CN117718478A - 一种快速熔化的钢屑或钢刨花压饼及它们的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能快速熔化的钢屑或钢刨花压饼及它们的生产方法，属于钢屑或钢刨花打包块制备技术领域。本发明的钢刨花压饼由钢屑或钢刨花、铁氧化物和碳基材料压制而成。同时碳基材料在刨花压饼升温过程中通过渗碳的方式，降低钢的熔点，加速了钢屑或钢刨花压饼的熔化速率。另外，压饼过程中加入一定比例的铁矿粉等铁氧化物，可以降低压饼成本。钢屑或钢刨花压饼中的铁氧化物与碳基材料发生氧化还原反应生成铁，保证了钢屑或钢刨花压饼使用过程中的金属收得率。钢屑或钢刨花压饼中的碳基材料在压饼破裂后分散进入熔池，避免了加入到钢水中导致燃料上浮、烧损、收得率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于废钢打包制备技术领域，更具体地说，涉及一种快速熔化的钢屑或钢刨花压饼及它们的生产方法。
背景技术
钢厂在选购转炉用废钢料时，为了控制成本，越来越多地把视线转移到原料为钢屑、刨花料、焊渣、粒子钢和含铁渣料的压饼废钢料等方面。部分钢厂长流程的钢屑或钢刨花压饼的添加量甚至在20％以上。由于转炉热平衡等原因，想要进一步增加废钢比变得较为困难。
在电炉炼钢环节，出于降成本的考虑，电炉中的废钢料型往往以中废、剪切料等居多。其原因是电炉主要依靠电极熔化废钢，重型废钢熔化时间长，成本较高。另外，电炉相对偏好高碳材料，全流程钢厂也会根据经济性情况在电炉中加入一定比例的铁水。随着钢厂铁水比例的降低，废钢在电炉冶炼比例的进一步提高，对熔池熔化的热量和时间需求提出更高的挑战。
要提高冶炼废钢比，以往转炉内加入碳基材料的方式，是以喷吹或料斗加入的方式在炉内加入粉料或颗粒料的碳。电炉中碳基材料的加入方式也类似。此种方法最大的优势是操作方便，成本低。但是，由于碳基材料是以散料的形式加入，在其以渗碳的方式进入熔池或燃烧前，部分燃料直接上浮至钢水表面烧损，从而降低了碳基材料的收得率，对炉内热量的贡献有限，产生大量的浪费。
炼钢过程中加入过多的压饼，除热量不足外，由于压饼中含有较多的铁氧化物，导致转炉在加入更多钢刨花压饼后炉内存在较为剧烈的氧化反应，甚至产生喷溅等影响生产和环保的问题，也影响压饼的金属收得率。
本发明针对以上增碳方式的缺陷，提供一种废钢钢刨花压饼及它们的生产方法，通过刨花压饼向炉内有效增碳，达到增加炉内热量、还原压饼中铁氧化物并提高钢刨花压饼的金属收得率的效果。
发明内容
1.要解决的问题
针对上述背景技术中增碳方式的缺陷和压饼中铁氧化物添加量的问题，本发明提供了一种快速熔化的钢屑或钢刨花压饼及它们的生产方法，通过制作碳基压饼添加剂，并将该新型添加剂填充在钢刨花中进行压饼，其在使用时能够有效向炉内进行增碳并还原铁氧化物，达到增加炉内热量、提高压饼收得率的效果。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
其一，本发明提供了一种碳基材料添加剂，具体可优选无烟煤、烟煤、焦粉、石墨和兰炭中任一种或两种及以上的组合。
其二，本发明提供了一种铁氧化物添加剂，具体可优选铁矿、炉尘、炼钢除尘灰、除尘泥、焊渣、炼钢渣筛选的以铁氧化物为主要成分的钢渣等含有铁氧化物成分的颗粒料和粉料中任一种或两种及以上的组合。
作为本发明的进一步优选，所述废钢刨花压饼中加入上述碳基材料和铁氧化物添加剂中的一种或两种。
作为本发明的进一步优选，所述废钢刨花压饼粒度为3～30mm之间。
作为本发明的进一步优选，碳基材料添加剂粒度为0.01～10mm之间。
作为本发明的进一步优选，铁氧化物添加剂粒度为0.01～20mm之间。
作为本发明的进一步优选，所述废钢刨花压饼为球形、椭球、立方体、长方体或其它块状即可，以方便压制为准。
其二，本发明提供了上述废钢刨花压饼的生产方法，具体包括以下步骤：
步骤一、按比例称取一定量的钢屑或废钢刨花料、碳基材料和铁氧化物粉末或颗粒料；
步骤二、将钢屑或钢刨花料放入通过输送带送入压饼机料槽内，在下料过程中均匀加入碳基料和碳基材料等添加剂；；
步骤三、启动横压块液压缸，使横压块压至压饼槽内壁的一侧；
步骤四、将压饼取出，完成压制；
更有优化的，步骤三中，压制压强控制在10～1000Mpa。
更有优化的，本发明的钢刨花压饼中，添加的所述碳基材料总质量占整个钢刨花压饼质量的0.1～10％，添加的所述铁氧化物总质量占整个钢刨花压饼质量的0.1～10％。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明的一种废钢刨花压饼，首先，在压饼过程中，将碳基材料粉末均匀撒入刨花料中一起压制成型，避免了碳分开加入熔池后的烧损，有效提高了碳收得率。克服了传统碳加入熔池后，部分来不及燃烧的燃料块会浮上熔池表面烧损导致损失，碳收得率低的缺点；其次，对废钢刨花压饼中的碳基材料粉末的组分及配比进行优化，能够在短时间内发生渗碳降低钢的熔点从而迅速熔化，其余碳发生燃烧，产生大量热。
本发明的一种钢刨花压饼，通过在钢刨花压饼内加入以铁氧化物为主的颗粒料或粉料，与钢刨花压饼加入熔池后，钢刨花压饼内部温度升高，此时，压饼中铁氧化物粉和碳发生氧化还原反应，产生铁和CO，从而提高了整个压饼的收得率，降低冶炼中渣量，实现降低生产成本的目的。
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
准备65kg左右的钢屑或钢刨花料、10kg含70％铁氧化物的矿粉和5kg的碳基材料，按照如下步骤制作钢刨花压饼：
步骤一：将矿粉和碳基材料充分混匀；
步骤二：将钢屑或钢刨花料放入料槽内，在此过程中均匀撒入步骤一的混匀料；
步骤三：启动横压块液压缸，使横压块压至打包槽内壁的一端，将步骤二中的散料压为目标尺寸，压制吨位500吨；
步骤四：取出钢刨花压饼，完成压制。
其中，所述废钢刨花压饼的整体结构为圆柱形，其直径约320mm,高度350mm。
将本实施例中所得的钢刨花压饼投入中频炉内使用，升温过程中矿粉料在高温下被碳还原为铁，剩余碳基材料一部分在渗碳作用下降低压饼熔点，使压饼迅速熔化，另一部分碳基材料进入熔池，具体结果见表1所示。
实施例2
准备67kg左右的钢屑或钢刨花料、8kg含70％铁氧化物的矿粉和5kg的碳基材料，按照如下步骤制作钢刨花压饼：
步骤一：将矿粉和碳基材料充分混匀；
步骤二：将钢屑或钢刨花料放入料槽内，在此过程中均匀撒入步骤一的混匀料；
步骤三：启动横压块液压缸，使横压块压至打包槽内壁的一端，将步骤二中的散料压为目标尺寸，压制吨位500吨；
步骤四：取出钢刨花压饼，完成压制。
其中，所述废钢刨花压饼的整体结构为圆柱形，其直径约320mm,高度350mm。
将本实施例中所得的钢刨花压饼投入中频炉内使用，升温过程中矿粉料在高温下被碳还原为铁，剩余碳基材料一部分在渗碳作用下降低压饼熔点，使压饼迅速熔化，另一部分碳基材料进入熔池，具体结果见表1所示。
实施例3
准备72kg左右的钢屑或钢刨花料、10kg含70％铁氧化物的矿粉和5kg的碳基材料，按照如下步骤制作钢刨花压饼：
步骤一：将矿粉和碳基材料充分混匀；
步骤二：将钢屑或钢刨花料放入料槽内，在此过程中均匀撒入步骤一的混匀料；
步骤三：启动横压块液压缸，使横压块压至打包槽内壁的一端，将步骤二中的散料压为目标尺寸，压制吨位500吨；
步骤四：取出钢刨花压饼，完成压制。
其中，所述废钢刨花压饼的整体结构为圆柱形，其直径约320mm,高度350mm。
将本实施例中所得的钢刨花压饼投入中频炉内使用，升温过程中矿粉料在高温下被碳还原为铁，剩余碳基材料一部分在渗碳作用下降低压饼熔点，使压饼迅速熔化，另一部分碳基材料进入熔池，具体结果见表1所示。
实施例4
准备60kg左右的钢屑或钢刨花料、15kg含70％铁氧化物的矿粉和5kg的碳基材料，按照如下步骤制作钢刨花压饼：
步骤一：将矿粉和碳基材料充分混匀；
步骤二：将钢屑或钢刨花料放入料槽内，在此过程中均匀撒入步骤一的混匀料；
步骤三：启动横压块液压缸，使横压块压至打包槽内壁的一端，将步骤二中的散料压为目标尺寸，压制吨位500吨；
步骤四：取出钢刨花压饼，完成压制。
其中，所述废钢刨花压饼的整体结构为圆柱形，其直径约320mm,高度350mm。
将本实施例中所得的钢刨花压饼投入中频炉内使用，升温过程中矿粉料在高温下被碳还原为铁，剩余碳基材料一部分在渗碳作用下降低压饼熔点，使压饼迅速熔化，另一部分碳基材料进入熔池，具体结果见表1所示。
实施例5
准备68kg左右的钢屑或钢刨花料、6kg含70％铁氧化物的矿粉和6kg的碳基材料，按照如下步骤制作钢刨花压饼：
步骤一：将矿粉和碳基材料充分混匀；
步骤二：将钢屑或钢刨花料放入料槽内，在此过程中均匀撒入步骤一的混匀料；
步骤三：启动横压块液压缸，使横压块压至打包槽内壁的一端，将步骤二中的散料压为目标尺寸，压制吨位500吨；
步骤四：取出钢刨花压饼，完成压制。
其中，所述废钢刨花压饼的整体结构为圆柱形，其直径约320mm,高度350mm。
将本实施例中所得的钢刨花压饼投入中频炉内使用，升温过程中矿粉料在高温下被碳还原为铁，剩余碳基材料一部分在渗碳作用下降低压饼熔点，使压饼迅速熔化，另一部分碳基材料进入熔池，具体结果见表1所示。
对比例1
本对比例的钢刨花压饼，其制作过程与实施例1相同，其与实施例1的区别在于：不添加本发明的铁矿粉和碳基材料，直接将65kg钢屑或钢刨花经过打包机压制成与实施例1中相同尺寸大小的钢刨花压饼即可。
将本对比例中所得的钢刨花压饼投入炉内使用，具体结果见表1。
对比例2
本对比例的钢刨花压饼，其制作过程与对比例1相同。
使用本对比例中所得的钢刨花压饼时，将本对比例的钢刨花压饼连同实施例1中相同的量的铁矿粉和碳基材料与废钢刨花压饼一起投入炉内使用，具体结果见表1。
对比例3
本对比例的钢刨花压饼，其制作过程与实施例1相同，
其与实施例1的区别在于：废钢刨花压饼采用刨花与铁矿粉直接压制而成。
将本对比例中所得的钢刨花压饼投入炉内使用，具体结果见表1。
对比例4
本对比例的钢刨花压饼，其制作过程与实施例1相同，
其与实施例1的区别在于：废钢刨花压饼采用刨花与碳基材料粉直接压制而成。
将本对比例中所得的钢刨花压饼投入炉内使用，具体结果见表1。
对比例5
本对比例的钢刨花压饼，其制作过程与实施例1相同，其与实施例1的区别在于：废钢刨花压饼采用废钢刨花与未混匀铁矿粉和碳基材料粉压制而成。
将本对比例中所得的钢刨花压饼投入炉内使用，具体结果见表1。
表1各实施例及对比例使用效果对比
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。速率、压强、温度、时间、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，1-50的范围应理解为包括选自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50的任何数字、数字的组合、或子范围、以及所有介于上述整数之间的小数值，例如，1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8和1.9。关于子范围，具体考虑从范围内的任意端点开始延伸的“嵌套的子范围”。例如，示例性范围1-50的嵌套子范围可以包括一个方向上的1-10、1-20、1-30和1-40，或在另一方向上的50-40、50-30、50-20和50-10。
Claims (12)
1.一种废钢刨花压饼，其特征在于：所述的废钢刨花压饼由废钢刨花料以及碳基材料粉料和铁氧化物两种添加剂或两种种的一种混匀后压制而成。
2.根据权利要求1所述的一种废钢刨花压饼，其特征在于：铁矿粉等铁氧化物占整个废钢刨花压饼总质量的1～20％。
3.根据权利要求1所述的一种废钢刨花压饼，其特征在于：所述铁氧化物添加剂选用铁矿、炉尘、炼钢除尘灰、除尘泥、焊渣、炼钢渣筛选的以铁氧化物为主要成分的钢渣等含有铁氧化物成分的颗粒料和粉料。
4.根据权利要求3所述的一种废钢刨花压饼，其特征在于：所述铁氧化物粉末采用铁矿、炉尘、炼钢除尘灰、除尘泥、焊渣、炼钢渣筛选的以铁氧化物为主要成分的钢渣中的任一种或几种组合。
5.根据权利要求3所述的一种废钢刨花压饼，其特征在于：所述铁氧化物粉末采用铁矿、炉尘、炼钢除尘灰、除尘泥、焊渣、炼钢渣筛选的以铁氧化物为主要成分的钢渣中的任一种的粒度为0.01～20mm。
6.根据权利要求1所述的一种废钢刨花压饼，其特征在于：碳基材料粉占整个废钢刨花压饼总质量的1～10％。
7.根据权利要求1所述的一种废钢刨花压饼，其特征在于：所述碳基材料粉选用无烟煤、烟煤、焦粉、石墨、兰炭等以碳为主要成分的颗粒料和粉料。
8.根据权利要求7所述的一种废钢刨花压饼，其特征在于：所述碳基材料采用无烟煤、烟煤、焦粉、石墨、兰炭等中的任一种或几种组合。
9.根据权利要求7所述的一种废钢刨花压饼，其特征在于：所述碳基材料中的无烟煤、烟煤、焦粉、石墨、兰炭等的粒度为0.01～10mm。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的一种废钢刨花压饼，其特征在于：所述废钢刨花压饼(1)整体加工为球形、椭球形、立方体形或长方体形等形状。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的一种废钢刨花压饼的生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、按比例称取一定量的钢屑或废钢刨花料、碳基材料和铁氧化物粉末或颗粒料；
步骤二、将钢屑或钢刨花料放入通过输送带送入压饼机料槽内，在下料过程中均匀加入碳基料和碳基材料等添加剂；；
步骤三、启动横压块液压缸，使横压块压至压饼槽内壁的一侧；
步骤四、将压饼取出，完成压制。
12.根据权利要求11所述的一种废钢刨花压饼的生产方法，其特征在于：步骤三中，压制压强控制在10～1000Mpa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |