專利名稱：：轉(zhuǎn)爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明公開了將冶金過程產(chǎn)生的含鐵返回料或含鐵廢料，應(yīng)用于煉鋼過程的一種方法，該方法采用熔融還原原理，回收含鐵返回料、含鐵廢料中的金屬鐵，并直接轉(zhuǎn)化為純凈鋼水。屬于鋼鐵冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
。(二)
背景技術(shù)：
：鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展必須重視冶金資源的循環(huán)利用。冶金生產(chǎn)過程同時(shí)產(chǎn)生了各種含鐵返回料、含鐵廢料，根據(jù)傳統(tǒng)做法大多采用外排或返回到原料堆場(chǎng)利用。含鐵返回料、含鐵廢料等外排當(dāng)然是含鐵資源的巨大浪費(fèi)；而返回到原料堆場(chǎng)再循環(huán)不僅不利于鐵前工序指標(biāo)的改善，同時(shí)增加了過程成本和消耗。因此有效利用冶金工廠生產(chǎn)過程產(chǎn)生的含鐵返回料或含鐵廢料具有重要意義。煉鋼過程為控制過程溫度和冶煉造渣的要求，需要向爐內(nèi)加一定量的冷卻劑或調(diào)渣料。煉鋼傳統(tǒng)操作過程一般采用鐵礦石、氧化鐵皮、轉(zhuǎn)爐污泥球、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、污泥球等，用于過程調(diào)節(jié)熔池溫度和改善過程熔潭的流動(dòng)性，加入量約3-12kg。轉(zhuǎn)爐煉鋼過程為氧化反應(yīng)，氧源主要為氧氣，冶煉初期硅錳與氧具有較旨的親和力，為鐵氧化物的還原創(chuàng)造了良好的條件。冶金生產(chǎn)過程產(chǎn)生的含鐵返回料、含鐵廢料等含有一定量的鐵氧化物和堿性氧化物，不僅可提供煉鋼過程必要的氧源，利于煉鋼過程造渣；鐵氧化物在反應(yīng)同時(shí)被還原，可實(shí)現(xiàn)冶煉過程鐵氧化物的熔融還原直接轉(zhuǎn)化為鋼水，從而可降低煉鋼過程鋼鐵料消耗。(三)發(fā)明技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明之目的在于提供轉(zhuǎn)爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，采用此方法可將含鐵返回料或含鐵廢料中的金屬鐵直接轉(zhuǎn)化為純凈鋼水。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明依據(jù)了下述的技術(shù)方案。該方法在煉鋼過程中加入含鐵返回料或含鐵廢料，其加入量控制在30-130kg/T鋼，熔融還原時(shí)間控制在8-12分鐘。如上所述含鐵返回料或含鐵廢料化學(xué)組成的重量百分比鐵氧化物35-67%,公知的堿性氧化物0-30%,公知的酸性氧化物0-20%，粒度要求0_50mm。如上所述含鐵返回料或含鐵廢料是指燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼、軋鋼過程生產(chǎn)的返回料或鐵廢料。含鐵廢料或含鐵返回料可以按小批量、多批次或一次性方式加入。本發(fā)明的優(yōu)越之處在于1、可利用含你返回料、含鐵廢料等的還原補(bǔ)充部分金屬料；2、含鐵返回料、含鐵廢料等較低的殘余元素含量可實(shí)現(xiàn)潔凈鋼水生產(chǎn)，將含鐵返回料、含鐵廢料應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼過程，不造成過程噴濺、不產(chǎn)生回磷現(xiàn)象，并可有效降低游離CaO含量；3、含鐵返回料、含鐵廢料等中堿性氧化物利于初斯期化渣；4、有效利用含鐵返回料、含鐵廢料等可實(shí)現(xiàn)冶金工廠含鐵資源的循環(huán)回收和再利用；5、對(duì)降低煉鋼過程生產(chǎn)成本具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用的在煉鋼過程中加入含鐵返回料、含鐵廢料新工藝包括還原工藝控制和煉鋼工藝控制。在還原工藝中加入含鐵返回料、含鐵廢料，其加入量控制在30-130kg/T鋼，熔融還原時(shí)間控制在8-12分鐘。所述含鐵返回料、含鐵廢料化學(xué)組成的重量百分比鐵氧化物35-67%，堿性氧化物0-30%，酸性氧化物0-20%，粒度要求0-50mm。所述含鐵返回料、含鐵廢料是指燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼、軋鋼過程生產(chǎn)的返回料或鐵廢料。在煉鋼工藝中含鐵廢料，含鐵返回料可以按小批量、多批次或一次性方式加入。熔融還原基本原理氧化反應(yīng)Si+02二Si02(放熱)Mn+1/202=M0(放熱)C+1/202=C0(放熱)直接還原反應(yīng)2FeO(s)+Si=Si02+Fe(吸熱)FeO(s)+Mn=MO+Fe(吸熱)FeO(s)+C二C0(g)+Fe(吸熱)熔融還原反應(yīng)2FeO+Si=Si02+Fe(吸熱)FeO+Mn=MO+Fe(吸熱)FeO+C=C0(g)+Fe(吸熱)由上述可知轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中采用熔融還原原理回收含鐵返回料或含鐵廢中的金屬鐵，利用冶煉初期硅錳與氧具較強(qiáng)的親和力，為鐵氧化物的還原創(chuàng)造了良好的條件。利用冶煉過程的動(dòng)力學(xué)條件，增加反應(yīng)過程速度和實(shí)現(xiàn)過程控制。以在120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行含鐵返回料或含鐵廢料用于轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下-方案①在鐵水包中加入。方案②分次加入，即第一批料加入總量的1/2-2/3，剩余在供氧過程按小批量分8-IO次加入。方案③在裝鐵前加入1/2-2/3，剩余根據(jù)轉(zhuǎn)爐吹煉情況和爐內(nèi)反應(yīng)情況按小批量、10-15批次的方式加入。方案④采用廢鋼斗單獨(dú)加入。試驗(yàn)結(jié)果表明加入含鐵返回料或含鐵廢料，降低鋼鐵料消耗和脫磷的效果顯著。如圖1所示，隨加入量的增加，鋼水鋼鐵料消耗呈下降趨勢(shì)。如圖1所示，隨加入量的增加，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水含磷量有較為明顯的線性關(guān)系。對(duì)比兩種燒結(jié)礦加入方式過程加入方式轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)磷含量?jī)?yōu)于兌鐵前加入方式。其原因是為轉(zhuǎn)爐吹煉過程提供了足夠的Fe0和改善了轉(zhuǎn)爐過程化渣。在試驗(yàn)過程中，未出現(xiàn)因含鐵返回料、含鐵廢的加入造成轉(zhuǎn)爐噴濺的情況釆用多批次、小批量的中入方式，不會(huì)對(duì)操作生產(chǎn)不利影響。加入量對(duì)轉(zhuǎn)爐熱量的影響概算含鐵返回料或含鐵廢料與廢鋼的冷卻效應(yīng)之比為2.6/1，即轉(zhuǎn)爐每加入噸燒結(jié)礦需要減少2.6噸廢鋼來(lái)平衡熱量。1kg鐵水熱收入計(jì)算如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>1kg廢鋼由25QC升高至出鋼溫度為1650°C時(shí)的冷卻效應(yīng)是1428。89KJ/kg);轉(zhuǎn)爐加入lkg含鐵返回料或含鐵廢料吸收熱3H5。n(KJ/kg);計(jì)算得到平衡1kg含鐵返回料或含鐵廢吸熱所需鐵水量為l.73kg。權(quán)利要求1、轉(zhuǎn)爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，其特征在于在煉鋼過程中加入含鐵返回料或含鐵廢料，含鐵返回料或含鐵廢料熔融還原時(shí)間控制在8-12分鐘；其加入量為30-130kg/T鋼。2、如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，其特征在于所述含鐵返回料或含鐵廢料化學(xué)組成的重量百分比鐵氧化物35-67%，公知堿性氧化物0-30%，公知酸性氧化物0-20%，粒度要求0-50mm。3、如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，其特征在于所述含鐵返回料或含鐵廢料是指燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼、軋鋼過程生產(chǎn)的返回料或鐵廢料。4、如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，其特征在于含鐵廢料或含鐵返回料可以按小批量、多批次或一次性方式加入。全文摘要本發(fā)明公開了轉(zhuǎn)爐煉鋼過程采用含鐵廢料熔融還原新方法，該方法在煉鋼過程中加入含鐵返回料、含鐵廢料，其加入量控制在30-130kg/T鋼，熔融還原時(shí)間控制在8-12分鐘。本發(fā)明的優(yōu)越之處在于可利用含鐵返回料、含鐵廢料等的還原補(bǔ)充部分金屬料；可實(shí)現(xiàn)潔凈鋼水生產(chǎn)，將含鐵返回料、含鐵廢料應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼過程，不造成過程噴濺、不產(chǎn)生回磷現(xiàn)象；利于初斯期化渣；可實(shí)現(xiàn)冶金工廠含鐵資源的循環(huán)回收和再利用；對(duì)降低煉鋼過程生產(chǎn)成本具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。文檔編號(hào)C21C5/28GK101429583SQ20081023138公開日2009年5月13日申請(qǐng)日期2008年12月15日優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日發(fā)明者孫玉強(qiáng),李子林,李新林,李明儒,段貴生,毛盡華,沈唯祥申請(qǐng)人:安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司