阅读说明：本技术 一种从氧化铁直接制备薄带钢的方法 (Method for directly preparing thin strip steel from iron oxide ) 是由 李森蓉 熊忠林 李雄 熊钢 熊祥成 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种从氧化铁直接制备薄带钢的方法,按以下步骤进行：将铁含量大于71.5％的超级铁精矿粉/氧化铁粉和有机粘结剂按配比称量在混料机中混合30-60min制粒,再依次经初轧制并卷取、经还原并多次轧制卷取,最终依次进行二次烧结、光亮热处理及精整并卷取,制得薄带钢。本发明整个生产过程没有炼铁、炼钢、热轧钢、酸洗、碱洗等生产过程,众所周知,炼铁、炼钢等过程都要达到高温1600℃左右才能进行,且炼铁、炼钢、轧钢、酸洗、碱洗污染十分严重。而本方法采用H<Sub>2</Sub>和/或CO气体还原,温度最高1200℃左右,实现三废超低或0排放,体现出本方法较传统钢铁冶金及钢铁粉末轧制工艺更简短、更环保、更节能。(The invention relates to a method for directly preparing thin strip steel from iron oxide, which comprises the following steps: weighing super iron concentrate powder/iron oxide powder with iron content more than 71.5% and organic binder according to proportion, mixing in a mixer for 30-60min, granulating, sequentially carrying out primary rolling and coiling, reducing and rolling for multiple times and coiling, and finally sequentially carrying out secondary sintering, bright heat treatment, finishing and coiling to obtain the thin strip steel. The whole production process of the invention has no production processes of iron making, steel making, hot rolling, acid washing, alkali washing and the like, as is known, the processes of iron making, steel making and the like can be carried out only when the temperature reaches about 1600 ℃, and the pollution of iron making, steel rolling, acid washing and alkali washing is very serious. And the method adopts H 2 And/or CO gas reduction at the maximum temperature of about 1200 ℃, and the ultralow or 0-emission of three wastes is realized, which reflects that the method is more traditionalThe ferrous metallurgy and the rolling process of the ferrous powder are shorter, more environment-friendly and more energy-saving.)

一种从氧化铁直接制备薄带钢的方法

技术领域

本发明涉及一种从氧化铁直接制备薄带钢的方法。

背景技术

国内外现状和发展概况：随着我国工业2025的发展需要，各产业生产设备的不断改进以及汽车、高铁、通讯、机电工程、自动化设备、建筑工程等领域产业的快速发展，给钢铁等行业带来了广阔的市场，我国钢铁产能已超过8亿吨，带钢产能也达钢铁产能50％以上。

在钢铁企业的传统带钢生产中中，必须有几个关键工序：烧结--焦化--高炉炼铁--转炉炼钢--连铸-加热--开坯热轧--连轧--酸洗--轧制-碱洗-热处理--卷取--。烧结--焦化--高炉--转炉炼钢----酸洗--碱洗工序是钢铁行业污染(废气，粉尘，废水)最严重的工序。根治这些污染(废气，粉尘，废水)是世界各国钢铁企业面临的重大而紧迫的任务。

目前热轧板厚度极限为0.8mm，有企业争取热轧0.6mm板，大多采用冷轧生产0.6mm以下的薄带钢。

探索新的炼铁--炼钢--轧钢工艺和装备，是当前各国钢铁企业研究的重点

虽然，钢铁粉末轧制法，也可以生产薄带钢，但是，采用的原料是金属粉末，不是氧化铁粉末。钢铁粉末通常釆用两种生产方法：一种是雾化法，一种是还原法。

雾化法：是将氧化铁粉经烧结--焦化--高炉--转炉炼钢---水/气雾化毛粉--脱水--干燥—H2中还原--粉碎--筛分--等工序制成金属粉末，或用废钢电炉熔化--精炼--水/气雾化毛粉--脱水--干燥—H₂中还原--粉碎--筛分--等工序制成金属粉末。

还原法:是将氧化铁粉经装罐--隧道窑一次还原--粗破碎--细破碎--筛分(除尘)--H₂中二次精还原--破碎--筛分等工序制成金属粉末。

显而易见，无论是雾化法和还原法，工序都很冗长，制粉过程有污柒。

本发明不用烧结--焦化--高炉炼铁--转炉炼钢----酸洗--碱洗等传统钢铁工艺和装备，也不需制成金属粉末。采用从氧化铁直接制备薄带钢的方法，形成一套以高纯超级铁精粉/氧化铁粉和H₂为主要原材料，将高纯超级铁精粉/氧化铁粉和有机粘结剂--混合制粒--初轧制--卷取--H₂还原--多次轧制--卷取—光亮热处理--精整--制取带钢。由于没有烧结--焦化--高炉炼铁--转炉炼钢----酸洗--碱洗及制粉等工序，可以大量减少粉尘和废气、废水，实现三废的超低或0排放。是一种非常环保的高效的超短流程制造薄带钢工艺。

发明内容

本发明的目的为了克服上述传统带钢生产中的烧结--焦化--高炉炼铁--转炉炼钢--连铸-加热—粗热轧--连轧--酸洗--轧制-碱洗的工序中，存在的制备工艺过程复杂、能耗多、成本高、作业环境恶劣的缺点，而提供一种从氧化铁直接制备薄带钢的方法，本发明从氧化铁直接制备薄带钢的方法是一种原创性的技术。本发明采用超级铁精粉/氧化铁粉和有机粘结剂--混合制粒--初轧制--卷取--H₂还原--多次轧制--卷取—光亮热处理--精整--制取薄带钢，其带钢密度达7.74g/cm³，厚度<0.5mm。

本发明的技术方案为：

一种从氧化铁直接制备薄带钢的方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤1、原料制备:将铁含量大于71.5％的超级铁精矿粉/氧化铁粉和有机粘结剂原料按配比称量在混料机中混合30-60min制粒，其中以铁含量大于71.5％的超级铁精矿粉/氧化铁粉加入量为100％计，有机粘结剂加入量为超级铁精矿粉/氧化铁粉的0.5-1％；

步骤2、初轧制并卷取:将混好的原料在粉末立式轧机中按常规方法进行粉末轧制或温轧，料坯厚度控制在2-5.0mm并卷取，温轧温度为110-150℃；

步骤3、将料坯置于罩式炉中进行还原，制备超低C薄带钢罩式炉中介质采用分解氨75％H₂+25％N₂或H₂气，制备含C薄带钢罩式炉中介质采用40％H₂+35％CO+25％N₂，还原温度为950-1200℃，还原时间为1-3小时；

步骤4、还原后的料坯在卧式轧机中进行1-N次轧制，料坯厚度控制在0.2mm-0.5mm并卷取，并对厚度和密度进行检测，密度控制在7.6g/cm³以上，N为大于2的自然数；

步骤5、将经过步骤4的料坯在罩式炉中依次进行二次烧结及光亮热处理，罩式炉中介质为：30％H₂+70％N₂，二次烧结温度为1100-1150℃，时间为1-2小时，光亮热处理温度为750--850℃，时间为1-2小时后随炉冷却至常温；

步骤6、将冷却至常温料坯在卧式轧机中按常规方法进行精整并卷取，制得薄带钢。

所述超级铁精矿粉的目数不小于150。

所述原料混合粒径小于2mm。

所述有机粘结剂为纤维素。

本发明解决了:

1.传统带钢生产中，烧结--焦化--高炉炼铁--转炉炼钢----酸洗--碱洗等工序冗长；

2.传统带钢生产中，需要热轧—冷轧系统工艺设备才能生产0.5mm以下的带钢；

3.传统带钢生产中产生大量粉尘和废气、废水对环境的严重污柒的难题,实现带钢生产中三废的超低或0排放；

4.传统带钢生产全程工艺设备投资高，生产成本高，导致产品价格也高；

5.传统带钢生产中，高炉炼铁--转炉炼钢等过程都要高温达到1600℃左右才能进行，进而设备维修量大，而本发明方法工序简短，最高温度为1200℃,显然需要的设备少设备维修量小，全流程容易实行自动化操作；

6.发明是一种非常环保的高效的超短流程制造薄带钢工艺。

本发明的创新点:

1.利用高纯铁含量大于71.5％目数不小于150目超级铁精矿粉/氧化铁粉和有机粘结剂混合制粒后有良好的轧制成形性能；

2.高纯铁含量大于71.5％的目数不小于150目超级铁精矿粉/氧化铁粉经75％H₂+25％N₂或H₂气，或50％H₂+25％CO+25％N₂还原成新生态的海绵状高纯Fe带坯，新生态的海绵状高纯Fe带坯具有优良可压缩性，首先轧制时容易提高带坯密度；

3.工序简短，不需热轧系统工艺设备，采用多次轧制成致密化薄带，实现薄钢带的生产；

4.可方便地生产0.5mm以下的高纯Fe超低C带和含C钢薄钢带；

5.克服烧结--焦化--高炉炼铁--转炉炼钢----酸洗--碱洗等工序冗长，并产生大量粉尘和废气、废水对环境的严重污柒的难题，实现带钢生产中三废的超低或0排放；

6.工序简短，工艺最高温度为1200℃，显然需要设备少，全流程容易实行自动化操作，而传统带钢生产中，高炉炼铁--转炉炼钢等过程都要高温达到1600℃左右才能进行；

7.相对传统带钢生产流程投资省，生产成本低，可为企业大幅提高经济效益。

本发明整个生产过程没有烧结--焦化--高炉炼铁--转炉炼钢----酸洗--碱洗等生产过程，众所周知，高炉炼铁--转炉炼钢等过程都要高温达到1600℃左右才能进行，且污染十分严重。而本发明方法采用H₂和/或CO还原，温度最高1200℃左右，体现出本发明方法较传统钢铁冶金工艺短，更环保，更节能。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

应用实例:

实例一:超低C薄带钢制备，如图1所示:

步骤1、原料制备:将含量99.8％高纯Fe₂O₃粉加入量100g、有机粘结剂纤维素1.0g，原料按配比称量在混料机中混合60min并制粒，粒径为1.5mm颗粒增加流动性；

步骤2、初轧制并卷取:将1.5mm颗粒的原料在粉末立式轧机中进行按常规方法进行轧制，带坯厚度控制在4.6-5.0mm，并卷取；初轧制薄带坯密度为5.3g/cm³；

步骤3、将带坯置于罩式炉中进行初还原，罩式炉中介质为H₂气，初还原温度为950℃，还原时间为3小时；

步骤4、还原后的带坯在卧式轧机中进行四次轧制，带坯厚度控制在0.35-0.41mm并卷取，四次轧制密度为均值7.73g/cm³；

步骤5、将经过步骤4的带坯在罩式炉中依次进行二次烧结及光亮热处理，罩式炉中介质为：30％H₂+70％N₂,二次烧结温度为1100℃，时间为1.5小时，光亮热处理温度为850℃，时间为1.5小时后随炉冷却至常温；

步骤6、将冷却至常温料坯在卧式轧机中按常规方法进行精整并卷取，制得薄带钢。

超低C高纯铁薄带钢检测结果:

主要成份Fe99.93％C0.002％S0.002％P0.001％；密度为均值7.74g/cm³厚度0.35-0.41mm。

实例二.含C薄带钢制备，如图1所示：

步骤1、原料制备:将Fe含量72.1％的目数200目超级铁精矿粉加入量100g、有机粘结剂纤维素0.8g，原料按配比称量在混料机中混合40min并制粒，粒径1.5mm颗粒增加流动性；

步骤2、初轧制并卷取:将1.5mm颗粒的原料在粉末立式轧机中按温度110℃进行温压轧制，带坯厚度控制在3.2-3.5mm，并卷取；初轧制薄带坯密度为5.9g/cm³；

步骤3、将带坯置于在罩式炉中进行初还原，罩式炉中介质为40％H₂+35％CO+25％N₂，初还原温度为1100℃，还原时间为2.0小时；

步骤4、还原后的带坯在卧式轧机中进行四次轧制，带厚度控制在0.32-0.38mm并卷取，四次轧制密度为7.74g/cm³；

步骤5、将经过步骤4的带坯在罩式炉中依次进行光亮热处理，介质为：30％H₂+70％N₂,二次烧结温度为1130℃，时间为2.0小时，光亮热处理温度为750℃，时间为1小时后随炉冷却至常温；

步骤6、将冷却至常温料坯在卧式轧机中按常规方法进行精整并卷取，制得薄带钢。

含C薄钢带检测结果:主要成份Fe98.93％C0.22％S0.004％P0.003％；密度为7.74g/cm³厚度0.32-0.38mm。

实例三.含C薄带钢制备，如图1所示：

步骤1、原料制备:将Fe含量71.5％的目数150目超级铁精矿粉加入量100g、有机粘结剂纤维素0.5g，原料按配比称量在混料机中混合30min并制粒，粒径1.5mm颗粒增加流动性；

步骤2、初轧制并卷取:将1.5mm颗粒的原料在粉末立式轧机中进行按温度150℃进行温压轧制，带坯厚度控制在2.0-2.3mm并卷取；初轧制薄带坯密度为6.3g/cm³；

步骤3、将带坯置于在罩式炉中进行初还原，罩式炉中介质为40％H₂+35％CO+25％N₂，初还原温度为1200℃，还原时间为1小时；

步骤4、还原后的带坯在卧式轧机中进行三次轧制，带厚度控制在0.20-0.28mm并卷取，三次轧制密度为7.76g/cm³；

步骤5、将经过步骤4的带坯在罩式炉中依次进行光亮热处理，介质为：30％H₂+70％N₂,二次烧结温度为1150℃，时间为1.0小时，光亮热处理温度为780℃，时间为2小时后随炉冷却至常温；

步骤6、将冷却至常温料坯在卧式轧机中按常规方法进行精整并卷取，制得薄带钢。

含C薄钢带检测结果:主要成份Fe98.73％C0.25％S0.0032％P0.002％；密度为7.76g/cm³厚度0.20-0.28mm。