專利名稱：一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金渣處理領(lǐng)域，特別是涉及一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝。
背景技術(shù)：
鋼渣是一種工業(yè)固體廢棄物，是煉鋼過程中排出的廢渣，依爐型可分為轉(zhuǎn)爐渣、平爐渣、電爐渣。排出量約為粗鋼產(chǎn)量的15 20%。全球的科學家們早在二十世紀初期就已經(jīng)開始研究鋼渣的回收利用，但由于它的成分波動較大，遲遲未能得到實際應(yīng)用。七十年代初，美國率先把每年排放的1700萬噸鋼渣全部利用起來。目前為止，在德意志聯(lián)邦共和國，鋼渣絕大部分已得到利用。英國、法國的鋼渣利用率為60%左右，日本的鋼渣利用率為50% 左右，而中國僅僅為21%左右?？梢婁撛馁Y源化利用仍然是一個巨大的難題。在鋼鐵冶煉過程中，熔融鋼渣隨著鋼渣處理工藝(滾筒、悶罐等)變成了固態(tài)的鋼渣顆粒，鋼渣的主要化學成分有Ca0、Si02、Fe203、Fe、FeO、MgO, A1203、f. CaO、及少量的S、P和微量元素。f. CaO (游離氧化鈣)是影響鋼渣穩(wěn)定性的重要因素，嚴重制約了鋼渣的利用；由于冶煉時渣鐵分離的不徹底，固態(tài)鋼渣顆粒中經(jīng)常出現(xiàn)渣包裹鐵、鐵包裹渣的現(xiàn)象，除非磨成粉，否則很難通過磁選工藝高效的選出鋼渣顆粒中的鐵；同時，這些鋼渣處理工藝需要大量的純凈水將熔融鋼渣降溫至常溫，需要浪費大量的水資源且鋼渣的熱能無法有效利用，能源浪費嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明第一方面提供一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝，包括如下步驟(I)在熔融鋼渣中投入改性料，所述改性料的組分包括焦炭和SiO2，所述焦炭、SiO2和熔融鋼渣的質(zhì)量比為焦炭=SiO2 :熔融鋼渣=0. 08 O. 12 :0. 10 O. 12 :1，將混合后的熔融鋼渣的溫度升至1500 1700°C ；(2)待所述改性料與所述熔融鋼渣充分反應(yīng)后(所述充分反應(yīng)為熔渣頂面沸騰趨于平靜，無上下翻騰)，使鐵水與熔融渣分離，然后排出鐵水。(鐵水由于密度大，沉于底部，可通過底部的開口獲得鐵水)優(yōu)選的，所述熔融鋼渣為鋼鐵廠冶煉過程中在線得到(在生產(chǎn)線上直接得到)的熔融鋼渣，所述熔融鋼渣的種類為轉(zhuǎn)爐鋼渣或電爐鋼渣。優(yōu)選的，在所述步驟I中，可以邊升溫邊投入改性料。優(yōu)選的，所述SiO2選自玻璃和黃砂中的一種或兩種的混合物。優(yōu)選的，所述玻璃為廢玻璃，所述玻璃指的是廢棄的、或者回收的碎玻璃。所述廢玻璃、黃砂、焦炭，均是市場可直接購得的物品。廢玻璃、黃砂等主要成分是二氧化硅，價格較低，易于利用。焦炭是冶煉用的還原劑、本工藝加入的焦炭質(zhì)量上并無要求，無需整粒。
優(yōu)選的，所述廢玻璃和焦炭在投料前先進行破碎，粒徑小于20mm，這樣廢玻璃、黃砂單摻、混摻等同使用時，利于分散均化。優(yōu)選的，所述焦炭為焦炭屑粉末，可進一步降低成本。優(yōu)選的，步驟I中投入改性料時，所述熔融鋼渣的溫度為1100 1300°C。本發(fā)明第二方面提供所述熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝所制備的鋼渣作為微晶玻璃的粒料在直接生產(chǎn)微晶玻璃中的應(yīng)用。本發(fā)明涉及一種利用熔融態(tài)鋼渣的改性處理。在熔融態(tài)鋼渣中添加合適的材料，利用熔融鋼渣的余熱，使鐵水與熔融渣分離，然后排出鐵水，通過對鋼渣的組份改性重構(gòu)，還原出鋼渣中的鐵資源，并完全消除鋼渣中的f. CaO，形成鋼渣改性料。該改性料可以作為微晶玻璃原料的粒料供微晶玻璃廠生產(chǎn)微晶玻璃。微晶玻璃(CRYSTOE and NEOPARIES)又稱微晶玉石或陶瓷玻璃，是一種新型材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑裝飾、光學儀器、電子等行業(yè)，它的學名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我們常見的玻璃看起來大不相同。它具有玻璃和陶瓷的雙重特性，普通玻璃內(nèi)部的原子排列 是沒有規(guī)則的，這也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一樣，由晶體組成，也就是說，它的原子排列是有規(guī)律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強。微晶玻璃的原材料礦棉的市場價約在2000元/噸左右，將價值極低的鋼渣變成鐵和微晶玻璃原料，大大提高了鋼渣的附加值，為國內(nèi)的鋼鐵廠找到新的利潤增長點。本發(fā)明有效利用熔融態(tài)鋼渣的余熱，節(jié)約能源，避免能源的浪費。并將資源充分回收利用，回收了鋼渣中的鐵資源，同時改性料也能作為微晶玻璃的原料加以利用。還從鋼渣中選出鐵資源和改性成微晶玻璃粒料，是資源的高附加值利用，能大大的提高鋼鐵廠的生產(chǎn)利潤。同時，在線處理熔融鋼渣，有效利用了熔融鋼渣的熱量，避免了能源的浪費，解決鋼渣的利用問題，提高鋼渣的附加值。本發(fā)明在工藝上較為簡單。是一種資源改性再生的短流程工藝，不需要增添新的設(shè)備?？芍苯釉诰€進行生產(chǎn)，是對現(xiàn)有鋼鐵冶煉工藝的補充。僅需要增加輔助生產(chǎn)工藝。
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。須知，下列實施例中未具體注明的工藝設(shè)備或裝置均采用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)設(shè)備或裝置；所有壓力值和范圍都是指絕對壓力。此外應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另有說明；還應(yīng)理解，本發(fā)明中提到的一個或多個設(shè)備/裝置之間的組合連接關(guān)系并不排斥在所述組合設(shè)備/裝置前后還可以存在其他設(shè)備/裝置或在這些明確提到的兩個設(shè)備/裝置之間還可以插入其他設(shè)備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容的情況下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
如整個說明書中所使用的，下述縮寫具有下述含義，除非文中明顯另有所指V =攝氏度；g=克；mg=毫克；L=升；mm=毫米；M=摩爾。實施例I :將烘干后的焦炭屑、黃砂(粒徑均<3mm)按比例，投入熔融鋼渣中，所述熔融鋼渣、焦炭屑和黃砂的具體比例為熔融鋼渣:焦炭屑:黃砂=1 :0. 12 :0. 12 ；然后將鋼渣溫度升至150(TC，待其充分反應(yīng)后(熔渣頂面沸騰趨于平靜，無上下翻騰)、自然冷卻后，分析其化學成分。分析結(jié)果如表I所示采用的分析方法為《YB/T140-2009水泥用鋼渣分析方法》。
實施例2 將烘干后的焦炭屑、黃砂(粒徑均<3mm)按比例，投入熔融鋼渣中，所述熔融鋼渣、焦炭屑和黃砂的具體比例為熔融鋼渣:焦炭屑:黃砂=1 :0. 10 :0. 11 ;然后將鋼渣溫度升至150(TC，待其充分反應(yīng)后(熔渣頂面沸騰趨于平靜，無上下翻騰)、自然冷卻后，分析其化學成分。分析結(jié)果如表I所示采用的分析方法為《YB/T140-2009水泥用鋼渣分析方法》。實施例3 將烘干后的焦炭屑、黃砂(粒徑均<3mm)按比例，投入熔融鋼渣中，所述熔融鋼渣、焦炭屑和黃砂的具體比例為熔融鋼渣:焦炭屑:黃砂=1 :0. 08 :0. 10 ；然后將鋼渣溫度升至150(TC，待其充分反應(yīng)后(熔渣頂面沸騰趨于平靜，無上下翻騰)、自然冷卻后，分析其化學成分。分析結(jié)果如表I所示采用的分析方法為《YB/T140-2009水泥用鋼渣分析方法》。表I
權(quán)利要求
1.一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝，包括如下步驟 (1)在熔融鋼渣中投入改性料，所述改性料的組分包括焦炭和SiO2，所述焦炭、SiO2和熔融鋼渣的質(zhì)量比為焦炭=SiO2 :熔融鋼渣=0. 08 O. 12 :0. 10 O. 12 :1，將混合后的熔融鋼渣的溫度升至1500 1700°C ； (2)待所述改性料與所述熔融鋼渣充分反應(yīng)后，使鐵水與熔融渣分離，然后排出鐵水。
2.如權(quán)利要求I所述的一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝，其特征在于，所述熔融鋼渣為鋼鐵廠冶煉過程中在線得到的熔融鋼渣，所述熔融鋼渣的種類為轉(zhuǎn)爐鋼渣或電爐鋼渣。
3.如權(quán)利要求I所述的一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝，其特征在于，所述SiO2選自玻璃和黃砂中的一種或兩種的混合物。
4.如權(quán)利要求3所述的一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝，其特征在于，所述廢玻璃和焦炭在投料前先進行破碎，所述廢玻璃和焦炭的粒徑小于20mm。
5.如權(quán)利要求I所述的一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝，其特征在于，所述焦炭為焦炭屑粉末。
6.如權(quán)利要求I所述的一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝，其特征在于，步驟I中投入改性料時，所述熔融鋼渣的溫度為1100 1300°C。
7.如權(quán)利要求1-6任一所述的一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝所制備的鋼渣作為微晶玻璃的粒料在直接生產(chǎn)微晶玻璃中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金渣處理領(lǐng)域，特別是涉及一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝。本發(fā)明提供一種熔融鋼渣鐵還原及其組份重構(gòu)的改性工藝，包括如下步驟在熔融鋼渣中投入改性料，所述改性料的組分包括焦炭和SiO2，所述焦炭、SiO2和熔融鋼渣的質(zhì)量比為焦炭SiO2熔融鋼渣=0.08～0.120.10～0.121，將混合后的熔融鋼渣的溫度升至1500～1700℃；待所述改性料與所述熔融鋼渣充分反應(yīng)后，使鐵水與熔融渣分離，然后排出鐵水。本發(fā)明在工藝上較為簡單。是一種資源改性再生的短流程工藝，不需要增添新的設(shè)備?？芍苯釉诰€進行生產(chǎn)，是對現(xiàn)有鋼鐵冶煉工藝的補充。僅需要增加輔助生產(chǎn)工藝。
文檔編號C21C5/54GK102796833SQ20121028492
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者金強, 王幼琴, 汪海龍, 楊剛 申請人:上海寶冶鋼渣綜合開發(fā)實業(yè)有限公司, 中冶寶鋼技術(shù)服務(wù)有限公司