[發明專利]再利用含鐵副產品的方法和用于該方法的設備

在審

• 申請號: 201380067002.6
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104870663A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 李佰;崔秀鎬;申健
• 申請（專利權）人: 株式會社POSCO
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;C22B1/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;冷永華

技術領域

本公開涉及用于再利用含鐵副產品的方法和配置為使用該方法的設備，并且更具體地，本公開涉及用于通過使含鐵副產品與碳混合形成團塊、初步還原團塊、以及在電爐中再利用經初步還原的團塊來再利用含鐵副產品的方法。

背景技術

一直以來使用用于還原鐵礦石并且將經還原的鐵礦石用作電爐中的原料的技術。鐵礦石還原方法的示例包括回轉爐法和米德蘭(Midrex)法，并且在此類方法中，通過向細鐵礦石供應還原氣體來間接地還原鐵礦石。

在相關技術中，米德蘭法和回轉爐法廣泛地用于還原鐵礦石。在這些方法中，鐵礦石供應至反應爐，并且還原氣體被注入反應爐以間接地還原鐵礦石，由此產生用作電爐中的原料的直接還原鐵(DRI)。

然而，如果通過例如米德蘭法或回轉爐法的方法來還原含鐵副產品，則可能會花費相對較長的時間來獲得目標還原程度。此外，還原爐必須位于電爐附近以便將從還原爐排出的處于600℃以上的溫度的還原鐵(Fe)供應至電爐而不發生能量損失。然而，根據車間的布局，可能難以使還原爐位于電爐的一側附近，并且與僅使用電爐的方法相比，這種方法可能需要大量設備和高成本。

同時，在近來的直接還原方法中，通過鐵礦石與碳之間的在處于特定溫度或更高溫度的還原氣氛下的反應來還原其中含碳的鐵礦石。

盡管自電爐中產生的粉塵可能含有約40％T.Fe，但是由于粉塵還含有大量環境污染物，因此粉塵通常被分類為工業廢料并且被廢棄。此外，盡管鐵制品中作為副產品產生的氧化皮和金屬屑也含鐵(Fe)，但是氧化皮和金屬屑中的大部分T.Fe以鐵氧化物(FeO和Fe₂O₃)的形式存在。因此，如果氧化皮和金屬屑以這樣的狀態被直接供應至電爐，那么氧化皮和金屬屑將不會被還原成鐵(Fe)。術語“T.Fe”指的是全鐵。例如，當給定材料的全鐵(T.Fe)據稱為40％時，這意味著給定材料的Fe含量按100重量份的給定材料計為40重量份。

此外，含有鹵素的雜質如塑料或乙烯基可能少量地包含在廢鋼中并且導致二英的形成。以這種方式產生的二英在被加熱至900℃以上的溫度時可能會分解，但也可能會在約250℃至約650℃的溫度下重新產生。因此，當氣體從電爐排出時，氣體被加熱至900℃以上的溫度，并且當氣體的溫度在約250℃至約650℃的范圍內時，將氣體通過水快速冷卻以縮短氣體的溫度處于該范圍內的時長，并因此使二英的形成最小化或防止二英的形成。然而，該過程需要額外的設備。

因此，如果含鐵副產品如電爐中產生的作為工業廢料的粉塵以及從除了電爐之外的設備如連鑄設備或熱軋設備中產生的氧化皮和金屬屑作為電爐中的原料而被再利用，那么環境就可以得到保護，并且設備投資成本可得以降低。因此，本技術將有用地用于本公開所涉及的領域。

發明內容

技術問題

本公開的一方面可以提供一種用于再利用含鐵副產品的方法。

本公開的一方面還可以提供一種用于再利用含鐵副產品的設備。

技術方案

根據本公開的一方面，用于再利用含鐵副產品的方法可以包括：通過使含鐵副產品與按100重量份的含鐵副產品計為5重量份至20重量份的碳混合而形成團塊；在800℃至1300℃的溫度范圍內初步還原團塊；以及將經初步還原的團塊供應至電爐。

含鐵副產品可以包括選自粉塵、氧化皮和金屬屑中的至少一者。

含鐵副產品可以包括40wt％至60wt％的量的粉塵、30wt％至50wt％的量的氧化皮、以及5wt％至10wt％的量的金屬屑。

團塊可以具有10mm至50mm的平均直徑和3000kgf/cm³至6000kgf/cm³的表觀密度，并且團塊中可以包括具有20kgf/cm³至100kgf/com³的壓縮強度的碳材料。

在團塊的初步還原中，溫度范圍可以通過電爐的廢氣的顯熱和由燃燒器提供的燃燒熱得以保持。

該方法還可以包括通過在團塊的初步還原期間供應待燃燒的電爐廢氣來使廢氣燃燒。

用來轉移團塊的流體可以是惰性氣體。

惰性氣體可以選自氮氣和氬氣。

經初步還原的團塊可以具有在10％至80％的范圍內的還原程度。

該方法還可以包括將碳粉供應至電爐以造成直接還原反應。