发明内容

本发明提供了一种复合型脱氧改质球团的制备及使用方法，目的在于

为此，本发明采用如下技术方案：

一种复合型脱氧改质球团的制备及使用方法，包括以下步骤：

1）球团制备：

A球团：原料为白云石粉、钢渣粉、工艺粉焦、有机粘结剂和无机粘结剂，成球组分按质量份比例为白云石粉30～40份：钢渣粉20～30份：工艺粉焦20～30份：X型有机粘结剂1.5～2份：Y型无机粘结剂15～20份：水3份，采用冷压球工艺生产；A球团的作用为：还原终渣中的氧化铁、氧化锰，降低渣的氧化性并改变物相，提高熔化温度，并协同降温提高渣的黏度，减少出钢口下渣量并为随后溅渣护炉合炉衬耐材寿命提升奠定基础。另外，降低钢液氧含量，为提高铁合金收得率、降低合金消耗提高钢质创造条件。

B球团：原料选择白云石粉、石灰石粉、工艺粉焦、有机粘结剂和无机粘结剂，成球组分按质量份比例为白云石粉30～40份：石灰石粉20～30份：工艺粉焦20～30份：X型有机粘结剂1.5～2份：Y型无机粘结剂15～20份：水3份，采用采用冷压球工艺生产；B球团的作用为：还原渣中氧化铁、氧化锰，回收金属，降低合金消耗，同时促进炉渣发泡保温与埋弧稳弧，提高升温效率，加强还原气氛，降低电力和石墨电极消耗。

各物料的作用：

白云石粉：来自于熔剂厂白云石入窑前的筛分工序，粒度0㎜～5㎜，难以直接加入转炉，因而难以利用，经常堆存或填埋处理（仅在炼镁企业有应用），在功能球团内作为渣中MgO、CaO含量调节剂（在转炉使用时的化学增黏）、冷却剂（分解反应吸热，在转炉用时发挥物理提黏作用）、压球配重（提高球密度，以便沉入渣中，提高碳素利用率）。

钢渣粉：来自于企业冶金渣场选铁后的钢渣尾渣，可以是0㎜～5㎜的筛下粉，也可以是钢渣微粉，属于碱度在3附近的高碱度物料，在转炉加入没有副作用。对于不缺少砂石的西北地区，钢渣尾渣因替代物众多，用户少，难以利用。钢渣粉作为炉内钢渣冷却剂以及球团的配重，其特殊性能更便于成球和提高球的强度。

石灰石粉：来自于熔剂厂石灰石入窑前的筛分工序，粒度0㎜～5㎜，难以直接加入转炉，在功能球团内作为渣中CaO含量调节剂、冷却剂（分解反应吸热，在转炉用时发挥物理提黏作用）、压球配重（提高球密度，以便沉入渣中，提高碳素利用率）。

工艺粉焦：来源于焦化厂干熄焦工序，也称干熄焦除尘灰，粒度100目以下粒度占比60%，该物料在烧结或高炉喷煤过程虽有应用，但因其细粉特点，存在使透气性变差和粘仓壁等一系列问题，每年都有剩余。在功能球团内作为还原剂（脱氧剂），发泡剂，其还原反应降低渣中氧化铁、氧化锰的含量，在转炉使用时有对炉渣进行化学增黏作用。

X型有机粘结剂和Y型无机粘结剂：两种易得材料，两者配合在确保球团强度的情况下降低成本。

水：使基础物料、粘结剂能充分接触的媒介物，使有机粘结剂和无机粘结剂能发挥粘结作用的促进剂。

球团制备的详细步骤如下：

（1）物料准备：各基础物料由堆放地装载机装车至带蓬汽车后，卸料至压球产线的原料地仓中，由各地仓下部的电振给料至单独配置的水平称量皮带，称取一个搅拌批次的量后由汇总皮带输送并给料至混合机。两种粘结剂置于汇总皮带一侧的小型储存仓中，电振给料至其下的称量料斗称重，然后用短皮带输送至汇总皮带，随后给料至混合机。

（2）物料混匀：采用轮碾式混合机，压辊转动不小于50圈，以保证基础料、水与粘结剂充分混合与润湿。因工艺粉焦自带水，配料前检测水分，并根据水分含量和工艺粉焦配比，在搅拌过程补加水，确保物料充分润湿。

（3）混合料醒闷：混合后的物料出料至皮带机并输送至大型锥度料仓（醒闷仓）。备多各搅拌批次的混合料与料仓中，料仓的容积需保证每个批次的物料能够醒闷120分钟以上，促使物料进一步润湿，为提高球的强度创造条件。

（4）球团压制：醒闷后的混合料由其下部的电振给料至传送皮带，然后给对辊式压球机供料。成球通过压球机底部篦条式斜筛板入出球皮带，碎、粉料通过筛下返料皮带运输至汇总皮带，如此周而复始。

2)成球输送

为减少球团携带粉、碎料比例，采用如下特殊的成球输送工艺：

（1）成球输堆：由5段～6段多级式出球输送带头尾相接输送成品球，最终通过仰角式出球输送带堆成圆锥球堆，随后的球以圆锥为坡滚落以减少破碎。随着出球过程的进行上扬式输送带向一侧稍作移动，最终球堆为内外多层圆环山梁紧挨式。这样尽量减少了翻倒，减少了粉料量。

（2）干球供应：球堆的球团按照先产先用的原则取用，用装载机装至带布幔的车辆拉运至炼钢单位的转炉辅料地仓或精炼辅料地仓，开启除尘后进行倾倒。球团进入地仓后通过地仓底部电振给料至辅材上料输送皮带输送至辅料布料平台，由布料小车布料至转炉或精炼炉上方的高位料仓中备用。对于精炼站，由于每炉加入量小，也可将球团装10kg小袋，备料于精炼工位一侧的料斗中。

3）物料加入：

（1）转炉加入球团A的方式：高仓中的球团电振给料至称量料仓，称量后打开插板阀进入汇总料仓，打开汇总料仓插板阀，球团即可通过烟道上的溜管进入炉内；球团在测温取样后转炉摇炉竖直时加入，吨钢用量3kg～6kg；加入后向后摇炉70度并将控制器切换于炉后，在炉后控制器小房摇炉出钢时速度宜减慢为平时的50%，以防炉渣起泡大量涌出炉口；

以上加入方式利用了高处落体的冲击作用，能弥补球的密度小于渣密度的问题，使得球在落下的数秒时间内出于渣面以下，然后大部分时间其大部分体积北渣浸泡，同时高处加入更易于散开于大部分渣面，这样球的还原金属、降低氧化性、降温增黏的效果得以充分体现，能以较高的炉渣黏度减少出钢口下渣量并为随后溅渣护炉奠定基础。加入量控制在吨钢3kg～5kg可以避免显著降低熔池温度，保证出钢顺畅。较小的加入量，控制器切换的停顿时间以及缓慢摇炉能保证球团与炉渣充分反应和留出消泡时间，确保脱氧改质效果，同时可防止出钢过程有泡沫渣涌出炉口。

（2）精炼炉加入球团B的方式：高仓中的球团电振给料至称量料仓，称量后打开插板阀进入多段输料皮带，最终经带插板的末端料仓加入钢包；精炼站吨钢用量1kg～2kg，在精炼的前、中期少量多次（3次以上）加入，每次10kg；此球加入后，石灰等辅料用量逐渐减少。

精炼炉加入球团B，由于进站定渣氧化性较高，在精炼的中前期通过有一定落实的料仓少量多次加入，可最大程度保证冶金效果：通过碳与氧化铁以及氧化锰反应进行金属还原、促使顶渣氧化性减弱、发泡时间尽可能延长，从而在精炼的大部分时间内保证炉渣较低的氧化性、较厚的厚度与较好的保温埋弧稳弧效果，为氧势的降低、升温效率的提升创造条件，从而促进脱硫、提高金属收得、减少电极消耗和电耗。由于精炼期间至少取样3次，而球团有微弱的增碳效应，在前中期少量多次加入球团，有利于提前发现成分问题，及时处置。另外，采用少量多次的加入方式，可以避免顶渣发泡过于集中，避免大量溢渣。

本发明多功能物料作用原理

（1）降低钢渣与钢液氧化性原理

在转炉或精炼使用时，球内碳素在炉渣的高温下还原渣中氧化铁和氧化锰，反应为FeO+C=Fe+CO，Fe₂O₃+3C=2Fe+3CO以及MnO+C=Mn+CO，都属于吸热反应；由于渣中携氧体Fe_XO_YMnO型氧化物是与钢液中的溶解氧相平衡的，减少渣中Fe_XO_Y和MnO有利于钢液中溶解氧的降低。

（2）炉渣发泡原理

碳氧反应FeO+C=Fe+CO或Fe₂O₃+3C=2Fe+3CO产生CO气体，气体被炉渣包覆形成气泡；石灰石或白云石中的碳酸盐分解反应CaCO₃=CaO+CO₂或MgCO₃=MgO+CO₂产生CO₂气体，气体被炉渣包覆形成气泡。炉渣发泡增厚并提高阻热效果，利于埋弧、减少电极氧化和金属熔池的保温防氧化。

（3）增强渣黏度原理

以上碳氧反应或碳酸盐分解反应都是吸热反应，通过降低炉渣温度的方式增强炉渣黏度，属于物理增黏；碳酸盐中含有的MgO和CaO本身是高熔点相，他们与渣中其它诸如SiO₂和Al₂O₃等氧化物也能形成高熔点相，属于化学增黏。

（4）利用钙镁碳酸盐增强密度原理

工艺粉焦压实密度仅1000kg/m³，单独加入时碳素利用率低。 0㎜～5㎜石灰石和白云石的压实密度在2000kg/m³，钢尾渣的密度在2500kg/m³，以上物料配合压球后平均密度可以达到2000kg/m³左右，加入后大部分被渣淹没，加上加料时的惯性作用，碳素利用率增加。

本发明的有益效果在于：

1.本发明采用白云石粉、石灰石粉、钢渣粉、粉煤灰等低价、难处理和易得的粉料按照冶金原理以设定的比例进行制造，便于制备球团，成本较低，提高资源利用率，盘活资源，降低企业费用负担。

2.本发明采用物料准备、物料混匀、混合料醒闷、对辊压球等工序的特殊压球工艺，5段～6段出球输送带头尾相接输球、预成圆锥球堆为缓冲坡以及多层圆环山梁式的出球模式。以上模式有利于提高球的强度、减少粘结剂用量，并尽量减少粉料量，降低综合成本。

3.本发明转炉采用出钢前料仓加入模式，保证球团与炉渣有充分反应时间，保证安全的同时确保钢渣改质效果；精炼采用前中期少量多次加入模式，能确保钢液出站成分达标，在发挥球团的促进发泡、埋弧、降低电耗、降低电极消耗和还原金属的作用的同时，避免集中使用造成的溢渣和物料浪费。

4.本发明利用廉价的难使用的物料，以较少的投入，可靠的理论支持，易于实现的压球加工模式和加料模式，在转炉实现了钢渣改质、回收金属、提高渣黏度、节约耐材与合金的冶金目的；在精炼炉实现了回收金属节约合金、促进发泡、提高升温效率、节约电耗与电极消耗的作用。总体上投资少，见效快。

5.本发明设计的两种球团，分别在转炉与精炼炉两个工艺环节加入，其加入方式充分考虑了球团中物料的特性与各环节工艺特点，能最大限度发挥球团的冶金功能。