專利名稱：鋼渣的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理鋼渣和還可以是鐵載體例如電爐鋼渣、轉(zhuǎn)爐鋼渣、制鋼廠粉塵、軋屑或二次冶金殘渣。
前言提及的這類方法如在WO 99/14381描述過。在這個已知的方法中，鋼渣與鐵載體一道，特別是與礦粉一道經(jīng)鐵浴還原，以使用這種方式形成對環(huán)境無害的渣。為此，亦添加SiO2或Al2O3，調(diào)節(jié)渣的堿度，而且添加鐵載體，例如首先采用礦粉，對利用這種用常規(guī)方法難以處理和難以還原的原料是很有作用的，從而改善該方法的經(jīng)濟性。由于渣的熱導較小，熱容約為鐵的1.5-2倍，可達到的熱傳導或其后燃燒度對這類方法的經(jīng)濟性具有重要意義。無論如何為使鋼渣達到對環(huán)境無害的渣的處理需要考慮較高的能耗。
本發(fā)明的目的在于改進前言中所提及的方法，同時鋼渣經(jīng)處理還能獲得有價值的原料，它盡管能耗增高但確保該方法的經(jīng)濟性。為了達到這個目的，本發(fā)明方法的實質(zhì)在于，用鉻礦石或含鉻的和/或含鎳的粉塵將熔融鋼渣或鐵載體的堿度調(diào)節(jié)到1.2-1.6，而且浴溫保持在高于1600℃，特別是在1650℃-1800℃之間，并提供或組成含碳的Fe-浴，渣和生成的鐵鉻合金分開流出。通過采用鉻礦石或含鉻的和/或含鎳粉塵，確實在原則上存在渣中氧化鉻含量過高的危險，即用這種方式處理的鋼渣仍然面臨著對環(huán)境有害的嚴重問題。然而通過在1600℃以上的浴溫下處理，意外地使渣中最終鉻含量遠低于500ppm，同時這種鉻礦中的鉻幾乎定量地轉(zhuǎn)移到為還原而用的鐵浴中。通過生成碳化鉻，鐵浴中鉻的活度大大下降，為此應(yīng)提供或形成相應(yīng)的含碳鐵浴。鐵浴的碳含量應(yīng)在這種情況下照例保持在3％(重量)以上，以便保證實現(xiàn)預(yù)期的碳化鉻的生成，這樣還原后的氧化鉻絕不會出現(xiàn)重新渣化。提供的這種含碳鐵浴的最終鉻濃度可達60％(重量)的鉻，這樣可得到一種所謂鐵-鉻-碳化物形式的高質(zhì)的金屬塊，其中碳含量可達9％(重量)。雖然所要求的溫度水平高，金屬塊的高價值仍保證了這種操作方式的經(jīng)濟性，而且以這種方式形成的中間合金可用在高級合金鋼廠，它可彌補變?yōu)閷Νh(huán)境無害的渣所需的總能耗費用和生產(chǎn)費用。
本發(fā)明方法的實質(zhì)是溫度水平高于1600℃，這個溫度只能由相應(yīng)的后燃燒保證。其次，必須保證相應(yīng)快速傳質(zhì)。這種條件可通過下列有利的方式保持，即通過熱風導管將粒度小于4mm，優(yōu)選0.5-2mm的鉻礦石或含鉻的和/或含鎳的粉塵鼓入浴中。通過用相應(yīng)速度的射流鼓入這種粒度的鉻礦石可以形成高湍流，從而使該浴受到劇烈的攪動作用。由于該粒度給出的較大表面和各相之間，特別是氣相之間大的剪力使鉻礦石，熔渣和金屬熔體產(chǎn)生相應(yīng)的高傳能和傳質(zhì)。所要求的溫度水平可以簡單的方式，即采用溫度在1200℃-1600℃之間的熱風來保證。
為了保證相應(yīng)的后燃燒，宜將熱風的氧含量富集到25-40％(重量)的氧，而且渣通過繼續(xù)的還原過程的早期變硬，有利的是通過鋼渣與鉻礦石在同一個合適的混合容器中的混合實現(xiàn)。在這種混合容器中可調(diào)節(jié)相應(yīng)的堿度和混渣溫度，其中渣混合物的典型出爐溫度約為1750℃，流入后續(xù)還原設(shè)備中。渣在這種高的入口溫度下流入還原轉(zhuǎn)化爐甚至可不在熱空氣流中采取氧富集措施。
這種情況下，過程宜這樣進行，熔融鋼渣和鉻礦石在渣包中混合，特別宜采用石墨電極進行電加熱，使鐵浴的溫度升至1700℃以上，優(yōu)選1750℃以上，這時使鐵浴摻碳并頂吹熱風。為了減小初始還原速度，在這種情況下應(yīng)使鐵浴低摻碳或用熱風精煉，同時保證高的浴溫。從Fe-浴的初始C-含量例如為0.8-1.5％(重量)，而定量分離Cr所需的C-含量要在其后通過浴的摻碳調(diào)節(jié)。
為使被處理的渣達到特別高的對環(huán)境無害性，堿度宜調(diào)到1.4-1.55。
浴的相當可靠的混合可以特別簡單的方式達到，即帶有鉻礦石或含鉻的和/或含鎳的粉塵的熱風以500m/sec以上，特別是以700m/sec的射流速度向浴吹射。
作為本發(fā)明方法范圍內(nèi)的鋼渣優(yōu)選采用特種鋼鋼渣，亦可考慮采用LD渣、OBM渣、電爐鋼渣以及二次冶金渣作原料。鉻礦石可至少部分以高負載鉻和鎳的粉塵取代，在各種情況下都應(yīng)使磷的帶入最少。
總的說來，按照本發(fā)明的方法，浴中碳含量可達9％(重量)，其優(yōu)點在于，可基本排除鉻在渣中的再渣化，而且在1650℃的溫度下觀察到的渣中殘留氧化鉻含量在360ppm以下。
本發(fā)明將用下面的一個實施例子進一步闡明，鋼渣的成分如下
鉻礦石的成分如下
添加的鉻礦石量應(yīng)使其達到約1.5的目標堿度。鉻礦石通常呈酸性，這樣可通過添加鉻礦石調(diào)節(jié)相應(yīng)的堿度。
鉻礦石經(jīng)熱氣噴管頂吹熔融物，其間作為確定速度的步驟是查明礦石推進的速度。還原本身只進行粉秒而且僅決定于溶解動力學，即鉻礦石的粒度。所采用的鉻礦石粒度為0.5-2mm，其間為達到約1.5(CaO/SiO2)目標堿度，1重量份鋼渣用0.442重量份鉻礦石噴吹，所得混合渣由69.35％(重量)鋼渣和30.65％(重量)鉻礦石組成，其成分如下
這種混合渣連續(xù)送入含碳的鐵浴并還原，由此得到下列成分的渣。
1噸混合渣可得0.688噸的這種目標渣。同時形成一種高值金屬塊，其成分如下
這種鐵-鉻-碳化物其后可直接送到特種鋼廠作為中間合合使用。
為了保持所要求的渣處理溫度在1600℃以上，曾發(fā)現(xiàn)在熱風射流中添加煤粉和煤是有利的。能量衡算可以這種方式通過添加非常便宜的供熱煤，但亦可通過添加重油或天然氣從經(jīng)濟上加以改善。
權(quán)利要求
1．一種處理鋼渣或還可以是鐵載體如電爐渣、轉(zhuǎn)爐渣、鋼廠粉塵、軋屑或二次級冶金渣的方法，其特征在于，熔融鋼渣或鐵載體用鉻礦石或含鉻的和/或含鎳的粉塵將鋼渣堿度調(diào)到1.2-1.6，其間浴溫保持在1600℃以上，特別是1650℃-1800℃之間，并提供或形成含碳Fe-浴，渣和形成的鉻鐵合金分別從爐中流出。
2．權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該鉻礦石或含鉻的和/或含鎳的粉塵以粒度為4mm以下，優(yōu)選0.5-2mm經(jīng)熱風噴管頂吹該浴。
3．權(quán)利要求2的方法，其特征在于，采用的熱風溫度在1200°-1600°。
4．權(quán)利要求1,2或3的方法，其特征在于，熱風的氧含量富集到25-40％(重量)的氧。
5．權(quán)利要求1-4之一的方法，其特征在于，其堿度調(diào)節(jié)到1.4-1.55。
6．權(quán)利要求1-5之一的方法，其特征在于，帶有鉻礦或含鉻的和/或含鎳的粉塵的熱風以500m/sec以上，特別是700m/sec的速度噴向該浴。
7．權(quán)利要求1-6之一的方法，其特征在于，該Fe-浴的C-含量保持在3％(重量)以上。
8．權(quán)利要求1-7之一的方法，其特征在于，熔融鋼渣與鉻礦石在渣包中混合，特別是采用石墨電極電加熱使鐵浴溫度升至1700℃以上，優(yōu)選1750℃，由此進行鐵浴摻碳并頂吹熱風。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理鋼渣或還可以是鐵載體如電爐渣、轉(zhuǎn)爐渣、鋼廠粉塵、軋屑或二次冶金渣的方法,該法用鉻礦石或含鉻的和/或含鎳的粉塵將液態(tài)鋼渣或鐵載體的堿度調(diào)節(jié)到1.2—1.6,其間浴溫保持在1600℃以上,特別是1650℃—1800℃之間,而且提供或形成含碳Fe－浴。除了得到對環(huán)境無害的渣外,還可得到一種高值的鐵鉻合金,從而改進該方法的經(jīng)濟性。
文檔編號C21C5/00GK1302338SQ00800659
公開日2001年7月4日 申請日期2000年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月22日
發(fā)明者A·阿爾弗雷德 申請人:“霍爾德班克”財務(wù)格拉魯斯公司