CN109321812A - 一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，所述钢铁添加剂由以下重量份原料制成：废钢95份、铁矿石15份、金属铝17份、石墨12份、硅铁粉13份、三氧化二铝25份、硅化锰7份、铋3份和三氧化二锑5份，本发明科学合理，使用安全方便，通过利用废钢制作钢铁添加剂，可以有效地减小钢铁资源的浪费，提高了钢铁的利用率，通过在钢铁添加剂中加入铁矿石，可以有效地促进脱碳反应的激烈进行，可以使得钢铁冶炼的更加充分，使得钢铁中的杂质含量大大的减小，有效地提高了钢铁的性能，通过在钢铁添加剂中加入金属铝，可以对需要冶炼的钢铁进行充分的脱氧处理，可以使得钢铁中的含氧量降低，提高钢铁的强度、硬度和弹性。

Description

一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法
技术领域
本发明涉及废钢处理技术领域，具体为一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法。
背景技术
废钢，指的是钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料以及使用后报废的设备和构件中的钢铁材料，成分为钢的叫废钢，成分为生铁的叫废铁，统称废钢，废钢在冶金行业中的利用率较低，会造成资源的浪费，所以，人们利用废钢来制作钢铁添加剂，但是，利用废钢制作钢铁添加剂的过程中，存在以下缺点：由于废钢表面含有较多的油污和锈迹，会导致制作完成之后钢铁添加剂中含有铁锈成分，当加入钢铁中时，会导致钢铁的性能发生改变，并且，在使用废钢制作的钢铁添加剂的过程中，钢铁需要在超高温的情况下熔融，并且，可能存在无法完全充分还原的问题，导致钢铁韧性较差，所以，人们急需一种新型以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，可以有效解决上述背景技术中提出的由于废钢表面含有较多的油污和锈迹，会导致制作完成之后钢铁添加剂中含有铁锈成分，当加入钢铁中时，会导致钢铁的性能发生改变，并且，在使用废钢制作的钢铁添加剂的过程中，钢铁需要在超高温的情况下熔融，并且，可能存在无法完全充分还原的问题，导致钢铁韧性较差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢铁添加剂，所述钢铁添加剂由以下重量份原料制成：废钢90-100份、铁矿石10-20份、金属铝15-20份、石墨10-15份、硅铁粉10-15份、三氧化二铝20-30份、硅化锰5-10份、铋2-5份和三氧化二锑3-7份。
根据上述技术方案，所述钢铁添加剂由以下重量份原料制成：废钢95份、铁矿石15份、金属铝17份、石墨12份、硅铁粉13份、三氧化二铝25份、硅化锰7份、铋3份和三氧化二锑5份。
一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，包括如下步骤：
S1、清洗：利用草酸和油污清洗剂对废钢表面的铁锈和油污进行清洗处理；
S2、破碎：利用废钢破碎机对清洗之后的废钢进行破碎处理；
S3、磁选：将破碎处理之后的废钢加入磁选机中，对废钢进行磁选处理；
S4、预热：利用火焰对废钢进行烘烤，去除表面的油脂和水分；
S5、冶炼：将经过处理之后的废钢和其余原料按照重量份依次加入电弧炉中，通电冶炼；
S6、搅拌：在冶炼的过程中不断的向电弧炉中通入氮气，利用气体对电弧炉中的金属液进行搅拌；
S7、冷却：冶炼完成后，再次向金属液中通入氮气，利用氮气对冶炼后的金属液进行搅拌冷却降温，形成钢铁添加剂成品。
根据上述技术方案，所述步骤S1中，向钢刷清洗机中加入草酸，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的铁锈进行清洗，所述草酸的PH值4.5-5.5，所述清洗时长为20min，然后，向钢刷清洗剂中加入油污清洗剂，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的油污进行清洗，所述清洗时长为20min，最后，利用清水对废钢表面沾染的草酸和油污清洗剂进行清洗，所述清洗次数为1-3次。
根据上述技术方案，所述步骤S2中，将清洗之后的废钢加入废钢破碎机中，利用废钢破碎机对废钢进行破碎处理，所述废钢破碎之后的颗粒直径为5-10mm，并利用废钢破碎机对铁矿石、金属铝和石墨进行破碎处理，所述铁矿石、金属铝和石墨破碎之后的颗粒直径均为2-6mm。
根据上述技术方案，所述步骤S3中，将破碎之后的废钢和铁矿石依次加入磁选机中，利用磁选机对废钢和铁矿石进行磁选处理，去除废钢和铁矿石中的杂质，所以磁选时长为30-40min。
根据上述技术方案，所述步骤S4中，将磁选之后的废钢均匀的放置在火焰烘干炉内部，利用烘干炉内部的高温火焰对废钢表面进行烘烤，所述火焰烘干温度为600-800℃，所述烘干时长为15-20min。
根据上述技术方案，所述步骤S5中，将经过清洗、破碎、磁选和预热之后的废钢和铁矿石、金属铝、石墨、硅铁粉、三氧化二铝、硅化锰、铋和三氧化二锑依次加入电弧炉中，电弧炉通电冶炼，所述冶炼温度为1900-2300℃，所述冶炼时长为90min。
根据上述技术方案，所述步骤S6中，在冶炼的过程中，不断的向电弧炉中通入氮气，利用氮气对冶炼过程中的金属液进行气体搅拌。
根据上述技术方案，所述步骤S7中，将冶炼完成之后的金属液倒入容器中，再次向金属液中通入氮气，利用氮气的搅拌带动金属液快速降温，待金属液完全冷却之后，形成钢铁添加剂成品。
本发明的有益效果：本发明科学合理，使用安全方便，通过利用废钢制作钢铁添加剂，可以有效地减小钢铁资源的浪费，提高了钢铁的利用率，通过在钢铁添加剂中加入铁矿石，可以有效地促进脱碳反应的激烈进行，使得钢铁在添加钢铁添加剂进行冶炼的过程中，可以使得钢铁冶炼的更加充分，使得钢铁中的杂质含量大大的减小，有效地提高了钢铁的性能，通过在钢铁添加剂中加入金属铝，可以对需要冶炼的钢铁进行充分的脱氧处理，可以使得钢铁中的含氧量降低，提高钢铁的强度、硬度和弹性，通过在钢铁添加剂中加入硅化锰，可以对熔融之后的钢水进行覆盖和保温，使得钢水冷却速度降低，便于对钢水进行成型，在对钢铁添加剂进行生产的过程中，通过对废钢进行清洗处理，可以有效地去除废钢表面的锈迹和油污，避免废钢在冶炼的过程中出现爆炉现象，保证了废钢冶炼过程中的安全性能，通过对废钢进行预热处理，可以去除废钢表面的油脂和水分，使得在冶炼废钢的过程中更加的安全，制作完成的钢铁添加剂性能更佳。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明制备方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种钢铁添加剂，钢铁添加剂由以下重量份原料制成：废钢95份、铁矿石15份、金属铝17份、石墨12份、硅铁粉13份、三氧化二铝25份、硅化锰7份、铋3份和三氧化二锑5份。
一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，包括如下步骤：
S1、清洗：利用草酸和油污清洗剂对废钢表面的铁锈和油污进行清洗处理；
S2、破碎：利用废钢破碎机对清洗之后的废钢进行破碎处理；
S3、磁选：将破碎处理之后的废钢加入磁选机中，对废钢进行磁选处理；
S4、预热：利用火焰对废钢进行烘烤，去除表面的油脂和水分；
S5、冶炼：将经过处理之后的废钢和其余原料按照重量份依次加入电弧炉中，通电冶炼；
S6、搅拌：在冶炼的过程中不断的向电弧炉中通入氮气，利用气体对电弧炉中的金属液进行搅拌；
S7、冷却：冶炼完成后，再次向金属液中通入氮气，利用氮气对冶炼后的金属液进行搅拌冷却降温，形成钢铁添加剂成品。
根据上述技术方案，步骤S1中，向钢刷清洗机中加入草酸，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的铁锈进行清洗，草酸的PH值4.5，清洗时长为20min，然后，向钢刷清洗剂中加入油污清洗剂，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的油污进行清洗，清洗时长为20min，最后，利用清水对废钢表面沾染的草酸和油污清洗剂进行清洗，清洗次数为3次。
根据上述技术方案，步骤S2中，将清洗之后的废钢加入废钢破碎机中，利用废钢破碎机对废钢进行破碎处理，废钢破碎之后的颗粒直径为5mm，并利用废钢破碎机对铁矿石、金属铝和石墨进行破碎处理，铁矿石、金属铝和石墨破碎之后的颗粒直径均为2mm。
根据上述技术方案，步骤S3中，将破碎之后的废钢和铁矿石依次加入磁选机中，利用磁选机对废钢和铁矿石进行磁选处理，去除废钢和铁矿石中的杂质，所以磁选时长为30-40min。
根据上述技术方案，步骤S4中，将磁选之后的废钢均匀的放置在火焰烘干炉内部，利用烘干炉内部的高温火焰对废钢表面进行烘烤，火焰烘干温度为800℃，烘干时长为20min。
根据上述技术方案，步骤S5中，将经过清洗、破碎、磁选和预热之后的废钢和铁矿石、金属铝、石墨、硅铁粉、三氧化二铝、硅化锰、铋和三氧化二锑依次加入电弧炉中，电弧炉通电冶炼，冶炼温度为2300℃，冶炼时长为90min。
根据上述技术方案，步骤S6中，在冶炼的过程中，不断的向电弧炉中通入氮气，利用氮气对冶炼过程中的金属液进行气体搅拌。
根据上述技术方案，步骤S7中，将冶炼完成之后的金属液倒入容器中，再次向金属液中通入氮气，利用氮气的搅拌带动金属液快速降温，待金属液完全冷却之后，形成钢铁添加剂成品。
实施例2：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种钢铁添加剂，钢铁添加剂由以下重量份原料制成：废钢90份、铁矿石10份、金属铝15份、石墨10份、硅铁粉10份、三氧化二铝20份、硅化锰5份、铋2份和三氧化二锑3份。
一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，包括如下步骤：
S1、清洗：利用草酸和油污清洗剂对废钢表面的铁锈和油污进行清洗处理；
S2、破碎：利用废钢破碎机对清洗之后的废钢进行破碎处理；
S3、磁选：将破碎处理之后的废钢加入磁选机中，对废钢进行磁选处理；
S4、预热：利用火焰对废钢进行烘烤，去除表面的油脂和水分；
S5、冶炼：将经过处理之后的废钢和其余原料按照重量份依次加入电弧炉中，通电冶炼；
S6、搅拌：在冶炼的过程中不断的向电弧炉中通入氮气，利用气体对电弧炉中的金属液进行搅拌；
S7、冷却：冶炼完成后，再次向金属液中通入氮气，利用氮气对冶炼后的金属液进行搅拌冷却降温，形成钢铁添加剂成品。
根据上述技术方案，步骤S1中，向钢刷清洗机中加入草酸，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的铁锈进行清洗，草酸的PH值5，清洗时长为20min，然后，向钢刷清洗剂中加入油污清洗剂，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的油污进行清洗，清洗时长为20min，最后，利用清水对废钢表面沾染的草酸和油污清洗剂进行清洗，清洗次数为2次。
根据上述技术方案，步骤S2中，将清洗之后的废钢加入废钢破碎机中，利用废钢破碎机对废钢进行破碎处理，废钢破碎之后的颗粒直径为7mm，并利用废钢破碎机对铁矿石、金属铝和石墨进行破碎处理，铁矿石、金属铝和石墨破碎之后的颗粒直径均为4mm。
根据上述技术方案，步骤S3中，将破碎之后的废钢和铁矿石依次加入磁选机中，利用磁选机对废钢和铁矿石进行磁选处理，去除废钢和铁矿石中的杂质，所以磁选时长为30-40min。
根据上述技术方案，步骤S4中，将磁选之后的废钢均匀的放置在火焰烘干炉内部，利用烘干炉内部的高温火焰对废钢表面进行烘烤，火焰烘干温度为700℃，烘干时长为17min。
根据上述技术方案，步骤S5中，将经过清洗、破碎、磁选和预热之后的废钢和铁矿石、金属铝、石墨、硅铁粉、三氧化二铝、硅化锰、铋和三氧化二锑依次加入电弧炉中，电弧炉通电冶炼，冶炼温度为2100℃，冶炼时长为90min。
根据上述技术方案，步骤S6中，在冶炼的过程中，不断的向电弧炉中通入氮气，利用氮气对冶炼过程中的金属液进行气体搅拌。
根据上述技术方案，步骤S7中，将冶炼完成之后的金属液倒入容器中，再次向金属液中通入氮气，利用氮气的搅拌带动金属液快速降温，待金属液完全冷却之后，形成钢铁添加剂成品。
实施例3：如图1所示，本发明提供一种技术方案，一种钢铁添加剂，钢铁添加剂由以下重量份原料制成：废钢100份、铁矿石20份、金属铝20份、石墨15份、硅铁粉15份、三氧化二铝30份、硅化锰10份、铋5份和三氧化二锑7份。
一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，包括如下步骤：
S1、清洗：利用草酸和油污清洗剂对废钢表面的铁锈和油污进行清洗处理；
S2、破碎：利用废钢破碎机对清洗之后的废钢进行破碎处理；
S3、磁选：将破碎处理之后的废钢加入磁选机中，对废钢进行磁选处理；
S4、预热：利用火焰对废钢进行烘烤，去除表面的油脂和水分；
S5、冶炼：将经过处理之后的废钢和其余原料按照重量份依次加入电弧炉中，通电冶炼；
S6、搅拌：在冶炼的过程中不断的向电弧炉中通入氮气，利用气体对电弧炉中的金属液进行搅拌；
S7、冷却：冶炼完成后，再次向金属液中通入氮气，利用氮气对冶炼后的金属液进行搅拌冷却降温，形成钢铁添加剂成品。
根据上述技术方案，步骤S1中，向钢刷清洗机中加入草酸，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的铁锈进行清洗，草酸的PH值5.5，清洗时长为20min，然后，向钢刷清洗剂中加入油污清洗剂，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的油污进行清洗，清洗时长为20min，最后，利用清水对废钢表面沾染的草酸和油污清洗剂进行清洗，清洗次数为1次。
根据上述技术方案，步骤S2中，将清洗之后的废钢加入废钢破碎机中，利用废钢破碎机对废钢进行破碎处理，废钢破碎之后的颗粒直径为10mm，并利用废钢破碎机对铁矿石、金属铝和石墨进行破碎处理，铁矿石、金属铝和石墨破碎之后的颗粒直径均为6mm。
根据上述技术方案，步骤S3中，将破碎之后的废钢和铁矿石依次加入磁选机中，利用磁选机对废钢和铁矿石进行磁选处理，去除废钢和铁矿石中的杂质，所以磁选时长为30-40min。
根据上述技术方案，步骤S4中，将磁选之后的废钢均匀的放置在火焰烘干炉内部，利用烘干炉内部的高温火焰对废钢表面进行烘烤，火焰烘干温度为600℃，烘干时长为15min。
根据上述技术方案，步骤S5中，将经过清洗、破碎、磁选和预热之后的废钢和铁矿石、金属铝、石墨、硅铁粉、三氧化二铝、硅化锰、铋和三氧化二锑依次加入电弧炉中，电弧炉通电冶炼，冶炼温度为1900℃，冶炼时长为90min。
根据上述技术方案，步骤S6中，在冶炼的过程中，不断的向电弧炉中通入氮气，利用氮气对冶炼过程中的金属液进行气体搅拌。
根据上述技术方案，步骤S7中，将冶炼完成之后的金属液倒入容器中，再次向金属液中通入氮气，利用氮气的搅拌带动金属液快速降温，待金属液完全冷却之后，形成钢铁添加剂成品。
通过对实施例1-3所制作的钢铁添加剂进行检测，得到以下检测结果：
检测项目 实施例一 实施例二 实施例三
铁锈含量(％) 0.058 0.096 0.124
杂质含量(％) 0.136 0.189 0.206
废钢利用率(％) 98.36 97.58 97.15
通过对检测结果进行对比可以发现：通过利用PH值较低的草酸对废钢表面的锈迹进行清洗处理，可以有效地减小钢铁添加剂中的铁锈含量，提高钢铁添加剂的性能，通过对废钢破碎的颗粒细度进行降低，可以有效地提高废钢的利用率，同时，可以有效地降低钢铁添加剂中的杂质含量，可以有效地提高钢铁添加剂的质量。
基于上述，本发明的优点在于：本发明科学合理，使用安全方便，通过利用废钢制作钢铁添加剂，可以有效地减小钢铁资源的浪费，提高了钢铁的利用率，通过在钢铁添加剂中加入铁矿石，可以有效地促进脱碳反应的激烈进行，使得钢铁在添加钢铁添加剂进行冶炼的过程中，可以使得钢铁冶炼的更加充分，使得钢铁中的杂质含量大大的减小，有效地提高了钢铁的性能，通过在钢铁添加剂中加入金属铝，可以对需要冶炼的钢铁进行充分的脱氧处理，可以使得钢铁中的含氧量降低，提高钢铁的强度、硬度和弹性，通过在钢铁添加剂中加入硅化锰，可以对熔融之后的钢水进行覆盖和保温，使得钢水冷却速度降低，便于对钢水进行成型，在对钢铁添加剂进行生产的过程中，通过对废钢进行清洗处理，可以有效地去除废钢表面的锈迹和油污，避免废钢在冶炼的过程中出现爆炉现象，保证了废钢冶炼过程中的安全性能，通过对废钢进行预热处理，可以去除废钢表面的油脂和水分，使得在冶炼废钢的过程中更加的安全，制作完成的钢铁添加剂性能更佳。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.一种钢铁添加剂，其特征在于，所述钢铁添加剂由以下重量份原料制成：废钢90-100份、铁矿石10-20份、金属铝15-20份、石墨10-15份、硅铁粉10-15份、三氧化二铝20-30份、硅化锰5-10份、铋2-5份和三氧化二锑3-7份。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁添加剂，其特征在于，所述钢铁添加剂由以下重量份原料制成：废钢95份、铁矿石15份、金属铝17份、石墨12份、硅铁粉13份、三氧化二铝25份、硅化锰7份、铋3份和三氧化二锑5份。
3.一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、清洗：利用草酸和油污清洗剂对废钢表面的铁锈和油污进行清洗处理；
S2、破碎：利用废钢破碎机对清洗之后的废钢进行破碎处理；
S3、磁选：将破碎处理之后的废钢加入磁选机中，对废钢进行磁选处理；
S4、预热：利用火焰对废钢进行烘烤，去除表面的油脂和水分；
S5、冶炼：将经过处理之后的废钢和其余原料按照重量份依次加入电弧炉中，通电冶炼；
S6、搅拌：在冶炼的过程中不断的向电弧炉中通入氮气，利用气体对电弧炉中的金属液进行搅拌；
S7、冷却：冶炼完成后，再次向金属液中通入氮气，利用氮气对冶炼后的金属液进行搅拌冷却降温，形成钢铁添加剂成品。
4.根据权利要求3所述的一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于：所述步骤S1中，向钢刷清洗机中加入草酸，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的铁锈进行清洗，所述草酸的PH值4.5-5.5，所述清洗时长为20min，然后，向钢刷清洗剂中加入油污清洗剂，将废钢放入钢刷清洗机中，利用钢刷清洗机对废钢表面的油污进行清洗，所述清洗时长为20min，最后，利用清水对废钢表面沾染的草酸和油污清洗剂进行清洗，所述清洗次数为1-3次。
5.根据权利要求3所述的一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于：所述步骤S2中，将清洗之后的废钢加入废钢破碎机中，利用废钢破碎机对废钢进行破碎处理，所述废钢破碎之后的颗粒直径为5-10mm，并利用废钢破碎机对铁矿石、金属铝和石墨进行破碎处理，所述铁矿石、金属铝和石墨破碎之后的颗粒直径均为2-6mm。
6.根据权利要求3所述的一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于：所述步骤S3中，将破碎之后的废钢和铁矿石依次加入磁选机中，利用磁选机对废钢和铁矿石进行磁选处理，去除废钢和铁矿石中的杂质，所以磁选时长为30-40min。
7.根据权利要求3所述的一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于：所述步骤S4中，将磁选之后的废钢均匀的放置在火焰烘干炉内部，利用烘干炉内部的高温火焰对废钢表面进行烘烤，所述火焰烘干温度为600-800℃，所述烘干时长为15-20min。
8.根据权利要求3所述的一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于：所述步骤S5中，将经过清洗、破碎、磁选和预热之后的废钢和铁矿石、金属铝、石墨、硅铁粉、三氧化二铝、硅化锰、铋和三氧化二锑依次加入电弧炉中，电弧炉通电冶炼，所述冶炼温度为1900-2300℃，所述冶炼时长为90min。
9.根据权利要求3所述的一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于：所述步骤S6中，在冶炼的过程中，不断的向电弧炉中通入氮气，利用氮气对冶炼过程中的金属液进行气体搅拌。
10.根据权利要求3所述的一种以废钢为原料制备钢铁添加剂的方法，其特征在于：所述步骤S7中，将冶炼完成之后的金属液倒入容器中，再次向金属液中通入氮气，利用氮气的搅拌带动金属液快速降温，待金属液完全冷却之后，形成钢铁添加剂成品。
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