CN114875236A - 一种利用钢渣精粉生产高强度球团的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用钢渣精粉生产高强度球团的方法，生产步骤如下：1）、钢渣精粉取样化验后，拉运到造球生产线待用；2）、将炼钢脱水污泥拉运到造球生产线待用；3）、将轧钢油泥拉运到造球生产线待用；4）、将以上的原料按照钢渣精粉：炼钢污泥：轧钢油泥：植物淀粉以质量百分数65%：20%：10%：5%的比例混合后，加入搅拌机，搅拌机内通入转炉余热锅炉的高温蒸汽搅拌15min后，进入对辊造球机造球；5）、造球结束后，将合格的球团利用转炉余热锅炉热能进行升温烘烤4h∽8h；6）、将烘烤后的球团，提供给炼钢或炼铁直接资源化利用。

Description

一种利用钢渣精粉生产高强度球团的方法

技术领域

本发明涉及利用转炉钢渣精粉与炼钢污泥、轧钢油泥生产炼钢和高炉用球团的工艺方法，特别是一种利用钢渣精粉生产高强度球团的方法。

背景技术

转炉炼钢产生的钢渣，从钢渣中选出大块渣钢和粒钢以后的剩余钢渣，进入磨碎系统，例如棒磨机生产线和卧辊磨生产线进行磨碎，然后再进入皮带机磁选生产线，选出粒度较小的粉状含铁原料，称为钢渣精粉。钢渣精粉的含铁量一般较低，如直接供转炉炼钢使用，由于其中含有各类铁的氧化物，从加料系统加入，由于粒度小，部分会被除尘系统抽走；从废钢斗内加入，会造成转炉兑加铁水的过程中，造成喷溅。因此，钢渣精粉大多数厂家返回给烧结和炼铁使用。

从能耗和系统平衡来讲，将钢渣精粉压球在炼钢使用，效果优于在炼铁和烧结使用，对炼钢的成本有利。伊犁钢铁公司的钢渣精粉的基本的成分见下表1：

转炉在吹氧冶炼过程中，高速氧气射流冲击铁水熔池时，氧化反应和物理作用产生大量的高温烟尘，在采用“二文一塔”除尘时，这些烟尘以微小固体颗粒形式分散在水溶液中，形成了悬浮物污水，污水经过固液分离，形成浓度较高的炼钢污泥。

转炉污泥呈现黑色泥浆状，由于碱性物质含量高，浓度在15%∽20%时，静置2h也没有明显的沉淀物，尤其是浓度在35%∽50%时，污泥的粘度大，比表面积大，表面能高，表面活性大等特点，容易与空气中的氧发生反应，是一种理化性能极不稳定的人造矿物，对于大气，土壤环境均有污染的危害。

转炉冶炼的主要原料是70%～100%的铁水和0～30%的废钢。所以污泥中的主要物质是铁的氧化物和炼钢加入的碱性辅料CaO、MgO为主。

此外在铁水冶炼的过程中，与铁矿石伴生含有锌铅的原料，也会被还原进入铁液，转炉冶炼加入的废钢中也含有锌铅。在转炉的吹炼初期，大部分的锌铅元素被氧化进入渣中，在脱碳高峰期，渣中的氧化铁含量不足，渣中的锌铅氧化物被熔池中间的碳，在钢渣界面被还原后形成气态进入除尘灰系统，成为转炉除尘灰的一部分，所以转炉的除尘灰含有一部分的锌铅，虽然没有电炉除尘灰的高，但是在高炉循环利用，还会给高炉的生产带来负面影响。

此外转炉在兑加铁水的时候，铁液中间的石墨碳的析出，也进入除尘系统，所以转炉的除尘灰中间还含有一部分的游离石墨碳。

转炉污泥的资源化利用，主要有两种“大循环”，即经烧结或酸性球团厂，再经炼铁厂回转炉；还有一种“小循环”，将经碱性污泥干化造球球直接回转炉利用。

已有的专题研究表明，转炉污泥资源化处理“小循环”模式，即转炉污泥制成碱性球团直接返回转炉，从铁资源回收率、能源消耗、工艺适应性和处理费用等4个方面与“大循环”模式进行比较，是比较合理的循环模式。

轧钢废水中主要污染物为氧化铁皮和油，处理后的循环水质为：悬浮物含量≤50mg/L，油含量≤5mg/L。轧钢水质多为棕红色乳浊液, pH一般在5.5～7.0,油含量一般在40～80 mg/L. 其处理方法一般为“一沉、二平、三过滤”,“一沉”是指一级旋流沉淀,主要是去除大的氧化铁皮;“二平”指平流沉淀或斜管沉淀,主要是去除颗粒粒径较小的杂质;“三过滤”指的是高速过滤器、磁滤等。最后形成的浓缩油泥，浓缩油泥含油和水分，还有大量的氧化铁，伊犁钢铁厂的含油污泥成分见下表：

这种轧钢油泥由于以上的特点，在烧结和炼钢都难以利用，目前的大部分的钢厂采用缓存，待其中的水分和油泥挥发一段时间后回用或者废弃掩埋，对于环境的危害较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用钢渣精粉生产高强度球团的方法，能够充分利用轧钢油泥、炼钢污泥、钢渣精粉生产称为小循环工艺模式的球团，可供炼钢或炼铁资源化利用，实现能耗最低的工艺目的。

本发明的目的是这样实现的，一种利用钢渣精粉生产高强度球团的方法，生产步骤如下：

1）、钢渣精粉取样化验后，拉运到造球生产线待用；

2）、将炼钢脱水污泥拉运到造球生产线待用；

3）、将轧钢油泥拉运到造球生产线待用；

4）、将以上的原料按照钢渣精粉：炼钢污泥：轧钢油泥：植物淀粉以质量百分数65%：20%：10%：5%的比例混合后，加入搅拌机，搅拌机内通入转炉余热锅炉的高温蒸汽搅拌15min后，进入对辊造球机造球；

5）、造球结束后，将合格的球团利用转炉余热锅炉热能进行升温烘烤4h∽8h；

6）、将烘烤后的球团，提供给炼钢或炼铁直接资源化利用。

发明人通过研究发现以下的特点：

（1） 钢渣含铁相主要以铁和铁的单化合态（FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃、Fe₂O₃·nH₂O和FeCO₃等）、铁酸盐（2CaO·Fe₂O₃等）和固溶体（MgO·2FeO）４种形式存在，分布比较分散。其中为MgO·2FeO惰性物象，整体的钢渣精粉呈现碱性特点。

（2） 轧钢油泥中的油脂，是一种弱酸性物质，钢渣精粉部分物象表面较粗糙,具有较大的内磨阻力, 同时这种粗糙增加了钢渣精粉的表面积, 与油污混合后，能够与油污的粘合面积增大, 还能够与油脂发生反应，生成油脂酸盐，能够有效的将钢渣精粉与轧钢油泥粘合。

（3） 炼钢污泥中的水，大多数属于自由水，在温度合适的条件下，能够从污泥中解离，或者参与化学反应。

所以本发明以钢渣精粉为主原料，添加炼钢污泥和轧钢油泥，以植物淀粉作为强化粘结剂，生产炼钢或炼铁用碱性球团，成球过程中，利用转炉余热蒸汽锅炉参与造球与干燥，其中含有的油脂和碳在炼钢或炼铁过程中，能够与球团中的氧化铁发生自还原反应，减少炼钢或炼铁的热量损耗，实现三种废弃物价值最大的资源化利用。

本发明的创新点：

（1）发现了轧钢油泥与钢渣精粉和炼钢污泥中的碱性物质能够发生化学反应的原理，将钢渣精粉与轧钢油泥、炼钢污泥混合造球，球团的全铁含量能够达到50%以上，满足炼铁或炼钢生产用球团的标准；其中碱性物质与轧钢油泥中油脂的反应通式如下：

CxHyCOOCnHm+H₂O=CxHyCOOH+CnYmOH

（2）在造球过程中，将蒸汽通入以上混合料中，炼钢污泥中的自由水能够发生脱水反应，减少球团中的水分含量。

（3）在造球过程中，将蒸汽通入以上混合料中，添加植物淀粉作为粘结剂，淀粉水解后，在转炉余热蒸汽的作用下，水解产物在高温蒸汽的作用下，部分形成碳化物结构，提高了球团的强度，满足了炼钢和炼铁对于球团强度的要求。

（4）造球工艺完成后，采用转炉余热蒸汽烘烤球团，进一步减少球团的水分，并且能够促进球团中的部分矿物质实现碳酸化反应，进一步提高球团的强度。

本发明的有益效果：

1) 经过本发明的工艺处理，轧钢油泥、炼钢污泥、钢渣精粉能够生产称为小循环工艺模式的球团，可供炼钢或炼铁资源化利用，实现能耗最低的工艺目的。实现了三种废弃物的价值最大化。

2) 本发明利用钢铁企业的钢渣处理设备，不增加任何的投资均可实现，成本低，没有污染环境的风险。

具体实施方式

本发明的实施以伊犁钢铁转炉生产线为例说明：

一种利用钢渣精粉生产高强度球团的方法，生产步骤如下：

1）、钢渣精粉取样化验后，拉运到造球生产线待用；

2）、将炼钢脱水污泥拉运到造球生产线待用；

3）、将轧钢油泥拉运到造球生产线待用；

4）、将以上的原料按照钢渣精粉：炼钢污泥：轧钢油泥：植物淀粉以质量百分数65%：20%：10%：5%的比例混合后，加入搅拌机，搅拌机内通入转炉余热锅炉的高温蒸汽搅拌15min后，进入对辊造球机造球；

5）、造球结束后，将合格的球团利用转炉余热锅炉热能进行升温烘烤4h∽8h；

6）、将烘烤后的球团，提供给炼钢或炼铁直接资源化利用。

Claims (1)

1.一种利用钢渣精粉生产高强度球团的方法，其特征在于生产步骤如下：

1）、钢渣精粉取样化验后，拉运到造球生产线待用；

2）、将炼钢脱水污泥拉运到造球生产线待用；

3）、将轧钢油泥拉运到造球生产线待用；

4）、将以上的原料按照钢渣精粉：炼钢污泥：轧钢油泥：植物淀粉以质量百分数65%：20%：10%：5%的比例混合后，加入搅拌机，搅拌机内通入转炉余热锅炉的高温蒸汽搅拌15min后，进入对辊造球机造球；

5）、造球结束后，将合格的球团利用转炉余热锅炉热能进行升温烘烤4h∽8h；

6）、将烘烤后的球团，提供给炼钢或炼铁直接资源化利用。