專利名稱：自助燃燒生產煉鋼用冷固球團的方法及產品的制作方法
技術領域：
本發明屬于鋼鐵工業領域，特別涉及一種生產煉鋼用冷固球團的方法。
背景技術：
近年來利用煉鋼過程中產生的煉鋼污泥、氧化鐵皮、鋼渣粉等原料生產煉鋼用化渣降溫助劑——冷固球團已是成熟的技術，它能解決煉鋼過程中造渣、降溫、降低廢鋼率、保護爐襯、縮短冶煉時間等技術問題。煉鋼時，適時加入適量的冷固球團(為鋼水總量的0.6％--8％)，渣的熔點得到了降低，保證了渣的良好流動性，使成渣過程迅速，實現了早化渣、化好渣的目的，并且縮短了冶煉時間，能使冶煉時間每爐縮短1----2分鐘。快速成渣既保證了雜質去除和快速吹煉，又使粘槍事故減少，延長了氧槍壽命。冷壓球團的含鐵量一般高達65％以上，每噸球團就可以冶煉出0.65噸以上的鋼，提高了金屬收得率，增加了經濟效益。應用冷固球團還可以使石灰、螢石等爐料消耗都有所降低。所以，使用冷壓球團對煉鋼增加產量和降低成本、保護環境都大有好處。
煉鋼用冷固球團的生產過程是利用氧化鐵皮、煉鋼污泥、鋼渣粉等加上粘結劑(一般使用泡花堿，俗稱水玻璃)，按比例(粘結劑用量一般為原料總量的2～10％)配制，經混合均勻，通過壓球機生產出冷固球團，再經過烘干工藝除去水分，增加強度，成為成分均勻，粒度均勻，強度好的復合造渣劑。生產冷固球團的原料可以是氧化鐵皮、煉鋼污泥、鋼渣粉或其它含鐵原料其中的一種或幾種，可根據用戶所要求的含金屬鐵量進行配比即可。氧化鐵皮的含金屬鐵量一般在60～70％，煉鋼污泥的含金屬鐵量一般為30～50％，鋼渣粉的含金屬鐵量一般在20～40％，假如用戶要求冷固球團的含金屬鐵量不低于65％，那么可以只采用氧化鐵皮；如果生產不同品位的冷固球團，也可由三種原料進行配伍，這已是十分成熟的技術。
冷固球團，其物理特性外型尺寸為20mm×40mm，應具有極高的強度，不易破碎，而內部組織結構要疏松，易早化渣，才能很好的滿足煉鋼生產工藝的要求。其化學性質TFe(全鐵，或金屬鐵)含量一般在30～70％，品位越高越好，氧化鐵含量遠高于傳統造渣劑，而這是優良助劑能促使早化渣的關鍵。球內不含硫、磷等有害元素。
加工冷固球團，必須除掉其中的水分，現在所有生產廠家對冷固球團都是采用傳統工藝的烘干方式進行烘干，包括晾曬或借助燒煤、油、焦、氣、電等耗能的烘干設備，使用這些工藝不能很好的解決強度、含水量及對環境的污染等問題，它帶來的不良后果是第一，使用任何的烘干設備生產的球團其強度都很低，破損率高，粉塵量大。第二，采用任何的烘干設備往往都難以對含水量進行質控，每爐因烘干時間、溫度的不同，含水量波動很大，特別人為因素太大，有的為了降低成本有意識的減少烘干時間，所以球團的性能大打折扣，嚴重影響煉鋼的質量，甚至出現廢鋼。第三，采用傳統燃料進行烘干，往往是高耗能、高成本，同時對周圍環境產生較大的污染。
同時目前冷固球團的生產技術都為了其球團的可用性，一味的增加球團的密度，以換取強度的增加，陸續出現了采用高強度壓球機，甚至出現了兩次加壓的報道，這種高密度球團，第一，并不能根本解決破損及含水量問題；第二，因密度高，使得熱傳導慢，化渣有效成分滲出慢，不能很好的實現早化渣、化好渣的目的；第三，因為使用高強度壓球機，建廠成本大幅度增加，同時用電負荷大幅度上升，加大了生產成本。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種自助燃燒生產煉鋼用冷固球團的方法，利用化學反應使冷固球團自助燃燒起來，達到烘干和增加強度的目的，低能耗、低污染，產品品質高，本發明同時提供利用該方法得到的冷固球團。
本發明自助燃燒生產煉鋼用冷固球團的方法，其特征在于在生產冷固球團的原料中添加強氧化劑，加工成球團，在至少400℃下引燃，使原料中的金屬鐵發生氧化反應而進行自助燃燒燒結，控制燒結溫度不超過鐵的熔點，所述強氧化劑為含氧的無機或有機氧化劑，并且該強氧化劑不含對煉鋼有害的成分，強氧化劑的用量占生產冷固球團原料質量的0.0002～5％。
生產冷固球團的原料已有非常成熟的技術，配方有很多種，如利用氧化鐵皮、煉鋼污泥、鋼渣粉等加上粘結劑生產冷固球團。本發明是在已有成熟技術生產冷固球團的基礎上，增加強氧化劑，在球團成型后，不用傳統工藝中的烘干設備，不用一切燃料(如煤、油、焦、氣、電等)，引燃后，能產生化學反應(金屬鐵的強氧化反應)，同時放出大量熱量，只要將該熱量保持住，就可使反應持續進行下去，從而達到含鐵球團的自助燃燒起來的目的。燒結后的球團硬度極高，不含水份，從根本上滿足了煉鋼生產的需要。本發明也是提供了冷固球團中水分的烘干方式。
在上述背景技術中已描述，原料只要根據用戶所要求的含金屬鐵量由不同的原料進行配伍即可，同時作為一種常識，原料選取時盡量利用廢料降低成本。
眾所周知，冷固球團的原料配方及生產過程，應不含及產生硫、磷等所有對煉鋼有害的元素，保證煉鋼質量。因此，所使用的強氧化劑應選擇不含對煉鋼有害的成分，可以選擇無機和有機氧化劑，常用的有氯酸鉀、硝酸鉀、高氯酸鉀、高氯酸銨、硝酸鋇、硝酸鍶、硝酸銀、過氧酸鈉、硝酸鈉、次氯酸鈉、過氧化苯甲酰等等。所述強氧化劑采用氯酸鉀、硝酸鉀、高氯酸鉀、高氯酸銨、硝酸鋇、硝酸鍶、硝酸銀、過氧酸鈉、硝酸鈉、次氯酸鈉或過氧化苯甲酰等等，可以采用其中的一種，也可以采用其中的兩種或兩種以上。
強氧化劑的用量，根據氧化劑的氧化能力確定，引起鐵的強氧化反應。
作為配合實施本發明自助燃燒的方法，可以采用圓柱形立式燃燒爐窯，它能自上而下的連續進出料，循環作業。整個窯體自上而下分為燃燒區、降溫區、成品及出料區。使用時，只要保證球團的連續進料，一次點燃后就長期燃燒。
由壓球機生產出的有一定含水量的冷固球團經輸送機直接送入已點燃的爐中，球團在爐窯的中上區進行自助燃燒，燃燒完成后，隨著出料口的出料，下沉到降溫區，降溫后當到達出料口時，溫度約在80℃左右，形成成品出爐。爐內的燃燒完全是球團的自助燃燒，它不需要加入任何燃料和能源(如煤、油、焦、氣、電等)，也不需要鼓風(其目的是防止散熱，保持化學反應時的熱量，保證自燃正常進行)等助燃措施。通過控制，可達到理想的燒結溫度(燒結溫度高時，可加入石灰石降溫，隨著出料可生產出煉鋼所需的生石灰)，使燒結后的球團既達到要求的強度，又不會熔化粘連。
球團在爐內燃燒時為藍色火焰，基本無煙，對環境的污染很小。
自助燃燒爐的體積根據產量需要而定，可大、可小，可高、可低，不受任何限制，爐窯底部可配合出料機實現自動出料。
本發明的優點
利用自助燃燒方法生產的冷固球團，除了具有冷固球團所具有的造渣、降溫等一切共有的性質外，還包括1、含水量近似為零，保證了煉鋼過程的質量，減少了廢鋼。
2、強度極高，不存在爐料的破損，避免了國內其他廠家的產品因強度低，破損率高，造成球團利用率低，生產成本增加，同時破損后形成的散狀鐵鱗易被除塵風帶走，不但增加消耗，也增加了除塵負荷，最終造成除塵污泥量增加等問題。
3、可采用低壓成型球團的方式，只要能成型即可，通過自助燃燒方法進行燒結，達到對強度的要求，克服了已有技術需高壓成型的缺陷。成型后的球團內部組織疏松，加入煉鋼爐后，能迅速熔化，其化渣的有效成分能盡快起到作用，真正做到早化渣、化好渣，從而有效的減少冶煉時間。
所以，應用自助燃燒方法進行生產的冷固球團，是一種真正能縮短冶煉時間，早化渣，化好渣的產品。是一項長期以來想要達到的低能耗、低污染、高產品品質、真正提高鋼廠經濟效益的新技術，在國內、外鋼鐵爐料生產中有極其重大的意義。
具體實施例方式
以下結合實施例說明，但不限制本發明。
實施例1氧化鐵皮(含金屬鐵65％)與粘結劑(水玻璃)和強氧化劑硝酸鉀混合均勻，其中水玻璃占氧化鐵皮質量的6％，硝酸鉀為氧化鐵皮質量的1％。在壓球機中成型球團形狀，按照本發明所述的方式在立式燃燒爐窯中自助燃燒，控制燒結溫度不超過1350℃(鐵的熔點)，得到含水量接近為零的冷固球團。
實施例2利用氧化鐵皮(含金屬鐵65％)和煉鋼污泥(含金屬鐵40％)配成含金屬鐵60％的混合原料，加水玻璃和氯酸鉀混合均勻，其中水玻璃占原料質量的6％，氯酸鉀占原料質量的0.002％，在壓球機中成型球團形狀，按照本發明所述的方式在立式燃燒爐窯中自助燃燒，控制燒結溫度不超過1350℃(鐵的熔點)，得到含水量接近為零的冷固球團。
實施例3利用氧化鐵皮(含金屬鐵65％)和煉鋼污泥(含金屬鐵40％)、鋼渣粉(含金屬鐵20％)配成含金屬鐵50％的混合原料，加水玻璃和硝酸鈉混合均勻，其中水玻璃占原料質量的8％，硝酸鈉占原料質量的3％，在壓球機中成型球團形狀，按照本發明所述的方式在立式燃燒爐窯中自助燃燒，控制燒結溫度不超過1350℃(鐵的熔點)，得到含水量接近為零的冷固球團。
實施例4利用氧化鐵皮(含金屬鐵65％)和煉鋼污泥(含金屬鐵40％)配成含金屬鐵60％的混合原料，加水玻璃和次氯酸鈉混合均勻，其中水玻璃占原料質量的4％，次氯酸鈉占原料質量的2％，在壓球機中成型球團形狀，按照本發明所述的方式在立式燃燒爐窯中自助燃燒，控制燒結溫度不超過1350℃(鐵的熔點)，得到含水量接近為零的冷固球團。
實施例5利用煉鋼污泥(含金屬鐵50％)與粘結劑(水玻璃)和強氧化劑高氯酸鉀混合均勻，其中水玻璃占原料質量的6％，高氯酸鉀為原料質量的0.09％。在壓球機中成型球團形狀，按照本發明所述的方式在立式燃燒爐窯中自助燃燒，控制燒結溫度不超過1350℃(鐵的熔點)，得到含水量接近為零的冷固球團。
實施例6利用煉鋼污泥(含金屬鐵50％)和鋼渣粉(含金屬鐵20％)配成含金屬鐵40％的混合原料，加水玻璃和過氧化苯甲酰混合均勻，其中水玻璃占原料質量的10％，過氧化苯甲酰占原料質量的0.0009％，在壓球機中成型球團形狀，按照本發明所述的方式在立式燃燒爐窯中自助燃燒，控制燒結溫度不超過1350℃(鐵的熔點)，得到含水量接近為零的冷固球團。
權利要求
1.一種自助燃燒生產煉鋼用冷固球團的方法，其特征在于在生產冷固球團的原料中添加強氧化劑，加工成球團，在至少400℃下引燃，使原料中的金屬鐵發生氧化反應而進行自助燃燒燒結，控制燒結溫度不超過鐵的熔點，所述強氧化劑為含氧的無機或有機氧化劑，并且該強氧化劑不含對煉鋼有害的成分，強氧化劑的用量占生產冷固球團原料質量的0.0002～5％。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述生產冷固球團的原料為氧化鐵皮、煉鋼污泥、鋼渣粉中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述強氧化劑采用氯酸鉀、硝酸鉀、高氯酸鉀、高氯酸銨、硝酸鋇、硝酸鍶、硝酸銀、過氧酸鈉、硝酸鈉、次氯酸鈉或過氧化苯甲酰中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述自助燃燒在圓柱形立式燃燒窯爐中進行。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于采用石灰石控制球團的燒結溫度。
6.一種權利要求1所述的自助燃燒生產煉鋼用冷固球團的方法得到的冷固球團。
全文摘要
本發明自助燃燒生產煉鋼用冷固球團的方法，是在已有成熟技術利用氧化鐵皮、煉鋼污泥、鋼渣粉等加上粘結劑生產冷固球團的基礎上，增加強氧化劑，在球團成型后，經過引燃，能產生化學反應，同時放出大量熱量，從而使含鐵球團自助燃燒，燃燒過程不使用任何燃料和傳統能源(如燒煤、油、焦、氣、電等等)，燒結后的球團硬度極高，不含水份，從根本上滿足了煉鋼生產的需要。強氧化劑為含氧的能使金屬鐵產生強氧化反應的無機或有機氧化劑，并且該強氧化劑不含對煉鋼有害的成分。本發明是一種真正能縮短冶煉時間，早化渣，化好渣的產品。是一項長期以來想要達到的低能耗、低污染、高產品品質、真正提高鋼廠經濟效益的新技術。
文檔編號C21C7/04GK101089204SQ200610044900
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月16日 優先權日2006年6月16日
發明者岳效群 申請人:岳效群