[发明专利]一种铁矿复合球团及其生产方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种应用于炼钢生产过程中进行铁合金化的新型多功能合金材料及其生产方法。

背景技术：铁(Mn)是钢中不可缺少的元素，它是钢中主要合金元素之一。目前在炼钢(转钢或电炉)生产过程中进行铁合金化的材料主要是铁系铁合金。铁系铁合金是由铁矿经烧结然后由高炉或电炉冶炼而成的。用这种工艺生产铁系铁合金，在整个生产过程中对环境污染较大，能耗与生产成本较高。随着炼钢技术的发展，出现了采用铁矿直接在电炉或转炉炉内进行铁合金化的生产方法；但问题在于：在电炉内铁合金化增加了电炉炼钢的冶炼时间，且铁的回收率不稳定；在转炉炉内铁合金化必须先对转炉炼钢用铁水进行“三脱”预处理或采用“双联转炉”的少渣冶炼工艺，设备投资大，工艺流程长，推广应用困难，因此如何研制出新的铁合金材料是炼钢工程技术人员的新课题。

发明内容：本发明的目的在于提供一种既能适用于电炉炼钢又能适用于转炉炼钢且又不改变现有炼钢工艺、成本低康、铁回收率稳定、操作简便以及既能对钢水进行铁合金化又能精炼钢水等多功能的铁复合球团；为此，本发明还提供了一种制造铁复合球团的方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：将含铁原矿经精选后的铁精矿或铁烧结矿或富铁渣等原料与还原剂、纳米反应促进剂、酸碱与熔点调节剂及其添加剂研磨后充分均匀混合制成铁复合球团。为了获得如上所述的铁复合球团，本发明生产铁复合球团的方法包括下述几个步骤：将各种原材料，如精选铁原矿或铁烧结矿或富铁渣、还原剂、纳米反应促进剂、酸碱调节剂与熔点调节剂及其添加剂分别研磨成细粉，然后按一定比例混合均匀后机械成型为小球或其它形状，经烘干后包装待用。采用如上技术方案提供的铁复合球团用于炼钢工艺中的铁元素合金化，其主要优点表现在：铁复合球团以铁矿为原料，省去了铁系铁合金的生产环节，大大减轻了环境污染，降低生产成本20一30％，及降低能源消耗40％以上。同时该铁复合球团在对钢水进行铁合金化的同时还能对钢水进行精炼(如钢水脱氧、脱硫、去夹杂等)。就钢的铁元素合金化而言，用铁复合球团与用铁系铁合金相比，每吨钢降低成本8一10元左右。该铁复合球团所使用的所有原材料均研磨得很细，然后成型，既不会在使用过程中产生扬尘，又增加了反应面积，有利于提高冶金反应速度和保证铁从氧化物中完全被还原，从而稳定铁的回收率。为用于生产本发明所述的一种铁复合球团的生产工艺流程示意图，亦为本发明的说明书摘要附图具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。所述的铁复合球团主要由铁矿石、还原剂、纳米反应促进剂、酸碱与熔点调节剂、粘结剂、添加剂组成。其中铁矿为铁原矿(或选后铁精矿)或铁烧结矿或富铁渣；还原剂为焦炭、石墨、碳化硅、碳化钙、硅钙、硅铁、单质金属(如铭、钙等)；纳米反应促进剂为铭、碳、氧化铁等纳米粉；酸碱调节剂为石灰石、石灰、白云石、硅石；熔点调节剂为萤石、铭钒土、碱金属盐等；粘结剂为水玻璃、焦油、树脂等；添加剂为含铁金属合金料。按重量比，它们各自所占重量比范围为：铁矿为50一90％、还原剂5一15％、纳米反应促进剂为1一5％、酸碱调节剂为3一10％、熔点调节剂为2一5％、粘结剂为5一10％，添加剂为适量。将如上各种粗原材料先分别研磨成细粉(其粒度为80一200目)，然后将铁矿、还原剂、纳米反应促进剂、酸碱调节剂、熔点调节剂按如上重量比的粉量放置在一容器中，混合并充分搅拌均匀后，加入粘结剂继续搅拌直至均匀，然后成型为球团或其它形状，在烘烤炉中烘烤，温度控制在50一300℃，烘干后取出自然冷却，包装待用。用上述生产工艺制成的铁复合球团，应用时将铁复合球团在出钢过程中加入到钢包内，在钢水温度(＞1600℃)及钢水流的冲击搅拌使用下，铁复合球团迅速粉化、细化，并迅速熔化。在还原剂和纳米反应促进剂作用下，迅速将铁矿中的铁氧化物还原成金属铁和氧化物(如CO、从O3、Siq等)，这些氧化物与铁复合球团中的酸碱调节剂结合形成稳定的混合物而上浮到钢水表面的渣层，而金属铁直接进入钢水中对钢水进行铁合金化。与此同时，由于铁复合球团中的还原剂，还可以对钢水进行深脱氧与脱硫，又因复合球团中配置的渣和铁矿还原生成的渣形成的复合渣具有极好的吸收钢液中夹杂物的作用。如在60t电炉上应用时，铁的回收率稳定在90％以上，脱硫率达30一40％，钢水中夹杂物减少20一30％，吨钢成本降低10一12元。除上述实施例外，其他实施例为：

实施例1(为重量百分比)铁矿石：70％还原剂：7％纳米反应促进剂：3％酸碱调节剂：4％熔点调节剂：5％粘合剂：8％添加剂：适量其生产方法与说明书中所述相同，在此不再鳌述。