渣钢热压块制备方法与流程

1.本发明涉及固废资源化利用技术领域，具体涉及一种渣钢热压块制备方法。


背景技术：

2.渣钢是钢铁冶金企业的一种典型二次资源类固废，由转炉、精炼等工序冶金渣处理过程以及喷溅渣、钢包、中间包、罐底维护等过程中回收的高铁品资源统称为渣钢。渣钢中总铁含量一般在60％以上，常直接作为废钢直接回用于转炉。
3.但转炉回收渣钢，与回收废钢一样，对其尺寸有一定要求，体积过大的渣钢可通过切割等处理方法满足返回转炉使用要求，而体积在5cm以下碎小渣钢在直接返回转炉使用过程中，极易造成喷溅，导致铁素随喷溅脱离转炉，产生金属回收效率低和金属浪费等问题。而将碎小渣钢返烧结使用，虽然易回收其中铁素，但与返转炉相比，在技术上也存在重复加热和能源浪费问题。
4.热压块工艺可直接压制高tfe含量的废钢，亦可用于直接还原氧化铁矿的预压块过程。渣钢是钢铁冶金行业常见的含铁资源，可粗略地将渣钢看做是金属铁与冶金渣的机械混合物，其化学成分特征也介于金属铁与氧化铁矿之间。直接对渣钢进行压制，存在热压块tfe品位低，对废钢替代率低，反复对渣相加热，造成能源浪费问题。而采取与处理氧化铁矿类似的压块-还原工艺处理渣钢虽然可得到优良的废钢替代产品，但工艺流程较长，处理成本高。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种渣钢热压块制备方法，解决小颗粒渣钢直接返转炉造成喷溅，导致金属收得率低和资源浪费的问题。
6.为实现上述目的，本发明所设计的渣钢热压块制备方法，包括如下步骤：
7.a)将筛分后5cm以下的小颗粒渣钢送入第一加热炉，加热至300～500℃，保温5～10min；
8.b)将所述小颗粒渣钢快速送入冲击式破碎机，进行破碎，得到破碎后的物料；
9.c)将破碎后的物料送入磁选机进行磁选，分离出非磁性物料和磁性物料；
10.d)对所述步骤c)分离出的磁性物料进行tfe含量检测，若tfe小于设定的tfe阈值，返回所述步骤a)，将磁性物料重新投入所述第一加热炉，若tfe大于等于tfe阈值，进入步骤e)；
11.e)将所述磁性物料送入第二加热炉，加热至600～800℃，保温5～10min；
12.f)将所述磁性物料按热压机模具规格分批送入热压机中，经过热压处理得到渣钢热压块。
13.优选的，所述小颗粒渣钢是由转炉、精炼工序冶金渣处理过程以及喷溅渣、钢包、中间包、罐底维护过程中回收的高铁品资源，其化学成分特征为：60.0％≤tfe≤80.0％，mfe≥50.0％，cao≤20.0％，mgo≤8.0％，sio2≤10.0％，al2o3≤5.0％，s≤0.5％，余量为与
fe元素结合的o元素及其它不可避免的杂质元素，所述小颗粒渣钢粒度特征为5cm以下颗粒质量≥95％。
14.优选的，所述步骤a)中，加热温度为400～500℃。
15.优选的，所述步骤b)中，所述冲击式破碎机为立轴冲击破。
16.优选的，所述步骤c)中，非磁性物料并入钢渣尾渣出厂销售。
17.优选的，所述步骤d)中，tfe阈值为85.0％～90.0％。
18.优选的，所述步骤e)中，加热温度为700～800℃。
19.优选的，所述步骤f)中，热压温度不超过1300℃。
20.优选的，所述步骤f)中，所述热压机模具为长方体型或圆柱体型，长方体型模具其长、宽、高均不大于25cm，圆柱体模具直径及高均不大于30cm。
21.优选的，制得的渣钢热压块自然冷却至850～950℃，快速保温运输至转炉工位，直接加入所述转炉中，进行后续冶炼操作。
22.本发明的原理如下：
23.采用渣钢提纯的方法对渣钢进行热压前的预处理。由于金属铁的热膨胀系数大于非金属氧化物的热膨胀系数，因此，在渣钢加热过程中，原本互相交织在一起的铁相和渣相之间因膨胀程度不同而产生内部应力，并在冲击破碎机的外力作用下，造成铁相与渣相的分离，进而通过磁选分离出非磁性的渣相，实现对渣钢的提纯。渣钢提纯热压后快速装入转炉，以最大程度利用热能。同时，热压块大小宜适中，热压块太小则失去加工意义，热压块太大不仅单块重量过大，对转炉炉衬冲击过大，且融化较慢，同时也不便于热压块运输与装炉等操作。
24.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
25.1、解决了小颗粒渣钢直接返转炉造成喷溅浪费问题；
26.2、与小颗粒渣钢返烧结利用相比，避免了对物料的重复加热问题，节省了能源，提高了金属资源利用水平；
27.3、工艺操作简单，将小颗粒渣钢提纯后，提高了渣钢铁素品位，减少了转炉热量在加热钢渣上的消耗；
28.4、制备的热压块，体积重量合适，使用方便灵活，不仅可用于直接在转炉兑铁水加入转炉，还克用于铁水沟、铁水包、鱼雷罐等其它冶炼工序部位投加废钢，也可用于转炉冶炼过程中的调温使用，特别有利于钢厂大废钢比冶炼条件下，多位置投加废钢场合；
29.5、热压块制备后本身具有较高温度，利用热装热送工艺，可有效提高资源能源利用效率，避免废钢预热过程的重复能源消耗。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
31.实施例1
32.小颗粒渣钢是由转炉、精炼工序冶金渣处理过程以及喷溅渣、钢包、中间包、罐底维护过程中回收的高铁品资源，其化学成分特征为：tfe 61.4％，mfe 52.1％，cao 17.4％，mgo 6.3％，sio
2 7.4％，al2o
3 3.4％，s 0.4％，余量为与fe元素结合的o元素及其它不可避免的杂质元素，小颗粒渣钢粒度特征为5cm以下颗粒质量为95.7％。
33.一种渣钢热压块制备方法，包括如下步骤：
34.a)将筛分后5cm以下的小颗粒渣钢送入第一加热炉，加热至350℃，保温6min；
35.b)将小颗粒渣钢快速送入冲击式破碎机，进行破碎，得到破碎后的物料；
36.c)将破碎后的物料送入磁选机进行磁选，分离出非磁性物料和磁性物料；
37.d)对步骤c)分离出的磁性物料进行tfe含量检测，为82.2％，不满足tfe≥85.0％要求，返回步骤a)，将磁性物料重新投入第一加热炉，继续后续步骤，对第二次破碎磁选获得的磁性物料进行tfe含量检测，为87.4％，满足tfe≥85.0％要求，进入步骤e)；
38.e)将磁性物料送入第二加热炉，加热至650℃，保温6min；
39.f)将磁性物料按热压机模具规格，一次65kg分批送入热压机中，热压机模具为长方体，尺寸为20cm
×
20cm
×
24cm，经过热压处理得到渣钢热压块，热压温度为1250℃。
40.本实施例中，将获得的热渣钢热压块，自然冷却至930℃，快速保温运输至转炉工位，直接加入转炉中，并进行加其它废钢或兑铁水等后续冶炼操作。
41.实施例2
42.小颗粒渣钢是由转炉、精炼工序冶金渣处理过程以及喷溅渣、钢包、中间包、罐底维护过程中回收的高铁品资源，其化学成分特征为：tfe 75.8％，mfe 60.1％，cao 8.4％，mgo 3.6％，sio
2 4.7％，al2o
3 1.4％，s 0.2％，余量为与fe元素结合的o元素及其它不可避免的杂质元素，小颗粒渣钢粒度特征为5cm以下颗粒质量为95.8％。
43.一种渣钢热压块制备方法，包括如下步骤：
44.a)将筛分后5cm以下的小颗粒渣钢送入第一加热炉，加热至420℃，保温7min；
45.b)将小颗粒渣钢快速送入冲击式破碎机，进行破碎，得到破碎后的物料；
46.c)将破碎后的物料送入磁选机进行磁选，分离出非磁性物料和磁性物料；
47.d)对步骤c)分离出的磁性物料进行tfe含量检测，为90.2％，满足tfe≥85.0％要求，进入步骤e)；
48.e)将磁性物料送入第二加热炉，加热至720℃，保温7min；
49.f)将磁性物料按热压机模具规格，一次80kg分批送入热压机中，热压机模具为圆柱体，尺寸为φ24cm
×
25cm，经过热压处理得到渣钢热压块，热压温度为1200℃。
50.本实施例中，将获得的热渣钢热压块，自然冷却至900℃，快速保温运输至转炉工位，直接加入转炉中，并进行加其它废钢或兑铁水等后续冶炼操作。
51.实施例3
52.小颗粒渣钢是由转炉、精炼工序冶金渣处理过程以及喷溅渣、钢包、中间包、罐底维护过程中回收的高铁品资源，其化学成分特征为：tfe 67.5％，mfe 55.3％，cao 14.4％，mgo 6.1％，sio
2 5.4％，al2o
3 2.1％，s 0.3％，余量为与fe元素结合的o元素及其它不可避免的杂质元素，小颗粒渣钢粒度特征为5cm以下颗粒质量为96.2％。
53.一种渣钢热压块制备方法，包括如下步骤：
54.a)将筛分后5cm以下的小颗粒渣钢送入第一加热炉，加热至480℃，保温9min；
55.b)将小颗粒渣钢快速送入冲击式破碎机，进行破碎，得到破碎后的物料；
56.c)将破碎后的物料送入磁选机进行磁选，分离出非磁性物料和磁性物料，非磁性物料并入钢渣尾渣出厂销售；
57.d)对步骤c)分离出的磁性物料进行tfe含量检测，为90.2％，满足tfe≥85.0％要
求，进入步骤e)；
58.e)将磁性物料送入第二加热炉，加热至780℃，保温9min；
59.f)将磁性物料按热压机模具规格，一次55kg分批送入热压机中，热压机模具为长方体，尺寸为16cm
×
24cm
×
20cm，经过热压处理得到渣钢热压块，热压温度为1270℃。
60.本实施例中，将获得的热渣钢热压块，自然冷却至880℃，快速保温运输至转炉工位，直接加入转炉中，并进行加其它废钢或兑铁水等后续冶炼操作。
61.实施例4
62.小颗粒渣钢是由转炉、精炼工序冶金渣处理过程以及喷溅渣、钢包、中间包、罐底维护过程中回收的高铁品资源，其化学成分特征为：tfe77.5％，mfe 57.3％，cao 18.4％，mgo 7.1％，sio
2 6.4％，al2o
3 3.1％，s 0.4％，余量为与fe元素结合的o元素及其它不可避免的杂质元素，小颗粒渣钢粒度特征为5cm以下颗粒质量为95.0％。
63.一种渣钢热压块制备方法，包括如下步骤：
64.a)将筛分后5cm以下的小颗粒渣钢送入第一加热炉，加热至300℃，保温10min；
65.b)将小颗粒渣钢快速送入冲击式破碎机，冲击式破碎机为立轴冲击破，进行破碎，得到破碎后的物料；
66.c)将破碎后的物料送入磁选机进行磁选，分离出非磁性物料和磁性物料，非磁性物料并入钢渣尾渣出厂销售；
67.d)对步骤c)分离出的磁性物料进行tfe含量检测，为92.2％，满足tfe≥90.0％要求，进入步骤e)；
68.e)将磁性物料送入第二加热炉，加热至600℃，保温10min；
69.f)将磁性物料按热压机模具规格，一次75kg分批送入热压机中，热压机模具为长方体，尺寸为25cm
×
25cm
×
25cm，经过热压处理得到渣钢热压块，热压温度为1300℃。
70.本实施例中，将获得的热渣钢热压块，自然冷却至850℃，快速保温运输至转炉工位，直接加入转炉中，并进行加其它废钢或兑铁水等后续冶炼操作。
71.实施例5
72.小颗粒渣钢是由转炉、精炼工序冶金渣处理过程以及喷溅渣、钢包、中间包、罐底维护过程中回收的高铁品资源，其化学成分特征为：tfe76.5％，mfe 54.3％，cao 16.4％，mgo 6.1％，sio
2 5.4％，al2o
3 3.8％，s 0.32％，余量为与fe元素结合的o元素及其它不可避免的杂质元素，小颗粒渣钢粒度特征为5cm以下颗粒质量为96.3％。
73.一种渣钢热压块制备方法，包括如下步骤：
74.a)将筛分后5cm以下的小颗粒渣钢送入第一加热炉，加热至500℃，保温5min；
75.b)将小颗粒渣钢快速送入冲击式破碎机，冲击式破碎机为立轴冲击破，进行破碎，得到破碎后的物料；
76.c)将破碎后的物料送入磁选机进行磁选，分离出非磁性物料和磁性物料，非磁性物料并入钢渣尾渣出厂销售；
77.d)对步骤c)分离出的磁性物料进行tfe含量检测，为86.2％，满足tfe≥85.0％要求，进入步骤e)；
78.e)将磁性物料送入第二加热炉，加热至800℃，保温5min；
79.f)将磁性物料按热压机模具规格，一次90kg分批送入热压机中，热压机模具为圆
柱体，尺寸为φ25cm
×
25cm，经过热压处理得到渣钢热压块，热压温度为1300℃。
80.本实施例中，将获得的热渣钢热压块，自然冷却至950℃，快速保温运输至转炉工位，直接加入转炉中，并进行加其它废钢或兑铁水等后续冶炼操作。
81.实施例6
82.小颗粒渣钢是由转炉、精炼工序冶金渣处理过程以及喷溅渣、钢包、中间包、罐底维护过程中回收的高铁品资源，其化学成分特征为：tfe68.5％，mfe 54.3％，cao 19.4％，mgo 6.4％，sio
2 8.3％，al2o
3 4.1％，s 0.35％，余量为与fe元素结合的o元素及其它不可避免的杂质元素，小颗粒渣钢粒度特征为5cm以下颗粒质量为95.8％。
83.一种渣钢热压块制备方法，包括如下步骤：
84.a)将筛分后5cm以下的小颗粒渣钢送入第一加热炉，加热至400℃，保温8min；
85.b)将小颗粒渣钢快速送入冲击式破碎机，冲击式破碎机为立轴冲击破，进行破碎，得到破碎后的物料；
86.c)将破碎后的物料送入磁选机进行磁选，分离出非磁性物料和磁性物料，非磁性物料并入钢渣尾渣出厂销售；
87.d)对步骤c)分离出的磁性物料进行tfe含量检测，为88.2％，满足tfe≥87.5％要求，进入步骤e)；
88.e)将磁性物料送入第二加热炉，加热至700℃，保温8min；
89.f)将磁性物料按热压机模具规格，一次50kg分批送入热压机中，热压机模具为长方体，尺寸为15cm
×
20cm
×
20cm，经过热压处理得到渣钢热压块，热压温度为1200℃。
90.本实施例中，将获得的热渣钢热压块，自然冷却至900℃，快速保温运输至转炉工位，直接加入转炉中，并进行加其它废钢或兑铁水等后续冶炼操作。
91.本发明渣钢热压块制备方法，解决了小颗粒渣钢直接返转炉造成喷溅浪费问题；与小颗粒渣钢返烧结利用相比，避免了对物料的重复加热问题，节省了能源，提高了金属资源利用水平；工艺操作简单，将小颗粒渣钢提纯后，提高了渣钢铁素品位，减少了转炉热量在加热钢渣上的消耗；制备的热压块，体积重量合适，使用方便灵活，不仅可用于直接在转炉兑铁水加入转炉，还克用于铁水沟、铁水包、鱼雷罐等其它冶炼工序部位投加废钢，也可用于转炉冶炼过程中的调温使用，特别有利于钢厂大废钢比冶炼条件下，多位置投加废钢场合；热压块制备后本身具有较高温度，利用热装热送工艺，可有效提高资源能源利用效率，避免废钢预热过程的重复能源消耗。