一种采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂及工艺制造技术

本发明专利技术属于金属磨料技术领域，尤其涉及一种采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂及工艺，所述改良剂的主要化学成分的质量百分比为：Al2O

【技术实现步骤摘要】
一种采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂及工艺


[0001]本专利技术属于金属磨料
，尤其涉及一种采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂及工艺。

技术介绍

[0002]现有技术：
[0003]钢渣为炼钢过程中排出的熔渣，数量为钢产量的15～20％。炼钢生产过程中，由于钢液与熔渣之间互不相融，因此钢液与熔渣之间可以很好的分离，所分离出来的熔渣即为钢渣。随着钢铁行业的发展，钢渣数量也在随之增加，我国每年产生的钢渣达到近亿吨，对钢渣的固废资源化率约为50～60％，其中主要利用方式为回填或修路，由于钢渣的化学成分和硅酸盐水泥熟料相似，常用作水泥的混合材及混凝土掺合料使用，钢渣中通常存在的游离CaO和MgO导致钢渣作为胶凝材料的稳定性较差，不能直接作为混合材直接掺入水泥或混凝土中，在建材行业的利用率仅约为10％。此外钢渣中还含有约30％ Tfe，一般磁选工艺对其回收率仅约为33％，其余残留在余渣中，造成铁资源的浪费，并且钢渣中的铁还会影响钢渣的胶凝活性。钢渣目前为低附加值的利用模式，钢渣的利用没有达到资源高效回收利用的目的。
[0004]考虑钢渣排渣过程中为熔融状态，温度高达1500～1600℃，向熔渣中添加含硅铝质及还原性的调节材料来降低游离CaO稳定钢渣品质并回收铁资源。重构过程中生成的还原铁与余渣为互不相融的两相，在渣与铁分离之后，分离出来的余渣可作为混合材直接掺入水泥或混凝土中得到充分利用。由于渣量较大，分离后的钢水为余渣量的1/3～1/4，若直接运回转炉作为炼钢原料，运送频率较高加大排产难度对原工序的生产影响较大，若将铁水直接冷置处理会导致热量的大量浪费。重构还原铁的高效利用是急需解决的一项难题。
[0005]随着我国工业的发展，每年消耗数百万吨铸钢丸用于装备制造业中钢材及铸造件表面的清理与强化，其中30％铸钢丸来源于进口，我国生产的铸钢丸远不能满足市场的需求。目前很多企业采用废钢来生产铸钢丸，但由于我国废钢资源较少且价格较高，导致跟多企业生产的铸钢丸成本较高，因此相关生产企业对低成本的铸钢丸的需求日趋强烈。
[0006]我国每年产生大量的工业固体废弃物，其中包括粉煤灰、煤矸石、石棉尾矿、铁尾矿、锰渣、弃土、钒渣、镁渣、毒重石、重晶石、铝灰、菱镁矿等。如处置不及时，这些固废会占用大量土地、造成环境污染影响人体健康。将上述工业固废按照一定比例配制成调节剂和改良剂来对钢渣进行改性以及对重构还原铁的改良，来实现工业固废之间的协同利用。
[0007]解决上述技术问题的难度和意义：
[0008]因此，基于这些问题，提供一种能够解决熔融钢渣重构还原铁的资源回收与高效利用，提升熔融渣余热利用率，降低铸钢丸生产成本并实现多种工业固体废物之间协同利用的采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂及工艺具有重要的实用价值。

技术实现思路

[0009]本申请目的在于为解决现有技术中技术问题而提供一种能够解决熔融钢渣重构还原铁的资源回收与高效利用，提升熔融渣余热利用率，降低铸钢丸生产成本并实现多种工业固体废物之间协同利用的采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂及工艺。
[0010]本申请实施例为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
[0011]一种采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂，所述改良剂的主要化学成分的质量百分比为：Al2O310～50％、CaO 10～50％、Cr 5～10％、Mn 0.2～5.5％、Mg 0.1～7％。
[0012]本申请实施例还可以采用以下技术方案：
[0013]在上述采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂中，进一步的，所述改良剂包括质量百分比为31～65％的铝灰、2～11％的镁渣、3～7％的锰渣、6～13％的铬渣、10～47％的生石灰、0～2％的菱镁矿中的一种或几种。
[0014]在上述采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂中，进一步的，所述改良剂水分≤1.1％、粒度≤2mm。
[0015]一种采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的工艺，所述采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的工艺包括如下步骤：
[0016]步骤一：投加调节剂：接取钢厂转炉中熔融态钢渣转运至调节炉中，按照调节炉中熔融钢渣质量的10～30％加入调节剂，将钢渣中的铁氧化物还原出来，且对铁水调节铁水中其他元素成分，进行初次改善，调节炉内温度保持≥1550℃，并保持40min以上，熔融钢渣中的铁完成还原反应；
[0017]步骤二：铁渣分离：从调节炉底部放出铁水，余渣进行冷却粒化处理，铁水继续转运至改良炉；
[0018]步骤三：投加所述的改良剂：按照改良炉中铁水质量的1～10％加入改良剂，保持温度≥1600℃，保持铁水改良时间在30min以上；
[0019]步骤四：造粒：对改良后的铁水进行造粒制备铸钢丸。
[0020]调节剂与转炉中的熔融钢渣在电炉中发成反应对熔融钢渣进行调质，钢渣中的铁氧化物被还原成单质铁，由于铁的密度大于余渣的密度，铁与余渣实现分层，排出铁水实现铁水与余渣分离，对分离的铁水进行降碳、脱磷脱硫处理后进行造粒筛选处理。本专利技术生成的余渣无安定性风险，并可作为原料掺入水泥，实现废物的资源化利用。
[0021]本专利技术利用固废作为调节剂与改良剂的原料来进行处置钢渣，将改良后的铁水作为原料生产铸钢丸，实现了“物尽其用”。又可解决钢渣热闷处理工艺存在的铁氧化物资源浪费，余渣建材化应用安全风险大、使用受限问题。
[0022]本专利技术解决熔融钢渣重构还原铁的资源化利用问题。利用熔融钢渣所含热量，通过加入调节剂，将熔融钢渣中含铁氧化物还原成铁水及余渣，并将铁水与余渣分离，在铁水中加入改良剂对铁进行脱碳及去害处理后，再经造粒、烘干、筛选后得到铸钢丸。
[0023]利用固废重构熔融钢渣制备的铸钢丸的硬度可达到HRC40～52，满足GBT18838.4
‑
2008标准，可用于抛喷丸清理、强化、成形等。
[0024]在上述采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的工艺中，进一步的，所述步骤四之后有以下步骤：
[0025]步骤五：筛分：根据造粒后铸钢丸的粒径进行筛分，大颗粒的铸钢丸需要破碎成钢
砂使用；
[0026]步骤六：热处理：对铸钢丸进行淬火与回火处理，将铸钢丸在750～1000℃加热，保温30～60min后，在水中冷却进行淬火处理；将淬火后的铸钢丸在150～650℃加热，保温30～60min进行回火处理。
[0027]在上述采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的工艺中，进一步的，所述步骤一中的调节剂的主要化学成分的质量百分比为：SiO
2 5～50％、CaO 10～30％、Al2O
3 7～60％、C 6～15％、Ba 0～2％、Mg 0.1～2％、V 0～0.5％。
[0028]在上述采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的工艺中，进一步的，所述调质剂水分≤1.3％、粒度≤2mm。
[0029]在上述采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的工艺中，进一步的，所述调质剂包括质量百分比为3～27％的粉煤灰、4～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂，其特征在于：所述改良剂的主要化学成分的质量百分比为：Al2O
3 10～50％、CaO 10～50％、Cr 5～10％、Mn 0.2～5.5％、Mg 0.1～7％。2.根据权利要求1所述的采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂，其特征在于：所述改良剂包括质量百分比为31～65％的铝灰、2～11％的镁渣、3～7％的锰渣、6～13％的铬渣、10～47％的生石灰、0～2％的菱镁矿中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的改良剂，其特征在于：所述改良剂水分≤1.1％、粒度≤2mm。4.一种采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的工艺，其特征在于：所述采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的工艺包括如下步骤：步骤一：投加调节剂：接取钢厂转炉中熔融态钢渣转运至调节炉中，按照调节炉中熔融钢渣质量的10～30％加入调节剂，将钢渣中的铁氧化物还原出来，且对铁水调节铁水中其他元素成分，进行初次改善，调节炉内温度保持≥1550℃，并保持40min以上，熔融钢渣中的铁完成还原反应；步骤二：铁渣分离：从调节炉底部放出铁水，余渣进行冷却粒化处理，铁水继续转运至改良炉；步骤三：投加权利要求1所述的改良剂：按照改良炉中铁水质量的1～10％加入改良剂，保持温度≥1600℃，保持铁水改良时间在30min以上；步骤四：造粒：对改良后的铁水进行造粒制备铸钢丸。5.根据权利要求4所述的采用重构熔融钢渣制备铸钢丸的工艺，其特征在于：所述步骤四之后有以下步骤：步骤五：筛分：根据造粒后铸钢丸的粒径进行筛分，大颗粒的铸钢丸需要破碎成钢砂使用；步骤六：热处理：对铸钢丸进行淬火与回火处理，将铸钢丸在750～1000℃加热，保温30～60min后，在水中冷却进行淬火处理；将淬火后的铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅帅，王秀龙，聂文海，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：