不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法 【技术领域】
本发明涉及一种用不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法。
背景技术
近年来，随着我国冶金工业的迅猛发展，出现的伴生资源也越来越多，如铁鳞、除尘灰等。这些资源如果不加以很好地利用，不仅会浪费大量的资源，还会对环境造成极大的污染。因此，研究如何利用这些资源作为炼铁原料就成了迫切需要解决的课题。现有不锈钢除尘灰的作为炼铁原料的利用方法是将不锈钢除尘灰进入烧结厂进行烧结，再作为炼钢的一种原料与其它原料如红土矿送往炼钢炉进行冶炼，但是由于不锈钢除尘灰中有大量的铬、镍等贵重元素，如果进入烧结不仅会损失掉这些宝贵的合金元素，而且还会使冶炼出的铁水含有较多的铬、镍，致使成分不合，影响后步工序的使用。此外，将除尘灰进入烧结还会增加工序费用，致使成本增加。据统计，不锈钢的80％成本来自原料，因此，降低原料成本就成为降低不锈钢成本的关键。红土矿由于含有较高的铁和一定数量的铬镍，是生产含铬镍铁水的主要原料。现有的红土矿作为炼铁原料的方法也是将红土矿进入烧结厂进行烧结，再作为炼钢的原料送往炼钢炉进行冶炼，冶炼成本高。
【发明内容】
为了克服现有不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法的上述不足，本发明提供一种成本低的不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法。
本方法是先将不锈除尘灰和红土矿混合成除尘灰红土矿混合料，然后再配入水泥，将其搅拌均匀，再配入水和一定量的聚乙烯醇，经皮带输送后送到对辊压球机中挤压成型。再经皮带输送进入到仓库进行养护。养护1～2天后即可入炉使用。
本用不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法的方法包括下述依次的步骤：
一配料
将不锈钢除尘灰、红土矿与水泥按下述质量份配比混合均匀成混合料：
红土矿10 不锈钢除尘灰8～12 水泥2.4～3.6
其中不锈钢除尘灰为镍不锈除尘灰，要求粒度最大为1mm，且小于0.5mm的占90％以上，红土矿为高镍红土矿，水泥为300#～450#。
二加水和有机粘结剂
将质量份为1.5～2.5的水与质量份为0.08～0.2的聚乙烯醇(要求化学纯)配好的胶水喷洒到混合料上，混合均匀。
三挤压成型
将加胶水的混合料输送到压球机，压成外形最大尺寸为30～45mm的团块。
四养护
将挤压成型的团块自然干燥养护，养护温度控制在10～35℃之间，通常养护时间定为24～72小时之间，测的强度为2420N/个球～2820N/个球，粉化率为22.46％～25.46％。
上述用不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法方法，其特征是：不锈钢除尘灰、红土矿、水泥、水与聚乙烯醇的最佳质量份配比为：
不锈钢除尘灰10 红土矿10 水泥3
水1.6 聚乙烯醇0.16
水泥为325#.
本不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法的各步骤的要求如下：
一配料
在压球前要将水泥按照一定的比例配入到不锈除尘灰和红土矿中，然后将其混匀，一般需要混到看不出水泥为止。如果混料不匀，一方面将导致球不易成型，另一方面会导致压球成分不均匀，从而导致压球强度差别较大，在随后的高炉或竖炉冶炼中出现粉末，影响料柱的透气性，不利于冶炼的顺利进行。
二加水和有机粘结剂
原料混匀后，将其送上输送皮带，在输送皮带上对上述的混合原料进行配水和有机粘结剂，为下一步的压球做准备。本方法使用的设备为自动喷淋系统，设在皮带附近，水和有机粘结剂通过该系统配入到已混匀的原料中。配水量直接影响成球性和生球的强度，配水不足，物料的粘结性很差，物料松散难以成型；水份太多，出现粘辊现象，无法成球。本方法使用的混合原料中，不锈除尘灰比较干燥，但是红土矿含有一定数量的水，因此，可根据原料配比及红土矿的水含量决定配水量，一般总水量占混合原料的量为10～15％。其中有机粘结剂聚乙烯醇主要是在压球的过程中起粘结的作用。如果不配有机粘结剂，则在压球过程中球不易成型；但是由于有机粘结剂在高温时将失去粘结作用，而无机材料水泥在较高的温度仍然能保持较好的粘结性，故在高温下主要是水泥起粘结的作用，水泥和有机粘结剂起到优势互补的作用。
三挤压成形
一般采用的设备为对辊压球机。该设备具有结构简单，生产效率高的优点，缺点是在生产过程中对球的挤压力较小，且在生产过程中如不加有机粘结剂不易成型。压球机的转速及两辊间地距离调整非常关键，在生产不锈钢除尘灰压球时压球机的转速通常调整在每分钟10转至15转，两辊之间配有弹簧，确保两辊之间的距离保持在5～15mm，这样做的目的有二：一方面可使冷固球形状规则，另一方面可保持一定的挤压力，使生球具有一定的强度。
四养护
竖炉冶炼时为保证料柱的透气性，对所用的球强度要求较高，一般需大于1500N/个球。但生球成型后强度并不高，因此需利用水泥的固化而使球团的强度得到明显的提高。由于在养护过程中主要是利用水与水泥中的组分发生反应，因此，养护的温度不能太低，通常控制在10～35℃之间，否则，将会降低球的强度。同时，由于反应在常温下进行，因此需保证有一定的养护时间，故养护时间也是一个重要的指标，通常养护时间定为24～72小时之间。
本用不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法，是用红土矿与不锈钢除尘灰生产冷固球团，充分利用不锈除尘灰粒度较小容易成球及红土矿含水分较多容易成球的特点，生产的冷固球可冶炼高铬镍铁水或不锈钢母液。同时采用本方法后压球可以满足炼铁原料的要求，减少了加热焙烧工序，既节约了冶炼不锈钢的生产成本，又不降低冶金性能，还消化了炼钢过程中产生的废弃资源，防止了环境污染。工艺简单，流程短，因此生产效率高，养护时间短的特点，又不降低冶金性能，还消化了炼钢过程中产生的废弃资源，同时大幅度降低了不锈钢的生产成本。完全符合竖炉或小高炉冶炼不锈钢原料的使用要求。
【具体实施方式】
下面结合实施例详细说明本用不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法的具体实施方式，但本用不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。
本实例提供的是利用不锈除尘灰和红土矿生产冷固球团的制造方法。通常要求冷固球经养护后低温强度大于1500N/个球，低温还原粉化率要求不高于30％。软熔开始温度应高于1100℃，熔化开始温度高于1350℃，滴落的温度低于1500℃。
实施例
本不锈钢除尘灰和红土矿作为炼铁原料的利用方法的实施例为下述依次的步骤：
一、配料
将不锈钢除尘灰、红土矿与水泥按下述质量份配比混合均匀成混合料：
不锈钢除尘灰10份 红土矿10份 水泥3份
不锈钢除尘灰为镍不锈除尘灰，要求粒度最大为1mm，且小于0.5mm的占90％以上，水泥标号为325#水泥。
将不锈除尘灰和红土矿拉到车间后加入水泥，将不锈除尘灰、红土矿和水泥混匀，直到在混和料中看不出有白色水泥为止。
二加水和有机粘结剂
将质量份为1.6的水与质量份0.16的聚乙烯醇配好的胶水喷洒到混合料上，混合均匀。
混好的物料送上皮带后，将配制好的胶水喷洒到物料上，然后物料通过皮带输送到对辊压球机中挤压成型。本实施例的输送机的输送量是100千克/分钟，每分钟喷洒胶水17.6千克。
三挤压成型
将加胶水的混合料输送到压球机，压成外形最大尺寸为40mm的团块。在生产不锈钢除尘灰和红土矿压球时压球机的转速调整在12转/分，成球率达到92％。
四养护
将挤压成型的团块自然干燥养护，养护温度控制在20-30℃，养护36小时之间，测的强度为2550N/个球， 粉化率为25.36％。
本实施例每份为10吨。
把制成的冷团块，配合其它原料配合冶炼成含铬镍生铁液，比除尘灰进入烧结厂进行烧结，再作为冶炼铁的原料冶炼成本低。