D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2002.03.051 第24卷第3期 北京科技大学学报 Vol.24 No.3 2002年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2002 转炉污泥生产炼钢用氧化球团的试验 王习东” 董元篪)彭绍峰2》王福明) 李文超) 1)北京科技大学冶金学院理化系，北京1000832)华东治金学院冶金系，马鞍山243002 摘要以转炉污泥为原料，配入有机和无机复合结合剂，采用压制成型和低温焙烧的方法研 制了高性能转炉污泥球团，并探索了影响球团强度的各种因素，试验发现球团强度随着焙烧温 度的升高，球团强度增加，当温度达到大约873K时强度达到极值；当温度超过873K时，随着 有机结合剂及结晶水的挥发，球团强度又明显下降：当温度超过1300K时，固相扩散增加，并出 现液相烧结，因而球团强度显著增加.对影响球团强度的因素进行了模式识别分析，找到了目 标优化区，确定了适宜的球团生产工艺条件. 关键词转炉；污泥：球团：复合结合；综合利用 分类号TF702 转炉炼钢污泥的主要成分为氧化铁及氧化 析.(2)配料.以转炉污泥为基本原料，配加不同 钙，这些都是有益的金属原料及造渣用熔剂.但 含量的有机结合剂和无机结合剂等.(3)混料.使 是由于转炉炼钢污泥粒度细小、含水量高及不 各种物料充分混合.(4)压球.以5MPa的的压 易与其他物料混合，使其作为高炉冶炼的烧结 力把混合料压制成型.（⑤）干燥.生球在空气中自 矿原料非常困难.目前，各大钢厂的转炉污泥大 然干燥24h.(6)烧结.考虑到转炉炼钢用氧化球 量堆积，不仅浪费了资源，而且造成环境污染 团对球团强度要求较低，为降低生产及设备成 转炉炼钢污泥球团代替炼钢用氧化铁皮或 本，试验采用低温烧结的方法.(7)性能检测.检 澳矿将是转炉污泥最合理的，可以大量利用.本 测球团的强度及成分变化等 文以马鞍山钢铁公司第三钢铁厂的转炉污泥为 由于生球在烧结前需具有一定的强度以保 原料，利用有机和无机复合结合机理，采用压制 证厂内运输的需要，适当加人有机结合剂可提 成型和低温焙烧的方法研制了高性能转炉污泥 高生球的室温强度.膨润土是球团的常用的无 球团，探索了影响污泥球团强度的各种因素. 机结合剂，但是，膨润土中SO2含量很高，在炼 钢生产中将明显增加炉渣及造渣剂用量.用生 1试验原料及步骤 石灰部分代替膨润土不仅减少SO,等脉石成分 试验用转炉污泥组成的质量分数TFe为 的加入，而且生石灰本身是炼钢生产中必不可 58.42%,Fe0为52.04%，Ca0为13.06%，Si02为 少的造渣剂 3.06%,Mg0为1.99%，C为2.65%，其他为% 2试验结果 1.97%. 试验用无机结合剂分别为生石灰(B1)和膨 用各原料组成的试样压球后在不同温度下 润土(B2):有机结合剂为作者研制的A1与A2 进行焙烧，并检测其耐压强度，试验结果如图 复合结合剂，A1与A2分别为聚丙烯酰胺和羧 14所示.对部分试样进行了2m落下试验，结 甲基纤维素配加适量的增粘剂、增强剂、快干剂 果如表1所示.从表1可以看出，转炉污泥球团 和分散剂复合而成.转炉污泥制备铁矿球团的 的落下强度与其耐压强度基本吻合. 的试验步骤如下：(1)分析.对试验用转炉污泥及 由图14和表1可以看出，温度对球团强 无机结合剂等进行化学成分（包括含水量）分 度的影响规律非常清楚，随着焙烧温度的升高， 收稿日期2001-1204王习东男，40岁，副教授 球团强度升高，当温度大约为873K时达到最 *国家自然科学基金资助课题N0.50174026)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 转炉污 王 习 东 ” 生产炼钢用 氧化球 团的试验 董元旎 ” 彭绍峰 ， 王福 明 ” 李文超 ‘ ’ 北京科技大学冶金学院理化系 ， 北京 华东冶金学院冶金系 ， 马鞍山 摘 要 以转炉 污泥为原料 ， 配人有机和无机复合结合剂 ， 采用 压制成型 和低温焙烧 的方法研 制 了高性能转炉 污 泥球团 ，并探索了影 响球团强度 的各种 因素 试验发现球 团强度 随着焙烧温 度的升高 ， 球团强度增加 ， 当温度达到大约 时强度达到极值 当温度超 过 时 ， 随着 有机结合剂及结晶水的挥发 ， 球团强度又 明显下 降 当温度超过 时 ， 固相扩散增加 ， 并 出 现液相烧结 ， 因而球团强度显著增加 对影 响球 团强度 的因素进行 了模式识别分析 ， 找到了 目 标优化 区 ， 确定 了适 宜 的球 团生 产工艺条件 关键词 转炉 污 泥 球 团 复合结合 综合利用 分 类号 转炉 炼钢污 泥 的主要成分为氧化铁及氧化 钙 ，这些都是有益 的金 属 原料及造渣用 熔剂 但 是 由于 转炉炼钢污 泥粒度 细小 、 含水量 高及 不 易与其他物料混合 ， 使其作为高炉冶炼 的烧结 矿原料非常困难 目前 ， 各大钢厂 的转炉 污泥大 量堆积 ， 不 仅浪费 了 资源 ， 而且造成环境污 染 转炉炼钢污 泥球 团代替炼钢用 氧化铁皮或 澳矿将是转炉污泥最合理 的 ， 可 以大量利用 本 文 以 马鞍 山钢铁公司第三钢铁厂 的转炉 污泥为 原料 ， 利用有 机和无机复合结合机理 ， 采用压制 成型 和低温焙烧 的方法研制 了高性能转炉 污泥 球 团 ，探索 了影 响污 泥球 团 强度 的各种 因素 试验原料及步骤 试验用 转 炉 污 泥组 成 的质 量 分数 为 ， 为 ， 为 ， 为 ， 为 ， 为 ， 其他 为 试验用 无机结合剂 分别 为生石灰 和膨 润 土 有机结合剂 为作者研制 的 与 复合结合剂 ， 与 分别为聚丙烯酞胺 和 梭 甲基纤维素配加适量 的增粘剂 、 增强剂 、 快干剂 和 分散剂复合而 成 转炉 污 泥制备铁矿球 团 的 的试验步骤如下 分析 对试验用 转炉污 泥及 无机结合剂等进行化学成分 包括含水量 分 收稿 日期 一 刁 王 习 东 男 ， 岁 ， 副教授 国家 自然 科学基金资助课题困 析 配料 以 转炉 污 泥 为基本原料 ， 配 加不 同 含量 的有机结合剂和无机结合剂等 混料 使 各种物料充分混合 压球 以 的的压 力把混合料压制成型 干燥 生球在空气 中 自 然干燥 烧结 考虑 到转炉炼钢用 氧化球 团对球 团强 度要求较低 ， 为降低 生产及设备成 本 ， 试验采用低 温烧结 的方法 性 能检测 检 测球 团 的强 度及成分变化等 由于生球在烧结前需具有一定 的强度 以保 证厂 内运 输 的需要 ， 适 当加人有机结合剂可 提 高生 球 的室 温强度 膨润 土是球 团 的常用 的无 机结合剂 ， 但是 ， 膨润 土 中 含量很高 ， 在 炼 钢生 产 中将 明显增加炉 渣及造渣 剂用 量 用 生 石灰部分代替膨润 土不仅减少 等脉石成分 的加人 ， 而且生 石灰本身是炼钢生 产 中必不 可 少 的造渣 剂 试验结果 用 各原料组 成 的试样 压球后 在不 同温度下 进行焙烧 ， 并检测 其耐压强 度 ， 试验结果 如 图 礴 所示 对部分试样进行 了 落下 试验 ， 结 果如表 所示 从表 可 以 看 出 ， 转炉 污泥球 团 的落下 强 度与其耐压强 度基本 吻合 由图 碎 和 表 可 以 看 出 ， 温度对球 团 强 度 的影 响规律非常清楚 ， 随着焙烧温度 的升高 ， 球 团 强度 升高 ， 当温度 大约 为 时达 到最 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．03．051