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一种含碳自还原冷压块的制备方法和应用

阅读：656发布：2021-02-22

IPRDB可以提供一种含碳自还原冷压块的制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及了一种利用电炉除尘灰、氧化铁皮制备含碳自还原冷压块的方法与应用。含碳自还原冷压块质量比原料组成为：氧化铁皮40～50％、电炉除尘灰20～30％、碳粉20～25％、结合剂5％～8％。制备方法是将各原料按比例搅拌均匀，经190吨双辊压块机压制成型，在50℃以上干燥环境中放置30－36小时，形成高强度含碳冷压块，直接供电炉炼钢冶炼使用。本发明的方法工艺简单，能耗低，强度高，不污染环境。在电炉中使用含碳自还原冷压块金属铁回收率达到72％，并有利于提高泡沫渣和脱磷效果。，下面是一种含碳自还原冷压块的制备方法和应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种含碳自还原冷压块，其特征在于质量比原料组成为：氧化铁皮40～50％、电炉除尘灰20～30％、焦碳粉20～25％、结合剂5％～8％。

2. 如权利要求1所述的含碳自还原冷压块，其特征在于，所述的结合剂为轻烧氧化镁粉，其中Mg0>85%, Si02《6%，粒度《0. 12腿。

3. —种含碳自还原冷压块的制备方法，包括下列步骤：(1) 按照质量比将电炉除尘灰、氧化铁皮、焦碳粉进行配料混合，其中氧化铁皮40〜 50%、电炉除尘灰20〜30°/。、焦碳粉20〜25%;将混合料加入搅拌机，搅拌均匀，之后加入结合剂5%〜8%质量比充分搅拌混匀，然后，转到料斗中，通过料斗将搅拌均匀的混合料缓慢地送到双辊压块机上挤压成块；(2) 将上述步骤制得的含碳自还原冷压块置于5(TC-10(TC的干燥环境中，放置30-36小时。

4. 如权利要求3所述的含碳自还原冷压块的制备方法，其特征在于，步骤（1)中所述双辊压块机是190吨双辊压块机。

5. 如权利要求3所述的含碳自还原冷压块的制备方法，其特征在于，步骤（1)中所述挤压成块是挤压成直径30mm的扁压块，厚度10-20mra。

6. 权利要求l所述含碳自还原冷压块的应用，用于电炉冶炼，将含碳自还原冷压块按电炉冶炼总料重的2%〜10%wt加入电炉中。

说明书全文

一种含碳自还原冷压块的制备方法和应用

技术领域

本发明属于钢铁冶炼领域，涉及电炉除尘灰回收利用的方法，具体涉及利用电炉除尘灰、氧化铁皮制备含碳自还原冷压块。

背景技术

电炉在兑40〜60%热铁水条件下，电炉除尘灰中全铁含量约为50〜60%，属宝贵的含铁二次资源，循环利用电炉除尘灰，能够最大限度降低电炉冶炼过程中铁资源损耗，实现清洁生产，对企业减排增效具有很大意义。目前，国内外电炉循环利用电炉除尘灰的研究较少，经査阅未见利用电炉除尘灰、氧化铁皮制作成含碳自还原冷压块用作电炉炼钢原料的文献报道。随着电炉热装铁水工艺的广泛应用，为电弧炉输入了大量物理显热和化学能，电炉热效率高、升温快，使含碳自还原冷压块在电炉中快速还原变成可能。
CN101270410公开了一种炼钢或炼铁原料所用的冷固结球团及其制备方法，其冷固结球团的组分及质量百分比为：除尘灰、尘泥8〜60%，铁皮、精矿粉及含铁杂料20〜85%，粘结剂0.4〜15%。其制备方法是利用原料本身所带的水分，使其直接与其他各组分在混合机内混合，混合均匀后经压球机压制成型，成型后的球团采取常温养护，自然干燥。CN101270410 公开的冷固结球团及其制备方法，生产的冷固结球团主要成分为氧化铁，由于不含碳，主要适合用作高炉炼铁原料，再是用作转炉冷却剂或调渣剂，如用作电炉炼钢其金属铁回收率仅为20〜40%，且增加渣量和电耗，因此很难推广应用。而含碳自还原冷压块是利用电炉留钢留渣、形成熔池快，兑铁水升温迅速的热力学工艺条件，将装入的含碳自还原冷压块快速加热到还原温度OllO(TC)以上，使冷压块中的碳粉和铁氧化物发生直接还原反应，回收金属铁，其金属铁回收率可达到70%以上。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种含碳自还原冷压块及其制备方法与应用，同时解决电炉除尘灰的回收利用问题，减少污染排放，降低生产成本。发明概述
本发明利用电炉除尘灰、氧化铁皮生产含碳自还原冷压块,将电炉除尘灰和氧化铁皮中配加一定比例的碳粉和结合剂，混匀后机械挤压成一定强度的冷压块，利用回收蒸汽干燥系统低温干燥后，直接作为电炉炼钢原料。
发明详述
一种含碳自还原冷压块,质量比原料组成为：氧化铁皮40〜50t电炉除尘灰20〜30%、焦碳粉20〜25%、结合剂5°/。〜8%。上述的结合剂优选轻烧氧化镁粉，其中Mg0》85%, Si02《6%,粒度《0. 12ram。其它对于电炉冶炼无害的结合剂亦可使用。
优选的，氧化铁皮原料中全铁含量>70%、粒度《5mm。
优选的，电炉除尘灰原料中全铁含量>50%、粒度0. 005〜0. 5腦》90°/0。
优选的，焦碳粉原料中固定碳75〜85%、灰分《15%、粒度在2mra以下。
本发明的含碳自还原冷压块的制备方法，包括下列步骤： (1)按照质量比将电炉除尘灰、氧化铁皮、焦碳粉进行配料混合，其中氧化铁皮40〜 50%、电炉除尘灰20〜30%、焦碳粉20〜25%。将混合料加入搅拌机，搅拌均匀，之后加入结合剂5%〜8%质量比充分搅拌混匀，然后，转到料斗中，通过料斗将搅拌均匀的混合料缓慢地送到双辊压块机上挤压成块，形成具有高强度的含碳自还原冷压块。
(2)将上述步骤制得的含碳自还原冷压块置于5(TC-IO(TC的干燥环境中，放置30-36小时。在该步骤的养护、干燥过程中，含碳自还原冷压块发生一系列的物理化学变化，形成复合大分子网状鰲合结构的高强度机械冷压块。
优选的，步骤（1)中所述的双辊压块机是190吨双辊压块机。优选的，步骤（1)中所述挤压成块是挤压成直径30mm的扁压块，厚度IO-20mra。冷压块还原试验：将本发明制得的含碳自还原冷压块置于IIO(TC以上的高温实验炉内， 5分钟左右冷压块即可全部还原，还原后压块中间有许多海绵状空洞，强度较高，无粉化现象发生，经检验金属化率达到85%以上。因此，该含碳冷压块在电弧炉的高温环境中，完全可以以较快的速度实现自还原过程，实现二次含铁资源的回收。
本发明含碳自还原冷压块的应用，用于电炉冶炼，将含碳冷压块按电炉冶炼总料重的2%〜 10%wt加入电炉中。
电炉冶炼使用除尘灰、氧化铁皮含碳自还原冷压块的具体方法是：电炉留钢留渣、热装
铁水，配加总料重的2y。〜ioy柳t的含碳自还原冷压块，含碳自还原冷压块在电炉熔池渣钢界面之间很快被加热到还原温度以上（》iioo°c)，其内部紧密结合的氧化铁和碳粉自动进行
还原反应，碳和铁氧化物发生直接还原反应，同时产生的C0和H2与冷压块中的铁氧化物发
生间接还原反应，将铁氧化物还原成金属铁进入熔池回收。其反应式如下：
FexOy+C—FeA^+CO (固-固直接还原） Fex0y+C0/H2— FeA-'+CCV&O (间接还原）
本发明提供的含碳自还原冷压块的生产方法工艺简单，在生产过程中无废水、废气、废渣产生。在电炉使用本发明的含碳冷压块，可使电炉冶炼金属铁平均回收率达到72%，远高于使用普通不含碳冷固球团的金属铁回收率。在获得较高金属回收率的同时，由于含碳自还原冷压块在还原反应中，还放出C0和C02气体，也有利于提高电炉的泡沫渣和脱磷效果，具有良好的冶金效果和显著的环境、经济效益。具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中所用原料技术指标如下:
氧化铁皮：全铁含量>70%、粒度《5mm。电炉除尘灰：全铁含量>50%、粒度0. 005〜0. 5mm》90%。焦碳粉：固定碳75〜85%、灰分《15%、粒度在2ram以下。结合剂：轻烧氧化镁粉，其中Mg0》85。/。,Si02《6M，粒度《0. 12mm。实施例l、含碳自还原冷压块及制备
一种含碳自还原冷压块，质量比原料组成为：氧化铁皮47%、电炉除尘灰22%、焦碳粉 25%、结合剂轻烧氧化镁粉6%。制备方法如下：
将电炉除尘灰、氧化铁粉、焦碳粉按照质量比氧化铁皮47%、电炉除尘灰22L碳粉25% 混匀后，加入6%结合剂轻烧氧化镁粉混匀，通过料斗送入190吨双辊压块机挤压成直径30mm 圆扁压块，厚度10mm。压块制成后，通过蒸汽干燥系统在50。C-100'C的干燥环境中放置36 小时，进行养护和干燥，以达到高的机械强度。对所制得的冷压块进行还原试验，在1100 'C以上的高温实验炉内，5分钟压块便完成还原反应，还原后压块中间有许多海绵状空洞，强度较高，无粉化现象发生，经检验金属化率达到85. 7%。
实施例2、含碳自还原冷压块的应用，用于电炉冶炼将实施例1制得的含碳自还原冷压块按总料重的5%wt加入电炉，电炉留钢量10吨、热装铁水50%，在冶炼中渣况稳定，冷压块在还原过程中释放出的一氧化碳气体，有利于钢水搅拌和提高泡沫渣及脱磷效果。经实际测算含碳自还原冷压块的平均金属铁回收率为72%。有效降低了电炉钢铁料消耗和生产成本。电炉使用含碳自还原冷压块，可使电炉炼钢含铁物料形成良性循环，提高了含铁资源利用率，减少了固体废弃物排放量。
实施例3、
一种含碳自还原冷压块，质量比原料组成为：氧化铁皮42%、电炉除尘灰28%、焦碳粉 23%、结合剂轻烧氧化镁粉8%。制备方法同实施例1。实施例4、
一种含碳自还原冷压块，质量比原料组成为：氧化铁皮45%、电炉除尘灰25%、焦碳粉 24%、结合剂轻烧氧化镁粉6%。制备方法同实施例1。
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