CN113337707A - 一种炼铁高炉用冷压球的制备及提高废弃物利用率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种炼铁高炉用冷压球的制备及提高废弃物利用率的方法，冷压球的制备方法包括以下步骤：步骤S1：将炼钢除尘灰、转炉泥细颗粒、废炼钢悬浮泥加入强力混合机，形成基础混合物；步骤S2：将基础混合物静置消解24小时以上；步骤S3：静置完的混合料通过皮带、带称重装置灰罐时，加入炼铁瓦斯灰，进入双轴搅拌机再次混合，二次静置消解24小时以上；步骤S4：在消解后的基础混合物中加入粘结剂，经两次搅拌形成总料混合物；步骤S5：将总料混合物加入压球机制得冷压球；步骤S6：将冷压块自然堆放晾干24小时以上。本发明的炼铁高炉用冷压球的制备及提高固体废弃物资源利用率的方法，减少了资源的浪费，提高了固体废弃物中的金属利用率。

Description

一种炼铁高炉用冷压球的制备及提高废弃物利用率的方法

技术领域

本发明涉及冶金废料处理技术领域，尤其涉及一种炼铁高炉用冷压球的制 备及提高废弃物利用率的方法。

背景技术

钢铁冶炼的过程中，在烧结、炼铁、炼钢等生产工序中均会产生大量的工 业固体废弃物，这些二次含铁物料由于全铁含量波动较大，返回原料场配入烧 结对烧结矿的产量和质量将产生一定影响，倒入渣场堆放，在运输和混合处理 过程中又容易产生扬尘，不仅严重影响生态环境，更造成资源浪费。因此，如 何合理使用资源、降低能耗，提高固体废弃物利用率，实现高效循环经济利益， 减少对环境的污染，使行业呈可持续发展，是我国钢铁行业急需解决的问题。

目前处理炼钢除尘灰、转炉泥细颗粒、废炼钢悬浮泥、炼铁瓦斯灰等固体 废弃物的方法是将其直接加入配料槽进入高炉炼铁，这种方法资源利用率低， 且固体废弃物中所含钾钠铅锌进入高炉后将产生循环富集，严重影响高炉顺行， 并破坏炉衬寿命。同时，在含铁固体废弃物料堆放、运输等过程中，还会带来 一系列环保问题，对此，需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种炼铁高炉用冷压球的制备及提高固体废弃物资源 利用率的方法，通过将固体废弃物压成含碳冷压块，加入炼铁高炉铁水主沟再 利用，减少了资源的浪费和对环境的影响，提高了固体废弃物中的金属利用率， 实现了高效循环经济利益。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种炼铁高炉用冷压球的制备方法， 包括以下步骤：

步骤S1：将炼钢除尘灰、转炉泥细颗粒、废炼钢悬浮泥，分别加入强力混合 机中，搅拌均匀后返回料场形成基础混合物；

步骤S2：将步骤S1的基础混合物转入原料场静置消解24小时以上，混合 料与炼钢除尘灰中所含氧化钙发生反应，将水分脱至8％-10％；

步骤S3：将静置完的混合料通过皮带、带称重装置灰罐时，加入炼铁瓦斯 灰进入双轴搅拌机，进行再次混合后转运至消解仓，二次静置消解24小时以上；

步骤S4：在消解后的基础混合物中加入粘结剂，经过两次搅拌均匀后形成 总料混合物；

步骤S5：将步骤S4的总料混合物加入压球机，压制成规格为50mm× 40mm×30mm，氧化铁含量为50％-55％的金属球，制得冷压球；

步骤S6：将冷压块自然堆放晾干24小时以上，水分可降至5％左右，强度 达到800N左右。

优选地，在所述步骤S1中，炼钢除尘灰、转炉泥细颗粒和废炼钢悬浮泥按 如下重量百分比加入强力混合机，其中，所述炼钢除尘灰的重量百分比为15％～ 20％，所述转炉泥细颗粒的重量百分比为40％～45％，所述废炼钢悬浮泥的重量 百分比为15％～20％。

优选地，在所述步骤S3中，所述炼铁瓦斯灰按重量百分比为20％～25％加 入双轴搅拌机。

优选地，在所述步骤S4中，所述粘结剂按重量百分比为3％～4％加入步骤 S4消解后的基础混合物。

优选地，所述粘结剂采用淀粉和水混合而成。

优选地，所述步骤S1中的搅拌时间为10～15min，所述步骤S3中的总搅 拌时间控制在15～20min，所述步骤S4中的总搅拌时间控制在15～20min。

优选地，将含碳冷压球运输至高炉平台皮带储料槽内，通过储料槽的开度 控制下料速度，冷压球通过皮带后经过一圆型溜槽，均匀加入铁水主沟内。

本发明的炼铁高炉用冷压球的制备及提高固体废弃物资源利用率的方法， 通过将固体废弃物压成含碳冷压块后，直接加入炼铁高炉铁水主沟再利用，减 少了资源的浪费和对环境的影响，提高了固体废弃物中的金属利用率，实现了 高效循环经济利益，此外，压球后取消了烘干工艺，利用炼钢除尘灰中的氧化 钙进行配料脱水，不仅降低了能耗，而且提高了成球率，满足高效资源化利用 的技术需求，并且，利用炼铁瓦斯灰中的碳，进行对冷压球成分和加入方式的 控制，在铁水主沟内熔融时通过碳燃烧补偿主沟冲化冷压球时的热量损失，保 证了铁水温度。

具体实施方式

下面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的一部分实施例，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作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。

本发明提出一种炼铁高炉用冷压球的制备及提高固体废弃物资源利用率的 方法，冷压球的制备方法包括以下步骤：

步骤S1：将炼钢除尘灰、转炉泥细颗粒、废炼钢悬浮泥，分别加入强力混合 机中，搅拌均匀后返回料场形成基础混合物，具体的，炼钢除尘灰、转炉泥细 颗粒和废炼钢悬浮泥按如下重量百分比加入强力混合机，其中，炼钢除尘灰的 重量百分比为15％～20％，转炉泥细颗粒的重量百分比为40％～45％，废炼钢悬 浮泥的重量百分比为15％～20％；

步骤S2：将步骤S1的基础混合物转入原料场静置消解24小时以上，混合 料与炼钢除尘灰中所含氧化钙发生反应，将水分脱至8％-10％；

步骤S3：将静置完的混合料通过皮带、带称重装置灰罐时，加入炼铁瓦斯 灰进入双轴搅拌机，进行再次混合后转运至消解仓，二次静置消解24小时以上， 具体的，炼铁瓦斯灰按重量百分比为20％～25％加入双轴搅拌机；

步骤S4：在消解后的基础混合物中加入粘结剂，经过两次搅拌均匀后形成 总料混合物，具体的，粘结剂按重量百分比为3％～4％加入步骤S4消解后的基 础混合物；

步骤S5：将步骤S4的总料混合物加入压球机，压制成规格为50mm× 40mm×30mm，氧化铁含量为50％-55％的金属球，制得冷压球；

步骤S6：将冷压块自然堆放晾干24小时以上，水分可降至5％左右，强度 达到800N左右。

粘结剂采用淀粉和水混合而成，具有粘结作用，且淀粉价格低廉，不含对 转炉炼钢有害的杂质。

将含碳冷压球运输至高炉平台皮带储料槽内，通过储料槽的开度控制下料 速度，冷压球通过皮带后经过一圆型溜槽，均匀加入铁水主沟内，利用高炉铁 前贮铁式主沟内高温铁水对冷压球进行高温熔融还原处理，将冷压球中的氧化 铁还原成铁水，随高炉铁水一起流入铁水罐，运往炼钢冶炼，使得固体废弃物 中的铁元素得以回收利用；冷压球中的碳通过碳燃烧补偿主沟冲化冷压球时的 热量损失，保证了炼钢所需的铁水温度；硅钙等杂质熔融渣冲化成高炉水渣， 用作于水泥掺合料；钾钠铅锌等有害物质通过除尘***进行分离与收集。

制成炼铁用冷压球的关键点有两个：其一是选料与配比，选用炼钢除尘灰 且配入量20％左右，可利用炼钢除尘灰中氧化钙可将配比较大，水分较高的转 炉泥细颗粒、废炼钢悬浮泥脱水至10％左右，有效降低了物料粘度，有利于基 础混合料的生产输送与压制成球；选用配入量20％左右的废钢炼铁瓦斯灰，利 用废钢炼铁瓦斯灰中含碳量高的特点，使成品球的含碳量达到10％-15％，在高 炉冲化冷压球时，其中的碳能够在铁水主沟里燃烧产生热量，补偿融化冷压球 的消耗热，确保铁水温度不因为熔融冷压球而降低；

其二是搅拌，搅拌时间过短会造成物料水分、碳含量分布均匀性差、密实 度不足，不易成型；搅拌时间过长则会造成密实度过大后所需成型水分下降， 最终导致物料过湿、能耗增加、生产率的下降，所以步骤S1中的搅拌时间为 10～15min，步骤S3中的总搅拌时间控制在15～20min，步骤S4中的总搅拌时 间控制在15～20min，且分两次搅拌均匀，使得混合物具有良好的均匀性、密实 性和塑性，为成型创造有利条件。

本方案通过对炼钢除尘灰、转炉泥细颗粒、废炼钢悬浮泥、粘结剂和炼铁 瓦斯灰采用不同的配比，能达到不同的使用效果，具体采用以下两种实施例：

实施例一：

1、将重量百分比为40％的转炉泥细颗粒、重量百分比为16％的废炼钢悬浮 泥、重量百分比为20％的炼钢除尘灰加入强力混合机，搅拌10分钟，搅拌均匀 后形成基础混合物；将该基础混合物转入原料场进行一次消解，静置24小时， 使各种物料融合在一起；

2、将一次消解完成的混合料通过皮带、带称重装置灰罐时，加入称取重量 百分比为20％的炼铁瓦斯灰进入双轴搅拌机，进行再次混合，15分钟后转运至 消解仓，二次静置消解24小时以上；

3、在消解后的基础混合物中加入重量百分比为4％的粘结剂，分两次搅拌， 共计15min，搅拌均匀后形成总料混合物；

4、将该总料混合物加入压球机，压制成金属球，最终制得冷压球。

5、将冷压块自然堆放晾干36小时，经检测，水分为4。5％，强度为 792N，全铁为47。28％，碳为11。55％。

6、将含碳冷压球运输至高炉平台皮带储料槽内，通过储料槽的开度控制下 料速度，冷压球通过皮带后经一圆型溜槽，按60吨/天/每高炉，均匀加入铁水 主沟内，利用高炉铁前贮铁式主沟内高温铁水进行高温熔融还原处理，将冷压 球中的氧化铁还原成铁水，随高炉铁水一起流入铁水罐，运往炼钢冶炼，固体 废弃物中的铁元素得以回收利用；将硅钙等杂质变成熔融渣冲化成高炉水渣； 钾钠铅锌等有害物质通过除尘***进行分离与收集。

实施例二：

1、将重量百分比为42％的转炉泥细颗粒、重量百分比为18％的废炼钢悬浮 泥、重量百分比为的15％炼钢除尘灰加入强力混合机，搅拌15分钟，搅拌均匀 后形成基础混合物；将该基础混合物转入原料场进行一次消解，静置24小时， 使各种物料融合在一起；

2、将一次消解完成的混合料通过皮带、带称重装置灰罐时，加入称取重量 百分比为22％的炼铁瓦斯灰进入双轴搅拌机，进行再次混合15分钟后转运至消 解仓，二次静置消解24小时以上。

3、在消解后的基础混合物中加入重量百分比为3％的粘结剂，分两次搅拌 共计15min，搅拌均匀后形成总料混合物；

4、将该总料混合物加入压球机，压制成金属球，最终制得冷压球；

5、将冷压块自然堆放晾干48小时，经检测，水分为5。9％，强度为 748N，全铁为49。56％，碳为13。27％；

6、将含碳冷压球运输至高炉平台皮带储料槽内，通过储料槽的开度控制下 料速度，冷压球通过皮带后经一圆型溜槽，按80吨/天/每高炉，均匀加入铁水 主沟内。利用高炉铁前贮铁式主沟内高温铁水进行高温熔融还原处理，将冷压 球中的氧化铁还原成铁水，随高炉铁水一起流入铁水罐，运往炼钢冶炼，固废 中的铁元素得以回收利用；将硅钙等杂质变成熔融渣冲化成高炉水渣；钾钠铅 锌等有害物质通过除尘***进行分离与收集。

相对于实施例一，实施例二中提高了转炉泥细颗粒、炼钢悬浮泥、炼铁瓦 斯灰的配比，降低了炼钢除尘灰、粘合剂的配比，强度都略有下降，水分有所 回升，但全铁含量与碳含量得到了提升，含碳量的提高在冷压球的使用中，冲 化量和冲化速度得以提升。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种炼铁高炉用冷压球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：将炼钢除尘灰、转炉泥细颗粒、废炼钢悬浮泥，分别加入强力混合机中，搅拌均匀后返回料场形成基础混合物；

步骤S2：将步骤S1的基础混合物转入原料场静置消解24小时以上，混合料与炼钢除尘灰中所含氧化钙发生反应，将水分脱至8％-10％；

步骤S3：将静置完的混合料通过皮带、带称重装置灰罐时，加入炼铁瓦斯灰进入双轴搅拌机，进行再次混合后转运至消解仓，二次静置消解24小时以上；

步骤S4：在消解后的基础混合物中加入粘结剂，经过两次搅拌均匀后形成总料混合物；

步骤S5：将步骤S4的总料混合物加入压球机，压制成规格为50mm×40mm×30mm，氧化铁含量为50％-55％的金属球，制得冷压球；

步骤S6：将冷压块自然堆放晾干24小时以上，水分可降至5％左右，强度达到800N左右。

2.如权利要求1所述的一种炼铁高炉用冷压球的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，炼钢除尘灰、转炉泥细颗粒和废炼钢悬浮泥按如下重量百分比加入强力混合机，其中，所述炼钢除尘灰的重量百分比为15％～20％，所述转炉泥细颗粒的重量百分比为40％～45％，所述废炼钢悬浮泥的重量百分比为15％～20％。

3.如权利要求1所述的一种炼铁高炉用冷压球的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述炼铁瓦斯灰按重量百分比为20％～25％加入双轴搅拌机。

4.如权利要求1所述的一种炼铁高炉用冷压球的制备方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述粘结剂按重量百分比为3％～4％加入步骤S4消解后的基础混合物。

5.如权利要求1所述的一种炼铁高炉用冷压球的制备方法，其特征在于，所述粘结剂采用淀粉和水混合而成。

6.如权利要求1所述的一种炼铁高炉用冷压球的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的搅拌时间为10～15min，所述步骤S3中的总搅拌时间控制在15～20min，所述步骤S4中的总搅拌时间控制在15～20min。

7.一种提高固体废弃物资源利用率的方法，应用上述权利要求1-6任一项所述的一种炼铁高炉用冷压球的制备方法，其特征在于，将含碳冷压球运输至高炉平台皮带储料槽内，通过储料槽的开度控制下料速度，冷压球通过皮带后经过一圆型溜槽，均匀加入铁水主沟内。