉使用，有效提高钢厂资源整合利用，减少堆放环境污染、影响高炉顺行、减少资源回收利用成本。含铁尘泥制球在转炉使用主要要解决尘泥球的强度问题，避免尘泥球在装料及在转炉配加过程中的粉化、破裂的现象。

Description

一种含铁尘泥球及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于钢铁资源循环回收利用领域，尤其涉及一种含铁尘泥球及其制备方法和应用。
背景技术
钢厂在生产过程中，产生大量的除尘灰、粗颗粒、污泥、氧化渣，目前这些资源因具有颗粒细小、粉尘较大、含水量较高的特点很难直接在生产过程中直接使用。
目前钢铁二次资源的处理方法主要有三种：一是直接外排堆存，此方法易造成环境污染，造成资源浪费；二是直接利用返回烧结配料使用，此法简单但弊病较多，转炉除尘灰会使烧结矿产量和质量下降。另外，转炉一次除尘灰中含有一定的氧化锌，会随着烧结矿进入高炉，长期使用使高炉产生锌富集，影响高炉生产顺行；三是综合回收，常用物理方法或化学方法对其中的碳、铁、有色金属等有用矿物进行回收，该法彻底解决了环境污染问题，但该法成本大、运行成本高一直尚未被使用。
目前有的处理方式以堆存和返回烧结配料使用，但资源利用率不到30%,还有近70%的资源处于闲置浪费。
结合目前二次资源的分布及特点，如何达到尘泥球强度≥800N/个，满足在炼钢转炉使用的目的，同时，使用尘泥球替代部分转炉造渣材料和冷却剂，达到资源循环利用、降低生产成本的目的，是值得探讨和研究的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种含铁尘泥球及其制备方法和应用，本发明根据钢厂现有的资源情况，从尘泥球的配料结构、粘接剂的优化、烘烤时间等方面入手提高尘泥球成品强度和铁含量以满足转炉使用要求，提高尘泥回收利用率减少资源浪费、降低转炉生产成本。
本发明的技术方案具体如下：
一种含铁尘泥球的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、原料筛分和混料
原料在进入原料仓之前进行筛分；
粒度＞200目的原料进入第一料仓后经球磨机碾压，筛分后≤200目的原料进入混匀料仓；粒度＞200目的原料返回第一料仓后再经球磨机研磨；
粒度≤200目的原料经过第二料仓直接进入混匀料仓；
步骤（2）、碾压成型
配加粘接剂进行混匀后碾压成指直径20mm-30mm的块球状；
步骤（3）、烘烤、烧结
碾压成形降温球通过筛网检测粒度后进入煤气烘烤箱进行烘烤、烧结90-120分钟，温度为1200℃以上；粒度未达要求的块球状返回第一料仓重新加工；
步骤（4）、冷却
从烘烤箱出来的降温球被运输至成品堆积点，运输过程中通过加入空气加快冷却，得到强度≥800N/个，TFe＞50%的含铁尘泥球。
进一步地，步骤（1）中，原料由以下质量百分数的原料组成：
烧结返矿37%-40%、氧化渣30%-33%、污泥27%-33%。
进一步地，步骤（2）中，粘结剂为2%-2.3%膨润土和0.7%-1%CMC。
进一步地，粒度未达20mm-30mm的块球状返回第一料仓重新加工。
本发明还涉及上述的制备方法得到的含铁尘泥球。
上述的含铁尘泥球在转炉中的应用，铁尘泥球加入量为300 kg/炉-500kg/炉。
进一步地，化渣剂使用量为100 kg/炉-200 kg/炉。
进一步地，转炉氧枪枪位为700-1200mm。
进一步地，转炉吹炼末期不加入尘泥球。
煤气发生器供入的煤气主要来自高炉煤气管网；烘烤产生的水分主要通过烟囱外排至大气中。
从烘烤箱出来的降温球通过皮带运输至成品堆积点，运输过程中通过加入空气加快冷却。
含铁尘泥球制球后，我们根据其组成特点，含铁尘泥除结合转炉造渣要求，优化转炉造渣工艺，达到二次资源短流程高效利用的效果。
尘泥球含大量FeO，吹炼过程易造成喷溅、降温，进而加入量按300-500kg/炉加入。转炉使用尘泥球后可改善化渣条件，吹炼过程中相应减少化渣剂使用量。
转炉氧枪枪位控制由原来的800-1300mm调整为700-1200mm。为控制转炉终渣FeO含量，转炉吹炼末期严禁加入尘泥球。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的方法得到的含铁尘泥制球，强度≥800N/个，TFe＞50%，直接在转炉使用，有效提高钢厂资源整合利用，减少堆放环境污染、影响高炉顺行、减少资源回收利用成本。含铁尘泥制球在转炉使用主要要解决尘泥球的强度问题，避免尘泥球在装料及在转炉配加过程中的粉化、破裂的现象。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对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。
除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。本实施例涉及的百分数均为质量百分数。
实施例1
如图1所示，本实施例的含铁尘泥球的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、原料筛分和混料
原料在进入原料仓之前进行筛分；原料由以下质量百分数的原料组成：烧结返矿40%、氧化渣33%、污泥27%。
粒度＞200目的原料进入第一料仓后经球磨机碾压，筛分后≤200目的原料进入混匀料仓；粒度＞200目的原料返回第一料仓后再经球磨机研磨；
粒度≤200目的原料经过第二料仓直接进入混匀料仓；
步骤（2）、碾压成型
配加粘接剂进行混匀后碾压成直径20mm-30mm的块球状；粘结剂为2.3%膨润土和0.7%CMC。
步骤（3）、烘烤、烧结
碾压成形降温球通过筛网检测粒度后进入煤气烘烤箱进行烘烤、烧结98分钟，温度1252℃，未达粒度要求范围（直径20mm-30mm的块球状）返回第一料仓重新加工。
步骤（4）、冷却
从烘烤箱出来的降温球被运输至成品堆积点，运输过程中通过加入空气加快冷却，得到强度：921N/个，TFe:54.1%的含铁尘泥球。
上述的含铁尘泥球在转炉中的应用，含铁尘泥球加入量为370kg/炉。
化渣剂（SiO2：30-35%，CaO:20-25%，Al2O3:3.5-4.0%，MgO:7.0-8.0%，Fe：8-12%，碱度R：0.6-0.9）使用量为115 kg/炉，转炉氧枪枪位为1000mm。转炉吹炼末期不加入尘泥球。
实施例2
本实施例的含铁尘泥球的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、原料筛分和混料
原料在进入原料仓之前进行筛分；原料由以下质量百分数的原料组成：烧结返矿37%、氧化渣31%、污泥32%
粒度＞200目的原料进入第一料仓后经球磨机碾压，筛分后≤200目的原料进入混匀料仓；粒度＞200目的原料返回第一料仓后再经球磨机研磨；
粒度≤200目的原料经过第二料仓直接进入混匀料仓；
步骤（2）、碾压成型
配加粘接剂进行混匀后碾压成直径20mm-30mm的块球状；粘结剂为2%膨润土和1%CMC。
步骤（3）、烘烤、烧结
碾压成形降温球通过筛网检测粒度后进入煤气烘烤箱进行烘烤、烧结107分钟，温度1273℃，未达粒度要求范围（直径20mm-30mm的块球状）返回第一料仓重新加工。
步骤（4）、冷却
从烘烤箱出来的降温球被运输至成品堆积点，运输过程中通过加入空气加快冷却，得到强度：857N/个，TFe：53.4%的含铁尘泥球。
上述的含铁尘泥球在转炉中的应用，含铁尘泥球加入量为412kg/炉。
化渣剂（SiO2：30-35%，CaO:20-25%，Al2O3:3.5-4.0%，MgO:7.0-8.0%，Fe：8-12%，碱度R：0.6-0.9）使用量为98kg/炉，转炉氧枪枪位为900mm。转炉吹炼末期不加入尘泥球。
实施例3
本实施例的含铁尘泥球的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、原料筛分和混料
原料在进入原料仓之前进行筛分；原料由以下质量百分数的原料组成：烧结返矿38%、氧化渣33%、污泥29%。
粒度＞200目的原料进入第一料仓后经球磨机碾压，筛分后≤200目的原料进入混匀料仓；粒度＞200目的原料返回第一料仓后再经球磨机研磨；
粒度≤200目的原料经过第二料仓直接进入混匀料仓；
步骤（2）、碾压成型
配加粘接剂进行混匀后碾压成直径20mm-30mm的块球状；粘结剂为2%膨润土和1%CMC。
步骤（3）、烘烤、烧结
碾压成形降温球通过筛网检测粒度后进入煤气烘烤箱进行烘烤烧结112分钟，温度1287℃，未达粒度要求范围（直径20mm-30mm的块球状）返回第一料仓重新加工。
步骤（4）、冷却
从烘烤箱出来的降温球被运输至成品堆积点，运输过程中通过加入空气加快冷却，得到强度：1020N/个，TFe：56.1%的含铁尘泥球。
上述的含铁尘泥球在转炉中的应用，含铁尘泥球加入量为325kg/炉。
化渣剂（SiO2：30-35%，CaO:20-25%，Al2O3:3.5-4.0%，MgO:7.0-8.0%，Fe：8-12%，碱度R：0.6-0.9）使用量为107kg/炉，转炉氧枪枪位为950mm。转炉吹炼末期不加入尘泥球。
对比试验
根据二次资源种类及转炉使用要求，我们对含铁尘泥制球工艺进行试验，确定各种二次资源的配比及粘接剂的类型。
1、含铁尘泥种类及数量的选择
目前降温球生产配料主要以TFe含量为基准选用4种原料中的任意3种搭配进行4种方案配比试验使用。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
从成品TFe含量上看，配比方案3：烧结返矿40%、氧化渣33%、污泥27%的配比TFe含量较高，目前优先选择方案3。
2、粘接剂的选择及烧结时间的优化
目前各厂家选择的粘接剂主要有膨润土、水泥、CMC、焦油、淀粉、聚乙烯醇、硅酸钠等。试验过程使用膨润土和CMC进行试制试验，各种粘接剂成球率和抗压强度试验情况如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
从试验情况看，单独使用时，CMC粘接剂粘接效果较好，成球率和抗压强度均优于膨润土，但抗压强度均为达到技术要求≥800N/个；混合使用CMC和膨润土作为粘接剂时，抗压强度均能达到技术要求，满足炼钢生产需求；随着烧结时间的增加，成球率和抗压强度均有不同程度的升高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含铁尘泥球的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）、原料筛分和混料
原料在进入原料仓之前进行筛分；
粒度＞200目的原料进入第一料仓后经球磨机碾压，筛分后≤200目的原料进入混匀料仓；粒度＞200目的原料返回第一料仓后再经球磨机研磨；
粒度≤200目的原料经过第二料仓直接进入混匀料仓；
步骤（2）、碾压成型
配加粘接剂进行混匀后碾压成指直径20mm-30mm的块球状；
步骤（3）、烘烤、烧结
碾压成形降温球通过筛网检测粒度后进入煤气烘烤箱进行烘烤、烧结90-120分钟，温度为1200℃以上；粒度未达要求的块球状返回第一料仓重新加工；
步骤（4）、冷却
从烘烤箱出来的降温球被运输至成品堆积点，运输过程中通过加入空气加快冷却，得到强度≥800N/个，TFe＞50%的含铁尘泥球。
2.根据权利要求1所述的含铁尘泥球的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，原料由以下质量百分数的原料组成：
烧结返矿37%-40%、氧化渣30%-33%、污泥27%-33%。
3.根据权利要求1所述的含铁尘泥球的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，粘结剂为2%-2.3%膨润土和0.7%-1%CMC。
4.根据权利要求1所述的含铁尘泥球的制备方法，其特征在于：粒度未达20mm-30mm的块球状返回第一料仓重新加工。
5.权利要求1-4之一所述的制备方法得到的含铁尘泥球。
6.一种权利要求5所述的含铁尘泥球在转炉中的应用，其特征在于：含铁尘泥球加入量为300 kg/炉-500kg/炉。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：化渣剂使用量为100 kg/炉-200 kg/炉。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：转炉氧枪枪位为700-1200mm。
9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：转炉吹炼末期不加入尘泥球。
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