專利名稱：一種含碳自還原冷壓塊的制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉領(lǐng)域，涉及電爐除塵灰回收利用的方法，具體涉及利用電爐除塵灰、 氧化鐵皮制備含碳自還原冷壓塊。
背景技術(shù)：
電爐在兌40 60%熱鐵水條件下，電爐除塵灰中全鐵含量約為50 60%，屬寶貴的含鐵 二次資源，循環(huán)利用電爐除塵灰，能夠最大限度降低電爐冶煉過程中鐵資源損耗，實現(xiàn)清潔 生產(chǎn)，對企業(yè)減排增效具有很大意義。目前，國內(nèi)外電爐循環(huán)利用電爐除塵灰的研究較少， 經(jīng)査閱未見利用電爐除塵灰、氧化鐵皮制作成含碳自還原冷壓塊用作電爐煉鋼原料的文獻報 道。隨著電爐熱裝鐵水工藝的廣泛應(yīng)用，為電弧爐輸入了大量物理顯熱和化學能，電爐熱效 率高、升溫快，使含碳自還原冷壓塊在電爐中快速還原變成可能。
CN101270410公開了一種煉鋼或煉鐵原料所用的冷固結(jié)球團及其制備方法，其冷固結(jié)球 團的組分及質(zhì)量百分比為除塵灰、塵泥8 60%，鐵皮、精礦粉及含鐵雜料20 85%，粘 結(jié)劑0.4 15%。其制備方法是利用原料本身所帶的水分，使其直接與其他各組分在混合機 內(nèi)混合，混合均勻后經(jīng)壓球機壓制成型，成型后的球團采取常溫養(yǎng)護，自然干燥。CN101270410 公開的冷固結(jié)球團及其制備方法，生產(chǎn)的冷固結(jié)球團主要成分為氧化鐵，由于不含碳，主要 適合用作高爐煉鐵原料，再是用作轉(zhuǎn)爐冷卻劑或調(diào)渣劑，如用作電爐煉鋼其金屬鐵回收率僅 為20 40%，且增加渣量和電耗，因此很難推廣應(yīng)用。而含碳自還原冷壓塊是利用電爐留鋼 留渣、形成熔池快，兌鐵水升溫迅速的熱力學工藝條件，將裝入的含碳自還原冷壓塊快速加 熱到還原溫度OllO(TC)以上，使冷壓塊中的碳粉和鐵氧化物發(fā)生直接還原反應(yīng)，回收金 屬鐵，其金屬鐵回收率可達到70%以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含碳自還原冷壓塊及其制備方法與應(yīng)用，同時解 決電爐除塵灰的回收利用問題，減少污染排放，降低生產(chǎn)成本。 發(fā)明概述
本發(fā)明利用電爐除塵灰、氧化鐵皮生產(chǎn)含碳自還原冷壓塊,將電爐除塵灰和氧化鐵皮中 配加一定比例的碳粉和結(jié)合劑，混勻后機械擠壓成一定強度的冷壓塊，利用回收蒸汽干燥系 統(tǒng)低溫干燥后，直接作為電爐煉鋼原料。
發(fā)明詳述
一種含碳自還原冷壓塊,質(zhì)量比原料組成為氧化鐵皮40 50t電爐除塵灰20 30%、 焦碳粉20 25%、結(jié)合劑5°/。 8%。上述的結(jié)合劑優(yōu)選輕燒氧化鎂粉，其中Mg0》85%, Si02《6%,粒度《0. 12ram。其它對于 電爐冶煉無害的結(jié)合劑亦可使用。
優(yōu)選的，氧化鐵皮原料中全鐵含量>70%、粒度《5mm。
優(yōu)選的，電爐除塵灰原料中全鐵含量>50%、粒度0. 005 0. 5腦》90°/0。
優(yōu)選的，焦碳粉原料中固定碳75 85%、灰分《15%、粒度在2mra以下。
本發(fā)明的含碳自還原冷壓塊的制備方法，包括下列步驟 (1)按照質(zhì)量比將電爐除塵灰、氧化鐵皮、焦碳粉進行配料混合，其中氧化鐵皮40 50%、電爐除塵灰20 30%、焦碳粉20 25%。將混合料加入攪拌機，攪拌均勻，之后加入結(jié) 合劑5% 8%質(zhì)量比充分攪拌混勻，然后，轉(zhuǎn)到料斗中，通過料斗將攪拌均勻的混合料緩慢 地送到雙輥壓塊機上擠壓成塊，形成具有高強度的含碳自還原冷壓塊。
(2)將上述步驟制得的含碳自還原冷壓塊置于5(TC-IO(TC的干燥環(huán)境中，放置30-36小 時。在該步驟的養(yǎng)護、干燥過程中，含碳自還原冷壓塊發(fā)生一系列的物理化學變化，形成復 合大分子網(wǎng)狀鰲合結(jié)構(gòu)的高強度機械冷壓塊。
優(yōu)選的，步驟(1)中所述的雙輥壓塊機是190噸雙輥壓塊機。 優(yōu)選的，步驟(1)中所述擠壓成塊是擠壓成直徑30mm的扁壓塊，厚度IO-20mra。 冷壓塊還原試驗將本發(fā)明制得的含碳自還原冷壓塊置于IIO(TC以上的高溫實驗爐內(nèi)， 5分鐘左右冷壓塊即可全部還原，還原后壓塊中間有許多海綿狀空洞，強度較高，無粉化現(xiàn) 象發(fā)生，經(jīng)檢驗金屬化率達到85%以上。因此，該含碳冷壓塊在電弧爐的高溫環(huán)境中，完全 可以以較快的速度實現(xiàn)自還原過程，實現(xiàn)二次含鐵資源的回收。
本發(fā)明含碳自還原冷壓塊的應(yīng)用，用于電爐冶煉，將含碳冷壓塊按電爐冶煉總料重的2% 10%wt加入電爐中。
電爐冶煉使用除塵灰、氧化鐵皮含碳自還原冷壓塊的具體方法是電爐留鋼留渣、熱裝
鐵水，配加總料重的2y。 ioy柳t的含碳自還原冷壓塊，含碳自還原冷壓塊在電爐熔池渣鋼界 面之間很快被加熱到還原溫度以上(》iioo°c)，其內(nèi)部緊密結(jié)合的氧化鐵和碳粉自動進行
還原反應(yīng)，碳和鐵氧化物發(fā)生直接還原反應(yīng)，同時產(chǎn)生的C0和H2與冷壓塊中的鐵氧化物發(fā)
生間接還原反應(yīng)，將鐵氧化物還原成金屬鐵進入熔池回收。其反應(yīng)式如下
FexOy+C—FeA^+CO (固-固直接還原) Fex0y+C0/H2— FeA-'+CCV&O (間接還原)
本發(fā)明提供的含碳自還原冷壓塊的生產(chǎn)方法工藝簡單，在生產(chǎn)過程中無廢水、廢氣、廢 渣產(chǎn)生。在電爐使用本發(fā)明的含碳冷壓塊，可使電爐冶煉金屬鐵平均回收率達到72%，遠高 于使用普通不含碳冷固球團的金屬鐵回收率。在獲得較高金屬回收率的同時，由于含碳自還 原冷壓塊在還原反應(yīng)中，還放出C0和C02氣體，也有利于提高電爐的泡沫渣和脫磷效果，具 有良好的冶金效果和顯著的環(huán)境、經(jīng)濟效益。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。實施例中所用原料技術(shù)指標如下:
氧化鐵皮全鐵含量>70%、粒度《5mm。 電爐除塵灰全鐵含量>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。 結(jié)合劑輕燒氧化鎂粉，其中Mg0》85。/。,Si02《6M，粒度《0. 12mm。 實施例l、含碳自還原冷壓塊及制備
一種含碳自還原冷壓塊，質(zhì)量比原料組成為氧化鐵皮47%、電爐除塵灰22%、焦碳粉 25%、結(jié)合劑輕燒氧化鎂粉6%。 制備方法如下
將電爐除塵灰、氧化鐵粉、焦碳粉按照質(zhì)量比氧化鐵皮47%、電爐除塵灰22L碳粉25% 混勻后，加入6%結(jié)合劑輕燒氧化鎂粉混勻，通過料斗送入190噸雙輥壓塊機擠壓成直徑30mm 圓扁壓塊，厚度10mm。壓塊制成后，通過蒸汽干燥系統(tǒng)在50。C-100'C的干燥環(huán)境中放置36 小時，進行養(yǎng)護和干燥，以達到高的機械強度。對所制得的冷壓塊進行還原試驗，在1100 'C以上的高溫實驗爐內(nèi)，5分鐘壓塊便完成還原反應(yīng)，還原后壓塊中間有許多海綿狀空洞， 強度較高，無粉化現(xiàn)象發(fā)生，經(jīng)檢驗金屬化率達到85. 7%。
實施例2、含碳自還原冷壓塊的應(yīng)用，用于電爐冶煉 將實施例1制得的含碳自還原冷壓塊按總料重的5%wt加入電爐，電爐留鋼量10噸、熱 裝鐵水50%，在冶煉中渣況穩(wěn)定，冷壓塊在還原過程中釋放出的一氧化碳氣體，有利于鋼水 攪拌和提高泡沫渣及脫磷效果。經(jīng)實際測算含碳自還原冷壓塊的平均金屬鐵回收率為72%。 有效降低了電爐鋼鐵料消耗和生產(chǎn)成本。電爐使用含碳自還原冷壓塊，可使電爐煉鋼含鐵物 料形成良性循環(huán)，提高了含鐵資源利用率，減少了固體廢棄物排放量。
實施例3、
一種含碳自還原冷壓塊，質(zhì)量比原料組成為氧化鐵皮42%、電爐除塵灰28%、焦碳粉 23%、結(jié)合劑輕燒氧化鎂粉8%。 制備方法同實施例1。 實施例4、
一種含碳自還原冷壓塊，質(zhì)量比原料組成為氧化鐵皮45%、電爐除塵灰25%、焦碳粉 24%、結(jié)合劑輕燒氧化鎂粉6%。 制備方法同實施例1。
權(quán)利要求
1.一種含碳自還原冷壓塊，其特征在于質(zhì)量比原料組成為氧化鐵皮40～50％、電爐除塵灰20～30％、焦碳粉20～25％、結(jié)合劑5％～8％。
2. 如權(quán)利要求1所述的含碳自還原冷壓塊，其特征在于，所述的結(jié)合劑為輕燒氧化鎂粉， 其中Mg0>85%, Si02《6%，粒度《0. 12腿。
3. —種含碳自還原冷壓塊的制備方法，包括下列步驟(1) 按照質(zhì)量比將電爐除塵灰、氧化鐵皮、焦碳粉進行配料混合，其中氧化鐵皮40 50%、電爐除塵灰20 30°/。、焦碳粉20 25%;將混合料加入攪拌機，攪拌均勻，之后加入結(jié) 合劑5% 8%質(zhì)量比充分攪拌混勻，然后，轉(zhuǎn)到料斗中，通過料斗將攪拌均勻的混合料緩慢 地送到雙輥壓塊機上擠壓成塊；(2) 將上述步驟制得的含碳自還原冷壓塊置于5(TC-10(TC的干燥環(huán)境中，放置30-36小時。
4. 如權(quán)利要求3所述的含碳自還原冷壓塊的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述 雙輥壓塊機是190噸雙輥壓塊機。
5. 如權(quán)利要求3所述的含碳自還原冷壓塊的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述 擠壓成塊是擠壓成直徑30mm的扁壓塊，厚度10-20mra。
6. 權(quán)利要求l所述含碳自還原冷壓塊的應(yīng)用，用于電爐冶煉，將含碳自還原冷壓塊按 電爐冶煉總料重的2% 10%wt加入電爐中。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種利用電爐除塵灰、氧化鐵皮制備含碳自還原冷壓塊的方法與應(yīng)用。含碳自還原冷壓塊質(zhì)量比原料組成為氧化鐵皮40～50％、電爐除塵灰20～30％、碳粉20～25％、結(jié)合劑5％～8％。制備方法是將各原料按比例攪拌均勻，經(jīng)190噸雙輥壓塊機壓制成型，在50℃以上干燥環(huán)境中放置30-36小時，形成高強度含碳冷壓塊，直接供電爐煉鋼冶煉使用。本發(fā)明的方法工藝簡單，能耗低，強度高，不污染環(huán)境。在電爐中使用含碳自還原冷壓塊金屬鐵回收率達到72％，并有利于提高泡沫渣和脫磷效果。
文檔編號C22B1/243GK101525689SQ20091002006
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者亓慶錄, 倪友來, 葉黎華, 周艷麗, 孫樹林, 猛 李, 王廣連, 申景霞, 政 韓 申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司