[发明专利]中碳准贝氏体钢以及利用富铁有色冶金渣制备其的方法

说明书

本发明公开了一种中碳准贝氏体钢以及利用富铁有色冶金渣制备其的方法。利用富铁有色冶金渣制备中碳准贝氏体钢的方法包括：以富铁有色冶金渣为原料，还原熔炼，得到铁水；根据所述铁水成分，向铁水中添加合金辅料，脱气造渣，得到钢水；采用连铸法铸坯，通过控轧控冷工艺，制备得到中碳准贝氏体钢。本发明通过将有色冶金渣固废利用与钢铁行业联动，形成了从富铁有色冶金渣到中碳准贝氏体钢产品的工艺路线，切实提高了冶金渣的利用率，促进了冶金渣的资源化和无害化大宗处置；充分发挥了冶金渣中合金元素的价值，丰富了钢铁生产原料种类，降低了生产成本，提高了产品附加值；具有节能环保、绿色生产的优点。

技术领域

本发明涉及冶金渣处理技术领域，特别是涉及一种中碳准贝氏体钢以及利用富铁有色冶金渣制备其的方法。

背景技术

我国钢铁生产主要以长流程为主，绝大多数的钢材是由铁矿石炼制，但目前铁矿石贫矿多富矿少且开采要求高、技术难度大，平均开采品味仅10％～30％，经济性差，因此导致铁矿石对外依存度较高，兼之铁矿石的不可再生性，寻求铁矿石的替代资源势必成为促进钢铁行业健康发展的必经之路。

有色冶金渣是有色金属矿物在冶炼过程中产生的废渣，目前有色冶金行业规模巨大，冶金渣年产生量大、种类多，主要有铜渣、赤泥、镍渣、电解锰渣、铅锌渣等。有色冶金渣根据矿石品味和生产工艺的不同，其排放量不同。比如每生产一吨铜可排放约2.2吨铜渣，每生产一吨氧化铝可产生约0.6～2.5吨的赤泥，电炉镍铁渣与对应产出的镍铁合金质量比约可达14:1，电解锰渣的产生量则约为7～11吨/吨锰，而每生产一吨铅/锌可产生约0.7～0.9吨的铅锌渣。大量有色冶金渣长期采用露天堆存的处理方法，一方面消耗大量土地资源，增加企业成本；另一方面在长期风化淋溶的作用下，渣中的重金属离子和有毒元素会渗入地下水、江河、土壤中，直接对生态环境造成严重破坏，危害周围人和动植物的健康。冶金渣的减量化、无害化、资源化利用，是整个有色金属行业的共性难题，也是困扰行业绿色发展的核心问题。因此，有色冶金渣的大宗利用迫在眉睫。

当前消纳有色冶金渣的方式，主要有提取有价金属和生产水泥混凝土类建筑原材料。对于利用有色渣生产建筑材料而言，我国有部分行业已形成系列规范并可实现工业应用，如JC/T 2503-2018给出的“用于水泥和混凝土中的镍铁渣粉”，其他冶金渣胶凝材料的应用开发也在如火如荼地开展中。相较而言，对有色渣所提取金属的开发并不充分。虽然中国专利CN106086428B给出一种利用有色渣生产铁合金的方法，其需经造球后进行1500℃～1700℃的还原熔分处理，但其工艺复杂、能耗高。中国申请CN109207718A提出了利用镍渣制备不锈钢原料烧结矿的方法，但其原料采用赤铁矿粉、磁铁精矿粉、镍渣(占比为20％左右)、石灰石、白云石、返矿、焦粉、玉米芯粒块等，存在原材料复杂、有色渣利用率低的问题。

发明内容

基于上述问题，如何提供一种有效的，能够将有色冶金渣所提取的富铁金属应用于钢铁生产中，可大宗消纳有色渣的同时还能为炼钢提供原料，有利于丰富炼钢原料种类、弥补自采铁矿石的不足的处理方法，成为本发明一研究方向。基于此，根据本发明的一实施方式，其一个目的在于提供一种利用富铁有色冶金渣制备中碳准贝氏体钢的方法，以解决当前富铁有色冶金渣提铁炼钢时存在的原料种类繁多、工艺复杂、能耗偏高、有色冶金渣利用率低等问题。其另一目的在于提供一种中碳准贝氏体钢。

上述目的可以通过以下技术方案的实施方式实现：

根据本发明的一个方面，本发明提供的一种利用富铁有色冶金渣制备中碳准贝氏体钢的方法，包括：

以富铁有色冶金渣为原料，还原熔炼，得到铁水；

根据得到的铁水的成分，向铁水中添加合金辅料，脱气造渣，得到成分合格的钢水；

将钢水采用连铸法铸坯，通过控轧控冷工艺，得到中碳准贝氏体钢。

可选地，在脱气造渣的步骤之后，还包括：采用炉外精炼，调整钢液成分，得到成分合格的钢水。